]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_middle/ty/mod.rs
6798addb8aaa3a0c35d653f9347356132be259b6
[rust.git] / src / librustc_middle / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeFolder, TypeVisitor};
3 pub use self::AssocItemContainer::*;
4 pub use self::BorrowKind::*;
5 pub use self::IntVarValue::*;
6 pub use self::Variance::*;
7
8 use crate::hir::exports::ExportMap;
9 use crate::ich::StableHashingContext;
10 use crate::infer::canonical::Canonical;
11 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
12 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
13 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
14 use crate::mir::Body;
15 use crate::mir::GeneratorLayout;
16 use crate::traits::{self, Reveal};
17 use crate::ty;
18 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
19 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
20 use rustc_ast::ast;
21 use rustc_attr as attr;
22 use rustc_data_structures::captures::Captures;
23 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
24 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
25 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
26 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
27 use rustc_data_structures::sorted_map::SortedIndexMultiMap;
28 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
29 use rustc_data_structures::sync::{self, par_iter, ParallelIterator};
30 use rustc_errors::ErrorReported;
31 use rustc_hir as hir;
32 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Namespace, Res};
33 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX};
34 use rustc_hir::lang_items::{FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem, FnTraitLangItem};
35 use rustc_hir::{Constness, Node};
36 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
37 use rustc_macros::HashStable;
38 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
39 use rustc_session::DataTypeKind;
40 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
41 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
42 use rustc_span::Span;
43 use rustc_target::abi::{Align, VariantIdx};
44
45 use std::cell::RefCell;
46 use std::cmp::Ordering;
47 use std::fmt;
48 use std::hash::{Hash, Hasher};
49 use std::marker::PhantomData;
50 use std::ops::Range;
51 use std::ptr;
52 use std::str;
53
54 pub use self::sty::BoundRegion::*;
55 pub use self::sty::InferTy::*;
56 pub use self::sty::RegionKind;
57 pub use self::sty::RegionKind::*;
58 pub use self::sty::TyKind::*;
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
61 pub use self::sty::{CanonicalPolyFnSig, FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, TypeAndMut, UpvarSubsts};
63 pub use self::sty::{ConstVid, FloatVid, IntVid, RegionVid, TyVid};
64 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, InferTy, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
65 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
66 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
67 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
68 pub use crate::ty::diagnostics::*;
69
70 pub use self::binding::BindingMode;
71 pub use self::binding::BindingMode::*;
72
73 pub use self::context::{tls, FreeRegionInfo, TyCtxt};
74 pub use self::context::{
75     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
76     UserType, UserTypeAnnotationIndex,
77 };
78 pub use self::context::{
79     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckResults,
80 };
81
82 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
83
84 pub use self::list::List;
85
86 pub use self::trait_def::TraitDef;
87
88 pub use self::query::queries;
89
90 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst};
91
92 pub mod adjustment;
93 pub mod binding;
94 pub mod cast;
95 #[macro_use]
96 pub mod codec;
97 pub mod _match;
98 mod erase_regions;
99 pub mod error;
100 pub mod fast_reject;
101 pub mod flags;
102 pub mod fold;
103 pub mod inhabitedness;
104 pub mod layout;
105 pub mod normalize_erasing_regions;
106 pub mod outlives;
107 pub mod print;
108 pub mod query;
109 pub mod relate;
110 pub mod steal;
111 pub mod subst;
112 pub mod trait_def;
113 pub mod util;
114 pub mod walk;
115
116 mod consts;
117 mod context;
118 mod diagnostics;
119 mod instance;
120 mod list;
121 mod structural_impls;
122 mod sty;
123
124 // Data types
125
126 pub struct ResolverOutputs {
127     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
128     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
129     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
130     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
131     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
132     pub export_map: ExportMap<LocalDefId>,
133     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
134     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
135     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
136     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
137 }
138
139 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable, Hash)]
140 pub enum AssocItemContainer {
141     TraitContainer(DefId),
142     ImplContainer(DefId),
143 }
144
145 impl AssocItemContainer {
146     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
147     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
148     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
149         match *self {
150             TraitContainer(id) => id,
151             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
152         }
153     }
154
155     pub fn id(&self) -> DefId {
156         match *self {
157             TraitContainer(id) => id,
158             ImplContainer(id) => id,
159         }
160     }
161 }
162
163 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
164 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
165 /// bounds / where-clauses).
166 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
167 pub struct ImplHeader<'tcx> {
168     pub impl_def_id: DefId,
169     pub self_ty: Ty<'tcx>,
170     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
171     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
172 }
173
174 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
175 pub enum ImplPolarity {
176     /// `impl Trait for Type`
177     Positive,
178     /// `impl !Trait for Type`
179     Negative,
180     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
181     ///
182     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
183     /// See #64631 for details.
184     Reservation,
185 }
186
187 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable, Eq, Hash)]
188 pub struct AssocItem {
189     pub def_id: DefId,
190     #[stable_hasher(project(name))]
191     pub ident: Ident,
192     pub kind: AssocKind,
193     pub vis: Visibility,
194     pub defaultness: hir::Defaultness,
195     pub container: AssocItemContainer,
196
197     /// Whether this is a method with an explicit self
198     /// as its first parameter, allowing method calls.
199     pub fn_has_self_parameter: bool,
200 }
201
202 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable, Eq, Hash)]
203 pub enum AssocKind {
204     Const,
205     Fn,
206     Type,
207 }
208
209 impl AssocKind {
210     pub fn namespace(&self) -> Namespace {
211         match *self {
212             ty::AssocKind::Type => Namespace::TypeNS,
213             ty::AssocKind::Const | ty::AssocKind::Fn => Namespace::ValueNS,
214         }
215     }
216
217     pub fn as_def_kind(&self) -> DefKind {
218         match self {
219             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
220             AssocKind::Fn => DefKind::AssocFn,
221             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
222         }
223     }
224 }
225
226 impl AssocItem {
227     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
228         match self.kind {
229             ty::AssocKind::Fn => {
230                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
231                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
232                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
233                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
234                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
235             }
236             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
237             ty::AssocKind::Const => {
238                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
239             }
240         }
241     }
242 }
243
244 /// A list of `ty::AssocItem`s in definition order that allows for efficient lookup by name.
245 ///
246 /// When doing lookup by name, we try to postpone hygienic comparison for as long as possible since
247 /// it is relatively expensive. Instead, items are indexed by `Symbol` and hygienic comparison is
248 /// done only on items with the same name.
249 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, HashStable)]
250 pub struct AssociatedItems<'tcx> {
251     items: SortedIndexMultiMap<u32, Symbol, &'tcx ty::AssocItem>,
252 }
253
254 impl<'tcx> AssociatedItems<'tcx> {
255     /// Constructs an `AssociatedItems` map from a series of `ty::AssocItem`s in definition order.
256     pub fn new(items_in_def_order: impl IntoIterator<Item = &'tcx ty::AssocItem>) -> Self {
257         let items = items_in_def_order.into_iter().map(|item| (item.ident.name, item)).collect();
258         AssociatedItems { items }
259     }
260
261     /// Returns a slice of associated items in the order they were defined.
262     ///
263     /// New code should avoid relying on definition order. If you need a particular associated item
264     /// for a known trait, make that trait a lang item instead of indexing this array.
265     pub fn in_definition_order(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
266         self.items.iter().map(|(_, v)| *v)
267     }
268
269     /// Returns an iterator over all associated items with the given name, ignoring hygiene.
270     pub fn filter_by_name_unhygienic(
271         &self,
272         name: Symbol,
273     ) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
274         self.items.get_by_key(&name).copied()
275     }
276
277     /// Returns an iterator over all associated items with the given name.
278     ///
279     /// Multiple items may have the same name if they are in different `Namespace`s. For example,
280     /// an associated type can have the same name as a method. Use one of the `find_by_name_and_*`
281     /// methods below if you know which item you are looking for.
282     pub fn filter_by_name(
283         &'a self,
284         tcx: TyCtxt<'a>,
285         ident: Ident,
286         parent_def_id: DefId,
287     ) -> impl 'a + Iterator<Item = &'a ty::AssocItem> {
288         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
289             .filter(move |item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
290     }
291
292     /// Returns the associated item with the given name and `AssocKind`, if one exists.
