]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_middle/ty/mod.rs
Increase accuracy of lifetime bound on trait object impl suggestion
[rust.git] / src / librustc_middle / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeVisitor};
3 pub use self::AssocItemContainer::*;
4 pub use self::BorrowKind::*;
5 pub use self::IntVarValue::*;
6 pub use self::Variance::*;
7
8 use crate::hir::exports::ExportMap;
9 use crate::ich::StableHashingContext;
10 use crate::infer::canonical::Canonical;
11 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
12 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
13 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
14 use crate::mir::Body;
15 use crate::mir::GeneratorLayout;
16 use crate::traits::{self, Reveal};
17 use crate::ty;
18 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
19 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
20 use rustc_ast::ast;
21 use rustc_attr as attr;
22 use rustc_data_structures::captures::Captures;
23 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
24 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
25 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
26 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
27 use rustc_data_structures::sorted_map::SortedIndexMultiMap;
28 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
29 use rustc_data_structures::sync::{self, par_iter, ParallelIterator};
30 use rustc_errors::ErrorReported;
31 use rustc_hir as hir;
32 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Namespace, Res};
33 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX};
34 use rustc_hir::lang_items::{FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem, FnTraitLangItem};
35 use rustc_hir::{Constness, Node};
36 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
37 use rustc_macros::HashStable;
38 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
39 use rustc_session::DataTypeKind;
40 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
41 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
42 use rustc_span::Span;
43 use rustc_target::abi::{Align, VariantIdx};
44
45 use std::cell::RefCell;
46 use std::cmp::Ordering;
47 use std::fmt;
48 use std::hash::{Hash, Hasher};
49 use std::marker::PhantomData;
50 use std::ops::Range;
51 use std::ptr;
52 use std::str;
53
54 pub use self::sty::BoundRegion::*;
55 pub use self::sty::InferTy::*;
56 pub use self::sty::RegionKind;
57 pub use self::sty::RegionKind::*;
58 pub use self::sty::TyKind::*;
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
61 pub use self::sty::{CanonicalPolyFnSig, FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, TypeAndMut, UpvarSubsts};
63 pub use self::sty::{ConstVid, FloatVid, IntVid, RegionVid, TyVid};
64 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, InferTy, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
65 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
66 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
67 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
68 pub use crate::ty::diagnostics::*;
69
70 pub use self::binding::BindingMode;
71 pub use self::binding::BindingMode::*;
72
73 pub use self::context::{tls, FreeRegionInfo, TyCtxt};
74 pub use self::context::{
75     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
76     UserType, UserTypeAnnotationIndex,
77 };
78 pub use self::context::{
79     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckResults,
80 };
81
82 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
83
84 pub use self::list::List;
85
86 pub use self::trait_def::TraitDef;
87
88 pub use self::query::queries;
89
90 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst};
91
92 pub mod adjustment;
93 pub mod binding;
94 pub mod cast;
95 #[macro_use]
96 pub mod codec;
97 pub mod _match;
98 mod erase_regions;
99 pub mod error;
100 pub mod fast_reject;
101 pub mod flags;
102 pub mod fold;
103 pub mod inhabitedness;
104 pub mod layout;
105 pub mod normalize_erasing_regions;
106 pub mod outlives;
107 pub mod print;
108 pub mod query;
109 pub mod relate;
110 pub mod steal;
111 pub mod subst;
112 pub mod trait_def;
113 pub mod util;
114 pub mod walk;
115
116 mod consts;
117 mod context;
118 mod diagnostics;
119 mod instance;
120 mod list;
121 mod structural_impls;
122 mod sty;
123
124 // Data types
125
126 pub struct ResolverOutputs {
127     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
128     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
129     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
130     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
131     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
132     pub export_map: ExportMap<LocalDefId>,
133     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
134     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
135     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
136     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
137 }
138
139 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable, Hash)]
140 pub enum AssocItemContainer {
141     TraitContainer(DefId),
142     ImplContainer(DefId),
143 }
144
145 impl AssocItemContainer {
146     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
147     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
148     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
149         match *self {
150             TraitContainer(id) => id,
151             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
152         }
153     }
154
155     pub fn id(&self) -> DefId {
156         match *self {
157             TraitContainer(id) => id,
158             ImplContainer(id) => id,
159         }
160     }
161 }
162
163 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
164 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
165 /// bounds / where-clauses).
166 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
167 pub struct ImplHeader<'tcx> {
168     pub impl_def_id: DefId,
169     pub self_ty: Ty<'tcx>,
170     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
171     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
172 }
173
174 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
175 pub