293     pub fn find_by_name_and_kind(
294         &self,
295         tcx: TyCtxt<'_>,
296         ident: Ident,
297         kind: AssocKind,
298         parent_def_id: DefId,
299     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
300         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
301             .filter(|item| item.kind == kind)
302             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
303     }
304
305     /// Returns the associated item with the given name in the given `Namespace`, if one exists.
306     pub fn find_by_name_and_namespace(
307         &self,
308         tcx: TyCtxt<'_>,
309         ident: Ident,
310         ns: Namespace,
311         parent_def_id: DefId,
312     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
313         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
314             .filter(|item| item.kind.namespace() == ns)
315             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
316     }
317 }
318
319 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable, Hash)]
320 pub enum Visibility {
321     /// Visible everywhere (including in other crates).
322     Public,
323     /// Visible only in the given crate-local module.
324     Restricted(DefId),
325     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
326     Invisible,
327 }
328
329 pub trait DefIdTree: Copy {
330     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
331
332     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
333         if descendant.krate != ancestor.krate {
334             return false;
335         }
336
337         while descendant != ancestor {
338             match self.parent(descendant) {
339                 Some(parent) => descendant = parent,
340                 None => return false,
341             }
342         }
343         true
344     }
345 }
346
347 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
348     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
349         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
350     }
351 }
352
353 impl Visibility {
354     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
355         match visibility.node {
356             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
357             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
358             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
359                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
360                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
361                 Res::Err => Visibility::Public,
362                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
363             },
364             hir::VisibilityKind::Inherited => {
365                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
366             }
367         }
368     }
369
370     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
371     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
372         let restriction = match self {
373             // Public items are visible everywhere.
374             Visibility::Public => return true,
375             // Private items from other crates are visible nowhere.
376             Visibility::Invisible => return false,
377             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
378             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
379             Visibility::Restricted(module) => module,
380         };
381
382         tree.is_descendant_of(module, restriction)
383     }
384
385     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
386     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
387         let vis_restriction = match vis {
388             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
389             Visibility::Invisible => return true,
390             Visibility::Restricted(module) => module,
391         };
392
393         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
394     }
395
396     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
397     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
398         match self {
399             Visibility::Public => true,
400             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
401             Visibility::Invisible => false,
402         }
403     }
404 }
405
406 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, HashStable)]
407 pub enum Variance {
408     Covariant,     // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
409     Invariant,     // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
410     Contravariant, // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
411     Bivariant,     // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
412 }
413
414 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
415 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
416 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
417 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
418 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
419 /// item.
420 #[derive(HashStable)]
421 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
422     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
423     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
424     /// entry.
425     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
426 }
427
428 impl Variance {
429     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
430     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
431     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
432     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
433     /// variance with which the argument appears.
434     ///
435     /// Example 1:
436     ///
437     ///     *mut Vec<i32>
438     ///
439     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
440     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
441     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
442     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
443     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
444     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
445     /// (again) in `Invariant`.
446     ///
447     /// Example 2:
448     ///
449     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
450     ///
451     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
452     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
453     /// within which both pointer types appear is
454     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
455     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
456     /// which the first `Vec<i32>` appears is
457     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
458     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
459     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
460     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
461     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
462     ///
463     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
464     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
465     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
466         match (self, v) {
467             // Figure 1, column 1.
468             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
469             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
470             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
471             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
472
473             // Figure 1, column 2.
474             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
475             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
476             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
477             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
478
479             // Figure 1, column 3.
480             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
481
482             // Figure 1, column 4.
483             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
484         }
485     }
486 }
487
488 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
489 // the types of AST nodes.
490 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
491 pub struct CReaderCacheKey {
492     pub cnum: CrateNum,
493     pub pos: usize,
494 }
495
496 bitflags! {
497     /// Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
498     /// through the type during type construction, so that we can quickly check
499     /// whether the type has various kinds of types in it without recursing
500     /// over the type itself.
501     pub struct TypeFlags: u32 {
502         // Does this have parameters? Used to determine whether substitution is
503         // required.
504         /// Does this have [Param]?
505         const HAS_TY_PARAM                = 1 << 0;
506         /// Does this have [ReEarlyBound]?
507         const HAS_RE_PARAM                = 1 << 1;
508         /// Does this have [ConstKind::Param]?
509         const HAS_CT_PARAM                = 1 << 2;
510
511         const NEEDS_SUBST                 = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
512                                           | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
513                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits;
514
515         /// Does this have [Infer]?
516         const HAS_TY_INFER                = 1 << 3;
517         /// Does this have [ReVar]?
518         const HAS_RE_INFER                = 1 << 4;
519         /// Does this have [ConstKind::Infer]?
520         const HAS_CT_INFER                = 1 << 5;
521
522         /// Does this have inference variables? Used to determine whether
523         /// inference is required.
524         const NEEDS_INFER                 = TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
525                                           | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
526                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits;
527
528         /// Does this have [Placeholder]?
529         const HAS_TY_PLACEHOLDER          = 1 << 6;
530         /// Does this have [RePlaceholder]?
531         const HAS_RE_PLACEHOLDER          = 1 << 7;
532         /// Does this have [ConstKind::Placeholder]?
533         const HAS_CT_PLACEHOLDER          = 1 << 8;
534
535         /// `true` if there are "names" of regions and so forth
536         /// that are local to a particular fn/inferctxt
537         const HAS_FREE_LOCAL_REGIONS      = 1 << 9;
538
539         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
540         /// that are local to a particular fn
541         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES        = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
542                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
543                                           | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
544                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
545                                           | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
546                                           | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
547                                           | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits;
548
549         /// Does this have [Projection]?
550         const HAS_TY_PROJECTION           = 1 << 10;
551         /// Does this have [Opaque]?
552         const HAS_TY_OPAQUE               = 1 << 11;
553         /// Does this have [ConstKind::Unevaluated]?
554         const HAS_CT_PROJECTION           = 1 << 12;
555
556         /// Could this type be normalized further?
557         const HAS_PROJECTION              = TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
558                                           | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
559                                           | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits;
560
561         /// Is an error type/const reachable?
562         const HAS_ERROR                   = 1 << 13;
563
564         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
565         /// Basically anything but [ReLateBound] and [ReErased].
566         const HAS_FREE_REGIONS            = 1 << 14;
567
568         /// Does this have any [ReLateBound] regions? Used to check
569         /// if a global bound is safe to evaluate.
570         const HAS_RE_LATE_BOUND           = 1 << 15;
571
572         /// Does this have any [ReErased] regions?
573         const HAS_RE_ERASED               = 1 << 16;
574
575         /// Does this value have parameters/placeholders/inference variables which could be
576         /// replaced later, in a way that would change the results of `impl` specialization?
577         const STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE = 1 << 17;
578     }
579 }
580
581 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
582 pub struct TyS<'tcx> {
583     pub kind: TyKind<'tcx>,
584     pub flags: TypeFlags,
585
586     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
587     /// binder such that
588     ///
589     /// (a) the binder itself captures nothing but
590     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
591     ///     by some sub-binder.
592     ///
593     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
594     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
595     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
596     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
597     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
598     /// by an inner binder.
599     ///
600     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
601     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
602     /// (exclusive).
603     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
604 }
605
606 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
607 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
608 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
609
610 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
611     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
612         self.kind.cmp(&other.kind)
613     }
614 }
615
616 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
617     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
618         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
619     }
620 }
621
622 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
623     #[inline]
624     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
625         ptr::eq(self, other)
626     }
627 }
628 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
629
630 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
631     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
632         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
633     }
634 }
635
636 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
637     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
638         let ty::TyS {
639             ref kind,
640
641             // The other fields just provide fast access to information that is
642             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
643             flags: _,
644
645             outer_exclusive_binder: _,
646         } = *self;
647
648         kind.hash_stable(hcx, hasher);
649     }
650 }
651
652 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
653 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
654
655 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
656 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
657 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
658
659 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
660
661 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
662 pub struct UpvarPath {
663     pub hir_id: hir::HirId,
664 }
665
666 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
667 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
668 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
669 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
670 pub struct UpvarId {
671     pub var_path: UpvarPath,
672     pub closure_expr_id: LocalDefId,
673 }
674
675 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
676 pub enum BorrowKind {
677     /// Data must be immutable and is aliasable.
678     ImmBorrow,
679
680     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
681     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
682     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
683     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
684     ///
685     ///    let x: &mut isize = ...;
686     ///    let y = || *x += 5;
687     ///
688     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
689     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
690     ///
691     ///    struct Env { x: & &mut isize }
692     ///    let x: &mut isize = ...;
693     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
694     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
695     ///
696     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
697     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
698     /// an `&mut` borrow:
699     ///
700     ///    struct Env { x: & &mut isize }
701     ///    let x: &mut isize = ...;
702     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
703     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
704     ///
705     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
706     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
707     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
708     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
709     /// borrow is hidden.
710     ///
711     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
712     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
713     /// simplicity, we don't give users the way to express this
714     /// borrow, it's just used when translating closures.
715     UniqueImmBorrow,
716
717     /// Data is mutable and not aliasable.
718     MutBorrow,
719 }
720
721 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
722 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
723 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
724 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
725     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
726     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
727     /// depending on inference.
728     ByValue,
729
730     /// Upvar is captured by reference.
731     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
732 }
733
734 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
735 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
736     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
737     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
738     /// syntax.
739     pub kind: BorrowKind,
740
741     /// Region of the resulting reference.
742     pub region: ty::Region<'tcx>,
743 }
744
745 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
746 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
747
748 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
749 pub enum IntVarValue {
750     IntType(ast::IntTy),
751     UintType(ast::UintTy),
752 }
753
754 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
755 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
756
757 impl ty::EarlyBoundRegion {
758     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
759         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
760     }
761
762     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
763     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
764     pub fn has_name(&self) -> bool {
765         self.name != kw::UnderscoreLifetime
766     }
767 }
768
769 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
770 pub enum GenericParamDefKind {
771     Lifetime,
772     Type {
773         has_default: bool,
774         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
775         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
776     },
777     Const,
778 }
779
780 impl GenericParamDefKind {
781     pub fn descr(&self) -> &'static str {
782         match self {
783             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
784             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
785             GenericParamDefKind::Const => "constant",
786         }
787     }
788 }
789
790 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
791 pub struct GenericParamDef {
792     pub name: Symbol,
793     pub def_id: DefId,
794     pub index: u32,
795
796     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
797     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
798     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
799     pub pure_wrt_drop: bool,
800
801     pub kind: GenericParamDefKind,
802 }
803
804 impl GenericParamDef {
805     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
806         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
807             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
808         } else {
809             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
810         }
811     }
812
813     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
814         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
815             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
816         } else {
817             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
818         }
819     }
820 }
821
822 #[derive(Default)]
823 pub struct GenericParamCount {
824     pub lifetimes: usize,
825     pub types: usize,
826     pub consts: usize,
827 }
828
829 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
830 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
831 ///
832 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
833 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
834 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
835 pub struct Generics {
836     pub parent: Option<DefId>,
837     pub parent_count: usize,
838     pub params: Vec<GenericParamDef>,
839
840     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
841     #[stable_hasher(ignore)]
842     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
843
844     pub has_self: bool,
845     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
846 }
847
848 impl<'tcx> Generics {
849     pub fn count(&self) -> usize {
850         self.parent_count + self.params.len()
851     }
852
853     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
854         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
855         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
856         // presence of this method will be a constant reminder.
857         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
858
859         for param in &self.params {
860             match param.kind {
861                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
862                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
863                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
864             };
865         }
866
867         own_counts
868     }
869
870     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
871         if self.own_requires_monomorphization() {
872             return true;
873         }
874
875         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
876             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
877             parent.requires_monomorphization(tcx)
878         } else {
879             false
880         }
881     }
882
883     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
884         for param in &self.params {
885             match param.kind {
886                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
887                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
888             }
889         }
890         false
891     }
892
893     /// Returns the `GenericParamDef` with the given index.
894     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
895         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
896             &self.params[index]
897         } else {
898             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
899                 .param_at(param_index, tcx)
900         }
901     }
902
903     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `EarlyBoundRegion`.
904     pub fn region_param(
905         &'tcx self,
906         param: &EarlyBoundRegion,
907         tcx: TyCtxt<'tcx>,
908     ) -> &'tcx GenericParamDef {
909         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
910         match param.kind {
911             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
912             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
913         }
914     }
915
916     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
917     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
918         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
919         match param.kind {
920             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
921             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
922         }
923     }
924
925     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamConst`.
926     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
927         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
928         match param.kind {
929             GenericParamDefKind::Const => param,
930             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
931         }
932     }
933 }
934
935 /// Bounds on generics.
936 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
937 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
938     pub parent: Option<DefId>,
939     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
940 }
941
942 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
943     pub fn instantiate(
944         &self,
945         tcx: TyCtxt<'tcx>,
946         substs: SubstsRef<'tcx>,
947     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
948         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
949         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
950         instantiated
951     }
952
953     pub fn instantiate_own(
954         &self,
955         tcx: TyCtxt<'tcx>,
956         substs: SubstsRef<'tcx>,
957     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
958         InstantiatedPredicates {
959             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
960             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
961         }
962     }
963
964     fn instantiate_into(
965         &self,
966         tcx: TyCtxt<'tcx>,
967         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
968         substs: SubstsRef<'tcx>,
969     ) {
970         if let Some(def_id) = self.parent {
971             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
972         }
973         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
974         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
975     }
976
977     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
978         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
979         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
980         instantiated
981     }
982
983     fn instantiate_identity_into(
984         &self,
985         tcx: TyCtxt<'tcx>,
986         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
987     ) {
988         if let Some(def_id) = self.parent {
989             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
990         }
991         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
992         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
993     }
994
995     pub fn instantiate_supertrait(
996         &self,
997         tcx: TyCtxt<'tcx>,
998         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
999     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1000         assert_eq!(self.parent, None);
1001         InstantiatedPredicates {
1002             predicates: self
1003                 .predicates
1004                 .iter()
1005                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1006                 .collect(),
1007             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1008         }
1009     }
1010 }
1011
1012 #[derive(Debug)]
1013 crate struct PredicateInner<'tcx> {
1014     kind: PredicateKind<'tcx>,
1015     flags: TypeFlags,
1016     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
1017     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
1018 }
1019
1020 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1021 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 48);
1022
1023 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
1024 pub struct Predicate<'tcx> {
1025     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
1026 }
1027
1028 impl rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Predicate<'_> {}
1029 impl rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Predicate<'_> {}
1030
1031 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
1032     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1033         // `self.kind` is always interned.
1034         ptr::eq(self.inner, other.inner)
1035     }
1036 }
1037
1038 impl Hash for Predicate<'_> {
1039     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1040         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
1041     }
1042 }
1043
1044 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
1045
1046 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1047     #[inline(always)]
1048     pub fn kind(self) -> &'tcx PredicateKind<'tcx> {
1049         &self.inner.kind
1050     }
1051
1052     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1053     ///
1054     /// The returned atom may contain unbound variables bound to binders skipped in this method.
1055     /// It is safe to reapply binders to the given atom.
1056     ///
1057     /// Note that this method panics in case this predicate has unbound variables.
1058     pub fn skip_binders(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1059         match self.kind() {
1060             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1061             &PredicateKind::Atom(atom) => {
1062                 debug_assert!(!atom.has_escaping_bound_vars());
1063                 atom
1064             }
1065         }
1066     }
1067
1068     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1069     ///
1070     /// Note that this method does not check if the predicate has unbound variables.
1071     ///
1072     /// Rebinding the returned atom can causes the previously bound variables
1073     /// to end up at the wrong binding level.
1074     pub fn skip_binders_unchecked(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1075         match self.kind() {
1076             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1077             &PredicateKind::Atom(atom) => atom,
1078         }
1079     }
1080
1081     /// Allows using a `Binder<PredicateAtom<'tcx>>` even if the given predicate previously
1082     /// contained unbound variables by shifting these variables outwards.
1083     pub fn bound_atom(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Binder<PredicateAtom<'tcx>> {
1084         match self.kind() {
1085             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder,
1086             &PredicateKind::Atom(atom) => Binder::wrap_nonbinding(tcx, atom),
1087         }
1088     }
1089 }
1090
1091 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
1092     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1093         let PredicateInner {
1094             ref kind,
1095
1096             // The other fields just provide fast access to information that is
1097             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
1098             flags: _,
1099             outer_exclusive_binder: _,
1100         } = self.inner;
1101
1102         kind.hash_stable(hcx, hasher);
1103     }
1104 }
1105
1106 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1107 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1108 pub enum PredicateKind<'tcx> {
1109     /// `for<'a>: ...`
1110     ForAll(Binder<PredicateAtom<'tcx>>),
1111     Atom(PredicateAtom<'tcx>),
1112 }
1113
1114 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1115 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1116 pub enum PredicateAtom<'tcx> {
1117     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1118     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1119     /// would be the type parameters.
1120     ///
1121     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1122     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1123     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1124     Trait(TraitPredicate<'tcx>, Constness),
1125
1126     /// `where 'a: 'b`
1127     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1128
1129     /// `where T: 'a`
1130     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1131
1132     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1133     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1134     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
1135
1136     /// No syntax: `T` well-formed.
1137     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
1138
1139     /// Trait must be object-safe.
1140     ObjectSafe(DefId),
1141
1142     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1143     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1144     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1145     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1146
1147     /// `T1 <: T2`
1148     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
1149
1150     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1151     ConstEvaluatable(ty::WithOptConstParam<DefId>, SubstsRef<'tcx>),
1152
1153     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
1154     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
1155 }
1156
1157 impl<'tcx> PredicateAtom<'tcx> {
1158     /// Wraps `self` with the given qualifier if this predicate has any unbound variables.
1159     pub fn potentially_quantified(
1160         self,
1161         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1162         qualifier: impl FnOnce(Binder<PredicateAtom<'tcx>>) -> PredicateKind<'tcx>,
1163     ) -> Predicate<'tcx> {
1164         if self.has_escaping_bound_vars() {
1165             qualifier(Binder::bind(self))
1166         } else {
1167             PredicateKind::Atom(self)
1168         }
1169         .to_predicate(tcx)
1170     }
1171 }
1172
1173 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1174 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1175 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1176 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1177 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1178 /// item.
1179 #[derive(HashStable)]
1180 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1181     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1182     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1183     /// bounds, it will have no entry.
1184     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
1185 }
1186
1187 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1188     /// Performs a substitution suitable for going from a
1189     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1190     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1191     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1192     /// lengthy comment below for details.
1193     pub fn subst_supertrait(
1194         self,
1195         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1196         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1197     ) -> Predicate<'tcx> {
1198         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1199         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1200         //
1201         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1202         //
1203         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1204         //     trait Bar<'b,'c> { }
1205         //
1206         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1207         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1208         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1209         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1210         // normal substitution.
1211         //
1212         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1213         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1214         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1215         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1216         // `'a`.
1217         //
1218         // Another example to be careful of is this:
1219         //
1220         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1221         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1222         //
1223         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1224         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1225         // reason is similar to the previous example: any impl of
1226         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1227         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1228         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1229         //
1230         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1231         // consider the more complicated scenario:
1232         //
1233         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1234         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1235         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1236         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1237         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1238         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1239         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1240         //   DB index of 1.
1241         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1242         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1243         //   just as we wanted.
1244         //
1245         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1246         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1247         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1248         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1249         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1250         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1251         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1252         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1253         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1254         // substitution code expects equal binding levels in the values
1255         // from the substitution and the value being substituted into, and
1256         // this trick achieves that).
1257         let substs = trait_ref.skip_binder().substs;
1258         let pred = self.skip_binders();
1259         let new = pred.subst(tcx, substs);
1260         if new != pred { new.potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll) } else { self }
1261     }
1262 }
1263
1264 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1265 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1266 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1267     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1268 }
1269
1270 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1271
1272 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1273     pub fn def_id(self) -> DefId {
1274         self.trait_ref.def_id
1275     }
1276
1277     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1278         self.trait_ref.self_ty()
1279     }
1280 }
1281
1282 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1283     pub fn def_id(self) -> DefId {
1284         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1285         self.skip_binder().def_id()
1286     }
1287 }
1288
1289 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1290 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1291 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1292 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1293 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1294 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1295 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1296 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1297
1298 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1299 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1300 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1301     pub a_is_expected: bool,
1302     pub a: Ty<'tcx>,
1303     pub b: Ty<'tcx>,
1304 }
1305 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1306
1307 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1308 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1309 ///
1310 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1311 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1312 ///
1313 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1314 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1315 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1316 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1317 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1318 /// instances to normalize the LHS.
1319 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1320 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1321 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1322     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1323     pub ty: Ty<'tcx>,
1324 }
1325
1326 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1327
1328 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1329     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1330     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1331         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1332     }
1333
1334     #[inline]
1335     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1336         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1337         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1338         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1339         // return value, so we are preserving the number of binding
1340         // levels.
1341         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1342     }
1343
1344     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1345         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1346     }
1347
1348     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1349     ///
1350     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1351     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1352     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1353         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1354         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1355     }
1356 }
1357
1358 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1359     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1360 }
1361
1362 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1363     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1364         ty::Binder::dummy(*self)
1365     }
1366 }
1367
1368 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1369     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1370         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1371     }
1372 }
1373
1374 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1375     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
1376 }
1377
1378 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateKind<'tcx> {
1379     #[inline(always)]
1380     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1381         tcx.mk_predicate(self)
1382     }
1383 }
1384
1385 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateAtom<'tcx> {
1386     #[inline(always)]
1387     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1388         debug_assert!(!self.has_escaping_bound_vars(), "escaping bound vars for {:?}", self);
1389         tcx.mk_predicate(PredicateKind::Atom(self))
1390     }
1391 }
1392
1393 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1394     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1395         PredicateAtom::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }, self.constness)
1396             .to_predicate(tcx)
1397     }
1398 }
1399
1400 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1401     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1402         ConstnessAnd {
1403             value: self.value.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate { trait_ref }),
1404             constness: self.constness,
1405         }
1406         .to_predicate(tcx)
1407     }
1408 }
1409
1410 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1411     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1412         PredicateAtom::Trait(self.value.skip_binder(), self.constness)
1413             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1414     }
1415 }
1416
1417 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1418     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1419         PredicateAtom::RegionOutlives(self.skip_binder())
1420             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1421     }
1422 }
1423
1424 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1425     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1426         PredicateAtom::TypeOutlives(self.skip_binder())
1427             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1428     }
1429 }
1430
1431 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1432     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1433         PredicateAtom::Projection(self.skip_binder())
1434             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1435     }
1436 }
1437
1438 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1439     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1440         match self.skip_binders() {
1441             PredicateAtom::Trait(t, _) => Some(ty::Binder::bind(t.trait_ref)),
1442             PredicateAtom::Projection(..)
1443             | PredicateAtom::Subtype(..)
1444             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1445             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1446             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1447             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1448             | PredicateAtom::TypeOutlives(..)
1449             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1450             | PredicateAtom::ConstEquate(..) => None,
1451         }
1452     }
1453
1454     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1455         match self.skip_binders() {
1456             PredicateAtom::TypeOutlives(data) => Some(ty::Binder::bind(data)),
1457             PredicateAtom::Trait(..)
1458             | PredicateAtom::Projection(..)
1459             | PredicateAtom::Subtype(..)
1460             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1461             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1462             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1463             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1464             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1465             | PredicateAtom::ConstEquate(..) => None,
1466         }
1467     }
1468 }
1469
1470 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1471 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1472 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1473 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1474 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1475 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1476 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1477 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1478 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1479 /// their values.
1480 ///
1481 /// Example:
1482 ///
1483 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1484 ///
1485 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1486 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1487 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1488 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1489 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1490 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1491     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1492     pub spans: Vec<Span>,
1493 }
1494
1495 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1496     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1497         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1498     }
1499
1500     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1501         self.predicates.is_empty()
1502     }
1503 }
1504
1505 rustc_index::newtype_index! {
1506     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1507     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1508     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1509     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1510     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1511     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1512     /// new names.
1513     ///
1514     /// To make this more concrete, consider this program:
1515     ///
1516     /// ```
1517     /// struct Foo { }
1518     /// fn bar<T>(x: T) {
1519     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1520     /// }
1521     /// ```
1522     ///
1523     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1524     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1525     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1526     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1527     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1528     /// name it inside the fn type but not outside.
1529     ///
1530     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1531     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1532     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1533     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1534     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1535     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1536     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1537     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1538     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1539     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1540     /// use for checking generic functions.
1541     pub struct UniverseIndex {
1542         derive [HashStable]
1543         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1544     }
1545 }
1546
1547 impl UniverseIndex {
1548     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1549
1550     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1551     /// is considered to extend all previous universes. This
1552     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1553     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1554     ///
1555     /// ```
1556     /// for<'a> fn(&'a u32)
1557     /// ```
1558     ///
1559     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1560     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1561     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1562     /// `U` because it was not in scope there.
1563     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1564         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1565     }
1566
1567     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1568     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1569     /// `other` (`self >= other`).
1570     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1571         self.private >= other.private
1572     }
1573
1574     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1575     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1576     /// those in `other` (`self < other`).
1577     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1578         self.private < other.private
1579     }
1580 }
1581
1582 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1583 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1584 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1585 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1586 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1587 /// another.
1588 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1589 pub struct Placeholder<T> {
1590     pub universe: UniverseIndex,
1591     pub name: T,
1592 }
1593
1594 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1595 where
1596     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1597 {
1598     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1599         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1600         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1601     }
1602 }
1603
1604 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1605
1606 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1607
1608 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1609
1610 /// A `DefId` which is potentially bundled with its corresponding generic parameter
1611 /// in case `did` is a const argument.
1612 ///
1613 /// This is used to prevent cycle errors during typeck
1614 /// as `type_of(const_arg)` depends on `typeck(owning_body)`
1615 /// which once again requires the type of its generic arguments.
1616 ///
1617 /// Luckily we only need to deal with const arguments once we
1618 /// know their corresponding parameters. We (ab)use this by
1619 /// calling `type_of(param_did)` for these arguments.
1620 ///
1621 /// ```rust
1622 /// #![feature(const_generics)]
1623 ///
1624 /// struct A;
1625 /// impl A {
1626 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> usize { N }
1627 /// }
1628 /// struct B;
1629 /// impl B {
1630 ///     fn foo<const N: u8>(&self) -> usize { 42 }
1631 /// }
1632 ///
1633 /// fn main() {
1634 ///     let a = A;
1635 ///     a.foo::<7>();
1636 /// }
1637 /// ```
1638 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1639 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1640 #[derive(Hash, HashStable)]
1641 pub struct WithOptConstParam<T> {
1642     pub did: T,
1643     /// The `DefId` of the corresponding generic paramter in case `did` is
1644     /// a const argument.
1645     ///
1646     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1647     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1648     /// to potentially update `param_did` in case it `None`.
1649     pub const_param_did: Option<DefId>,
1650 }
1651
1652 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1653     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1654     #[inline(always)]
1655     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1656         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1657     }
1658 }
1659
1660 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1661     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1662     /// `None` otherwise.
1663     #[inline(always)]
1664     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1665         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1666     }
1667
1668     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1669     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1670     #[inline(always)]
1671     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1672         if self.const_param_did.is_none() {
1673             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1674                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1675             }
1676         }
1677
1678         None
1679     }
1680
1681     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1682         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1683     }
1684
1685     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1686         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1687     }
1688 }
1689
1690 impl WithOptConstParam<DefId> {
1691     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1692         self.did
1693             .as_local()
1694             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1695     }
1696
1697     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1698         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1699             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1700                 return Some((did, param_did));
1701             }
1702         }
1703
1704         None
1705     }
1706
1707     pub fn expect_local(self) -> WithOptConstParam<LocalDefId> {
1708         self.as_local().unwrap()
1709     }
1710
1711     pub fn is_local(self) -> bool {
1712         self.did.is_local()
1713     }
1714
1715     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1716         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1717     }
1718 }
1719
1720 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1721 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1722 /// particular point.
1723 #[derive(Copy, Clone)]
1724 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1725     // We pack the caller_bounds List pointer and a Reveal enum into this usize.
1726     // Specifically, the low bit represents Reveal, with 0 meaning `UserFacing`
1727     // and 1 meaning `All`. The rest is the pointer.
1728     //
1729     // This relies on the List<Predicate<'tcx>> type having at least 2-byte
1730     // alignment. Lists start with a usize and are repr(C) so this should be
1731     // fine; there is a debug_assert in the constructor as well.
1732     //
1733     // Note that the choice of 0 for UserFacing is intentional -- since it is the
1734     // first variant in Reveal this means that joining the pointer is a simple `or`.
1735     packed_data: usize,
1736
1737     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1738     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1739     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1740     ///
1741     /// Note: This is packed into the `packed_data` usize above, use the
1742     /// `caller_bounds()` method to access it.
1743     caller_bounds: PhantomData<&'tcx List<Predicate<'tcx>>>,
1744
1745     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1746     /// want `Reveal::All`.
1747     ///
1748     /// Note: This is packed into the caller_bounds usize above, use the reveal()
1749     /// method to access it.
1750     reveal: PhantomData<traits::Reveal>,
1751
1752     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1753     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1754     /// solver).
1755     pub def_id: Option<DefId>,
1756 }
1757
1758 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1759     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1760         f.debug_struct("ParamEnv")
1761             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1762             .field("reveal", &self.reveal())
1763             .field("def_id", &self.def_id)
1764             .finish()
1765     }
1766 }
1767
1768 impl<'tcx> Hash for ParamEnv<'tcx> {
1769     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
1770         // List hashes as the raw pointer, so we can skip splitting into the
1771         // pointer and the enum.
1772         self.packed_data.hash(state);
1773         self.def_id.hash(state);
1774     }
1775 }
1776
1777 impl<'tcx> PartialEq for ParamEnv<'tcx> {
1778     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1779         self.caller_bounds() == other.caller_bounds()
1780             && self.reveal() == other.reveal()
1781             && self.def_id == other.def_id
1782     }
1783 }
1784 impl<'tcx> Eq for ParamEnv<'tcx> {}
1785
1786 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1787     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1788         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1789         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1790         self.def_id.hash_stable(hcx, hasher);
1791     }
1792 }
1793
1794 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1795     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(&self, folder: &mut F) -> Self {
1796         ParamEnv::new(
1797             self.caller_bounds().fold_with(folder),
1798             self.reveal().fold_with(folder),
1799             self.def_id.fold_with(folder),
1800         )
1801     }
1802
1803     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> bool {
1804         self.caller_bounds().visit_with(visitor)
1805             || self.reveal().visit_with(visitor)
1806             || self.def_id.visit_with(visitor)
1807     }
1808 }
1809
1810 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1811     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1812     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1813     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1814     /// type-checking.
1815     #[inline]
1816     pub fn empty() -> Self {
1817         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1818     }
1819
1820     #[inline]
1821     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1822         // mask out bottom bit
1823         unsafe { &*((self.packed_data & (!1)) as *const _) }
1824     }
1825
1826     #[inline]
1827     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1828         if self.packed_data & 1 == 0 { traits::Reveal::UserFacing } else { traits::Reveal::All }
1829     }
1830
1831     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1832     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1833     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1834     /// environments like codegen or doing optimizations.
1835     ///
1836     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1837     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1838     #[inline]
1839     pub fn reveal_all() -> Self {
1840         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1841     }
1842
1843     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1844     #[inline]
1845     pub fn new(
1846         caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>,
1847         reveal: Reveal,
1848         def_id: Option<DefId>,
1849     ) -> Self {
1850         let packed_data = caller_bounds as *const _ as usize;
1851         // Check that we can pack the reveal data into the pointer.
1852         debug_assert!(packed_data & 1 == 0);
1853         ty::ParamEnv {
1854             packed_data: packed_data
1855                 | match reveal {
1856                     Reveal::UserFacing => 0,
1857                     Reveal::All => 1,
1858                 },
1859             caller_bounds: PhantomData,
1860             reveal: PhantomData,
1861             def_id,
1862         }
1863     }
1864
1865     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1866         // clear bottom bit
1867         self.packed_data &= !1;
1868         self
1869     }
1870
1871     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1872     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1873     /// (even for associated types that are specializable). This is
1874     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1875     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1876     /// which is the default.
1877     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1878     /// will be normalized to their underlying types.
1879     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1880     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1881         if self.packed_data & 1 == 1 {
1882             return self;
1883         }
1884
1885         ParamEnv::new(tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()), Reveal::All, self.def_id)
1886     }
1887
1888     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1889     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1890         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.def_id)
1891     }
1892
1893     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1894     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1895     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1896     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1897     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1898     /// invisible.
1899     ///
1900     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1901     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1902     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1903     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1904     /// although the surrounding function is never reachable.
1905     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1906         match self.reveal() {
1907             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1908
1909             Reveal::All => {
1910                 if value.is_global() {
1911                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1912                 } else {
1913                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1914                 }
1915             }
1916         }
1917     }
1918 }
1919
1920 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1921 pub struct ConstnessAnd<T> {
1922     pub constness: Constness,
1923     pub value: T,
1924 }
1925
1926 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1927 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1928 pub trait WithConstness: Sized {
1929     #[inline]
1930     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1931         ConstnessAnd { constness, value: self }
1932     }
1933
1934     #[inline]
1935     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1936         self.with_constness(Constness::Const)
1937     }
1938
1939     #[inline]
1940     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1941         self.with_constness(Constness::NotConst)
1942     }
1943 }
1944
1945 impl<T> WithConstness for T {}
1946
1947 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1948 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1949     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1950     pub value: T,
1951 }
1952
1953 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1954     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1955         (self.param_env, self.value)
1956     }
1957 }
1958
1959 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1960 where
1961     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1962 {
1963     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1964         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1965
1966         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1967         value.hash_stable(hcx, hasher);
1968     }
1969 }
1970
1971 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1972 pub struct Destructor {
1973     /// The `DefId` of the destructor method
1974     pub did: DefId,
1975 }
1976
1977 bitflags! {
1978     #[derive(HashStable)]
1979     pub struct AdtFlags: u32 {
1980         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1981         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1982         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1983         /// Indicates whether the ADT is a union.
1984         const IS_UNION            = 1 << 1;
1985         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1986         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1987         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1988         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1989         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1990         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1991         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1992         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1993         /// Indicates whether the type is `Box`.
1994         const IS_BOX              = 1 << 6;
1995         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1996         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1997         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1998         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1999         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 8;
2000     }
2001 }
2002
2003 bitflags! {
2004     #[derive(HashStable)]
2005     pub struct VariantFlags: u32 {
2006         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
2007         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
2008         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
2009     }
2010 }
2011
2012 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
2013 #[derive(Debug, HashStable)]
2014 pub struct VariantDef {
2015     /// `DefId` that identifies the variant itself.
2016     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
2017     pub def_id: DefId,
2018     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
2019     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
2020     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
2021     /// Variant or struct name.
2022     #[stable_hasher(project(name))]
2023     pub ident: Ident,
2024     /// Discriminant of this variant.
2025     pub discr: VariantDiscr,
2026     /// Fields of this variant.
2027     pub fields: Vec<FieldDef>,
2028     /// Type of constructor of variant.
2029     pub ctor_kind: CtorKind,
2030     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
2031     flags: VariantFlags,
2032     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
2033     /// May be incomplete or bogus.
2034     pub recovered: bool,
2035 }
2036
2037 impl<'tcx> VariantDef {
2038     /// Creates a new `VariantDef`.
2039     ///
2040     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
2041     /// represents an enum variant).
2042     ///
2043     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
2044     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
2045     ///
2046     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
2047     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
2048     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
2049     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
2050     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
2051     ///
2052     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
2053     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
2054     pub fn new(
2055         ident: Ident,
2056         variant_did: Option<DefId>,
2057         ctor_def_id: Option<DefId>,
2058         discr: VariantDiscr,
2059         fields: Vec<FieldDef>,
2060         ctor_kind: CtorKind,
2061         adt_kind: AdtKind,
2062         parent_did: DefId,
2063         recovered: bool,
2064         is_field_list_non_exhaustive: bool,
2065     ) -> Self {
2066         debug!(
2067             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2068              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2069             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2070         );
2071
2072         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2073         if is_field_list_non_exhaustive {
2074             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2075         }
2076
2077         VariantDef {
2078             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2079             ctor_def_id,
2080             ident,
2081             discr,
2082             fields,
2083             ctor_kind,
2084             flags,
2085             recovered,
2086         }
2087     }
2088
2089     /// Is this field list non-exhaustive?
2090     #[inline]
2091     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2092         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2093     }
2094
2095     /// `repr(transparent)` structs can have a single non-ZST field, this function returns that
2096     /// field.
2097     pub fn transparent_newtype_field(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<&FieldDef> {
2098         for field in &self.fields {
2099             let field_ty = field.ty(tcx, InternalSubsts::identity_for_item(tcx, self.def_id));
2100             if !field_ty.is_zst(tcx, self.def_id) {
2101                 return Some(field);
2102             }
2103         }
2104
2105         None
2106     }
2107 }
2108
2109 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2110 pub enum VariantDiscr {
2111     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2112     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2113     Explicit(DefId),
2114
2115     /// The previous variant's discriminant plus one.
2116     /// For efficiency reasons, the distance from the
2117     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2118     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2119     Relative(u32),
2120 }
2121
2122 #[derive(Debug, HashStable)]
2123 pub struct FieldDef {
2124     pub did: DefId,
2125     #[stable_hasher(project(name))]
2126     pub ident: Ident,
2127     pub vis: Visibility,
2128 }
2129
2130 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2131 ///
2132 /// These are all interned (by `alloc_adt_def`) into the global arena.
2133 ///
2134 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2135 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2136 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2137 ///
2138 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2139 pub struct AdtDef {
2140     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2141     pub did: DefId,
2142     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2143     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2144     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2145     flags: AdtFlags,
2146     /// Repr options provided by the user.
2147     pub repr: ReprOptions,
2148 }
2149
2150 impl PartialOrd for AdtDef {
2151     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2152         Some(self.cmp(&other))
2153     }
2154 }
2155
2156 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2157 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2158 impl Ord for AdtDef {
2159     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2160         self.did.cmp(&other.did)
2161     }
2162 }
2163
2164 impl PartialEq for AdtDef {
2165     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2166     #[inline]
2167     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2168         ptr::eq(self, other)
2169     }
2170 }
2171
2172 impl Eq for AdtDef {}
2173
2174 impl Hash for AdtDef {
2175     #[inline]
2176     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2177         (self as *const AdtDef).hash(s)
2178     }
2179 }
2180
2181 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
2182     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2183         self.did.encode(s)
2184     }
2185 }
2186
2187 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
2188
2189 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2190     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2191         thread_local! {
2192             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2193         }
2194
2195         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2196             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2197             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2198                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2199
2200                 let mut hasher = StableHasher::new();
2201                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2202                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2203                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2204                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2205
2206                 hasher.finish()
2207             })
2208         });
2209
2210         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2211     }
2212 }
2213
2214 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2215 pub enum AdtKind {
2216     Struct,
2217     Union,
2218     Enum,
2219 }
2220
2221 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2222     fn into(self) -> DataTypeKind {
2223         match self {
2224             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2225             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2226             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2227         }
2228     }
2229 }
2230
2231 bitflags! {
2232     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2233     pub struct ReprFlags: u8 {
2234         const IS_C               = 1 << 0;
2235         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2236         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2237         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2238         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2239         // If true, don't expose any niche to type's context.
2240         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2241         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2242         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2243                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2244                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2245     }
2246 }
2247
2248 /// Represents the repr options provided by the user,
2249 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2250 pub struct ReprOptions {
2251     pub int: Option<attr::IntType>,
2252     pub align: Option<Align>,
2253     pub pack: Option<Align>,
2254     pub flags: ReprFlags,
2255 }
2256
2257 impl ReprOptions {
2258     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2259         let mut flags = ReprFlags::empty();
2260         let mut size = None;
2261         let mut max_align: Option<Align> = None;
2262         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2263         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2264             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
2265                 flags.insert(match r {
2266                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2267                     attr::ReprPacked(pack) => {
2268                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2269                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2270                             min_pack.min(pack)
2271                         } else {
2272                             pack
2273                         });
2274                         ReprFlags::empty()
2275                     }
2276                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2277                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2278                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2279                     attr::ReprInt(i) => {
2280                         size = Some(i);
2281                         ReprFlags::empty()
2282                     }
2283                     attr::ReprAlign(align) => {
2284                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2285                         ReprFlags::empty()
2286                     }
2287                 });
2288             }
2289         }
2290
2291         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2292         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2293             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2294         }
2295         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2296     }
2297
2298     #[inline]
2299     pub fn simd(&self) -> bool {
2300         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2301     }
2302     #[inline]
2303     pub fn c(&self) -> bool {
2304         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2305     }
2306     #[inline]
2307     pub fn packed(&self) -> bool {
2308         self.pack.is_some()
2309     }
2310     #[inline]
2311     pub fn transparent(&self) -> bool {
2312         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2313     }
2314     #[inline]
2315     pub fn linear(&self) -> bool {
2316         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2317     }
2318     #[inline]
2319     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2320         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2321     }
2322
2323     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
2324     /// This must only be called on enums!
2325     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2326         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2327     }
2328
2329     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2330     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2331     /// single pointer.
2332     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2333         self.c() || self.int.is_some()
2334     }
2335
2336     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2337     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2338     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2339         if let Some(pack) = self.pack {
2340             if pack.bytes() == 1 {
2341                 return true;
2342             }
2343         }
2344         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2345     }
2346
2347     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2348     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2349         self.c()
2350     }
2351 }
2352
2353 impl<'tcx> AdtDef {
2354     /// Creates a new `AdtDef`.
2355     fn new(
2356         tcx: TyCtxt<'_>,
2357         did: DefId,
2358         kind: AdtKind,
2359         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2360         repr: ReprOptions,
2361     ) -> Self {
2362         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2363         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2364
2365         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2366             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2367             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2368         }
2369
2370         flags |= match kind {
2371             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2372             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2373             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2374         };
2375
2376         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2377             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2378         }
2379
2380         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2381         if tcx.sess.contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2382             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2383         }
2384         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2385             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2386         }
2387         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2388             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2389         }
2390         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2391             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2392         }
2393
2394         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2395     }
2396
2397     /// Returns `true` if this is a struct.
2398     #[inline]
2399     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2400         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2401     }
2402
2403     /// Returns `true` if this is a union.
2404     #[inline]
2405     pub fn is_union(&self) -> bool {
2406         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2407     }
2408
2409     /// Returns `true` if this is a enum.
2410     #[inline]
2411     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2412         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2413     }
2414
2415     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2416     #[inline]
2417     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2418         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2419     }
2420
2421     /// Returns the kind of the ADT.
2422     #[inline]
2423     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2424         if self.is_enum() {
2425             AdtKind::Enum
2426         } else if self.is_union() {
2427             AdtKind::Union
2428         } else {
2429             AdtKind::Struct
2430         }
2431     }
2432
2433     /// Returns a description of this abstract data type.
2434     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2435         match self.adt_kind() {
2436             AdtKind::Struct => "struct",
2437             AdtKind::Union => "union",
2438             AdtKind::Enum => "enum",
2439         }
2440     }
2441
2442     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2443     #[inline]
2444     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2445         match self.adt_kind() {
2446             AdtKind::Struct => "struct",
2447             AdtKind::Union => "union",
2448             AdtKind::Enum => "variant",
2449         }
2450     }
2451
2452     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2453     #[inline]
2454     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2455         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2456     }
2457
2458     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2459     /// of coherence checking.
2460     #[inline]
2461     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2462         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2463     }
2464
2465     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2466     #[inline]
2467     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2468         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2469     }
2470
2471     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2472     #[inline]
2473     pub fn is_box(&self) -> bool {
2474         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2475     }
2476
2477     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2478     #[inline]
2479     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2480         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2481     }
2482
2483     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2484     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2485         self.destructor(tcx).is_some()
2486     }
2487
2488     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2489     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2490         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2491         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2492     }
2493
2494     #[inline]
2495     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2496         tcx.predicates_of(self.did)
2497     }
2498
2499     /// Returns an iterator over all fields contained
2500     /// by this ADT.
2501     #[inline]
2502     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2503         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2504     }
2505
2506     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2507         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2508     }
2509
2510     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2511     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2512         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2513     }
2514
2515     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2516     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2517         self.variants
2518             .iter()
2519             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2520             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2521     }
2522
2523     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2524     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2525         self.variants
2526             .iter_enumerated()
2527             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2528             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2529             .0
2530     }
2531
2532     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2533     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2534         self.variants
2535             .iter_enumerated()
2536             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2537             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2538             .0
2539     }
2540
2541     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2542         match res {
2543             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2544             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2545             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2546             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2547             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2548             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2549             | Res::SelfTy(..)
2550             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2551             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2552         }
2553     }
2554
2555     #[inline]
2556     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2557         assert!(self.is_enum());
2558         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2559         let repr_type = self.repr.discr_type();
2560         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2561             Ok(val) => {
2562                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2563                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2564                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2565                     Some(Discr { val: b, ty })
2566                 } else {
2567                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2568                     crate::mir::interpret::struct_error(
2569                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2570                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2571                     )
2572                     .emit();
2573                     None
2574                 }
2575             }
2576             Err(err) => {
2577                 let msg = match err {
2578                     ErrorHandled::Reported(ErrorReported) | ErrorHandled::Linted => {
2579                         "enum discriminant evaluation failed"
2580                     }
2581                     ErrorHandled::TooGeneric => "enum discriminant depends on generics",
2582                 };
2583                 tcx.sess.delay_span_bug(tcx.def_span(expr_did), msg);
2584                 None
2585             }
2586         }
2587     }
2588
2589     #[inline]
2590     pub fn discriminants(
2591         &'tcx self,
2592         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2593     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2594         assert!(self.is_enum());
2595         let repr_type = self.repr.discr_type();
2596         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2597         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2598         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2599             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2600             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2601                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2602                     discr = new_discr;
2603                 }
2604             }
2605             prev_discr = Some(discr);
2606
2607             (i, discr)
2608         })
2609     }
2610
2611     #[inline]
2612     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2613         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2614     }
2615
2616     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2617     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2618     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2619     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2620     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2621     #[inline]
2622     pub fn discriminant_for_variant(
2623         &self,
2624         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2625         variant_index: VariantIdx,
2626     ) -> Discr<'tcx> {
2627         assert!(self.is_enum());
2628         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2629         let explicit_value = val
2630             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2631             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2632         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2633     }
2634
2635     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2636     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2637     /// inferred discriminant directly.
2638     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2639         assert!(!self.variants.is_empty());
2640         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2641         let expr_did;
2642         loop {
2643             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2644                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2645                     expr_did = None;
2646                     break;
2647                 }
2648                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2649                     explicit_index -= distance;
2650                 }
2651                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2652                     expr_did = Some(did);
2653                     break;
2654                 }
2655             }
2656         }
2657         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2658     }
2659
2660     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2661         tcx.adt_destructor(self.did)
2662     }
2663
2664     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2665     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2666     ///
2667     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2668     /// actually more expressive than checking all members:
2669     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2670     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2671     ///
2672     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2673     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2674     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2675         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2676     }
2677 }
2678
2679 impl<'tcx> FieldDef {
2680     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2681     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2682     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2683         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2684     }
2685 }
2686
2687 /// Represents the various closure traits in the language. This
2688 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2689 /// desugaring) argument that the closure expects.
2690 ///
2691 /// You can get the environment type of a closure using
2692 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2693 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2694 #[derive(HashStable)]
2695 pub enum ClosureKind {
2696     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2697     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2698     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2699     Fn,
2700     FnMut,
2701     FnOnce,
2702 }
2703
2704 impl<'tcx> ClosureKind {
2705     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2706     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2707
2708     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2709         match *self {
2710             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2711             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None),
2712             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None),
2713         }
2714     }
2715
2716     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2717     /// must also implement `other`.
2718     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2719         match (self, other) {
2720             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2721             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2722             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2723             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2724             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2725             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2726             _ => false,
2727         }
2728     }
2729
2730     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2731     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2732     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2733         match self {
2734             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2735             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2736             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2737         }
2738     }
2739 }
2740
2741 impl BorrowKind {
2742     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2743         match m {
2744             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2745             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2746         }
2747     }
2748
2749     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2750     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2751     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2752     /// question.
2753     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2754         match self {
2755             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2756             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2757
2758             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2759             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2760             // and hence is a safe "over approximation".
2761             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2762         }
2763     }
2764
2765     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2766         match *self {
2767             MutBorrow => "mutable",
2768             ImmBorrow => "immutable",
2769             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2770         }
2771     }
2772 }
2773
2774 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
2775
2776 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2777 pub enum ImplOverlapKind {
2778     /// These impls are always allowed to overlap.
2779     Permitted {
2780         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2781         marker: bool,
2782     },
2783     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2784     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2785     ///
2786     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2787     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2788     ///
2789     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2790     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2791     ///
2792     /// ```
2793     /// trait Trait {}
2794     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2795     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2796     /// ```
2797     ///
2798     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2799     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2800     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2801     /// overlapping impls for it is sound.
2802     ///
2803     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2804     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2805     /// it has the following restrictions:
2806     ///
2807     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2808     /// positive impls.
2809     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2810     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2811     /// marker traits.
2812     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2813     ///
2814     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2815     Issue33140,
2816 }
2817
2818 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2819     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2820         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2821     }
2822
2823     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2824     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2825     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2826     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2827         self.hir()
2828             .krate()
2829             .body_ids
2830             .iter()
2831             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2832     }
2833
2834     pub fn par_body_owners<F: Fn(LocalDefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2835         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2836             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2837     }
2838
2839     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2840         self.associated_items(id)
2841             .in_definition_order()
2842             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2843     }
2844
2845     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2846         def_id
2847             .as_local()
2848             .and_then(|def_id| self.hir().get(self.hir().as_local_hir_id(def_id)).ident())
2849     }
2850
2851     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2852         let is_associated_item = if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2853             match self.hir().get(self.hir().as_local_hir_id(def_id)) {
2854                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2855                 _ => false,
2856             }
2857         } else {
2858             match self.def_kind(def_id) {
2859                 DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy => true,
2860                 _ => false,
2861             }
2862         };
2863
2864         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2865     }
2866
2867     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2868         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2869     }
2870
2871     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2872         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2873     }
2874
2875     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2876     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2877     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2878         self,
2879         def_id1: DefId,
2880         def_id2: DefId,
2881     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2882         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2883         // as one of them essentially doesn't exist.
2884         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2885             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2886         {
2887             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2888         }
2889
2890         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2891             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2892                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2893                 debug!(
2894                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2895                     def_id1, def_id2
2896                 );
2897                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2898             }
2899             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2900             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2901                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2902                 debug!(
2903                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2904                     def_id1, def_id2
2905                 );
2906                 return None;
2907             }
2908             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2909             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2910         };
2911
2912         let is_marker_overlap = {
2913             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2914                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2915                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2916             };
2917             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2918         };
2919
2920         if is_marker_overlap {
2921             debug!(
2922                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2923                 def_id1, def_id2
2924             );
2925             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2926         } else {
2927             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2928                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2929                     if self_ty1 == self_ty2 {
2930                         debug!(
2931                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2932                             def_id1, def_id2
2933                         );
2934                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2935                     } else {
2936                         debug!(
2937                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2938                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2939                         );
2940                     }
2941                 }
2942             }
2943
2944             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2945             None
2946         }
2947     }
2948
2949     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2950     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2951     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2952         match res {
2953             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2954                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2955                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2956             }
2957             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2958             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2959                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2960                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2961                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2962             }
2963             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2964                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2965                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2966             }
2967             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2968         }
2969     }
2970
2971     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2972         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2973             self.original_crate_name(id.krate)
2974         } else {
2975             let def_key = self.def_key(id);
2976             match def_key.disambiguated_data.data {
2977                 // The name of a constructor is that of its parent.
2978                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => {
2979                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
2980                 }
2981                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2982                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2983                 }),
2984             }
2985         }
2986     }
2987
2988     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2989     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2990         match instance {
2991             ty::InstanceDef::Item(def) => {
2992                 if let Some((did, param_did)) = def.as_const_arg() {
2993                     self.optimized_mir_of_const_arg((did, param_did))
2994                 } else {
2995                     self.optimized_mir(def.did)
2996                 }
2997             }
2998             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2999             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
3000             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
3001             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
3002             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
3003             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
3004             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
3005             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
3006         }
3007     }
3008
3009     /// Gets the attributes of a definition.
3010     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3011         if let Some(did) = did.as_local() {
3012             self.hir().attrs(self.hir().as_local_hir_id(did))
3013         } else {
3014             self.item_attrs(did)
3015         }
3016     }
3017
3018     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3019     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3020         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3021     }
3022
3023     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3024     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3025         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3026     }
3027
3028     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3029         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3030     }
3031
3032     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3033     /// If it implements no trait, returns `None`.
3034     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3035         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3036     }
3037
3038     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3039     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3040     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3041         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3042             TraitContainer(_) => None,
3043             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3044         })
3045     }
3046
3047     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3048     /// with the name of the crate containing the impl.
3049     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3050         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
3051             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did);
3052             Ok(self.hir().span(hir_id))
3053         } else {
3054             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3055         }
3056     }
3057
3058     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3059     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3060     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3061     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3062         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3063         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3064         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3065         use_name.name == def_name.name
3066             && use_name
3067                 .span
3068                 .ctxt()
3069                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3070     }
3071
3072     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3073         match scope.as_local() {
3074             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3075             None => ExpnId::root(),
3076         }
3077     }
3078
3079     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3080         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3081         ident
3082     }
3083
3084     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3085         self,
3086         mut ident: Ident,
3087         scope: DefId,
3088         block: hir::HirId,
3089     ) -> (Ident, DefId) {
3090         let scope =
3091             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3092             {
3093                 Some(actual_expansion) => {
3094                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3095                 }
3096                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3097             };
3098         (ident, scope)
3099     }
3100
3101     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3102         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3103     }
3104 }
3105
3106 #[derive(Clone, HashStable)]
3107 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3108
3109 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3110 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3111     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
3112         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().as_local_hir_id(def_id)) {
3113             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3114                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3115             }
3116         }
3117     }
3118     None
3119 }
3120
3121 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
3122     context::provide(providers);
3123     erase_regions::provide(providers);
3124     layout::provide(providers);
3125     util::provide(providers);
3126     super::util::bug::provide(providers);
3127     *providers = ty::query::Providers {
3128         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3129         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3130         ..*providers
3131     };
3132 }
3133
3134 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3135 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3136 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3137 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3138 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3139 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3140 pub struct CrateInherentImpls {
3141     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3142 }
3143
3144 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
3145 pub struct SymbolName<'tcx> {
3146     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
3147     pub name: &'tcx str,
3148 }
3149
3150 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
3151     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
3152         SymbolName {
3153             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
3154         }
3155     }
3156 }
3157
3158 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
3159     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3160         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3161     }
3162 }
3163
3164 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
3165     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3166         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3167     }
3168 }
3169
3170 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for SymbolName<'tcx> {
3171     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
3172         s.emit_str(self.name)
3173     }
3174 }
3175
3176 // The decoding takes place in `decode_symbol_name()`.
3177 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for SymbolName<'tcx> {}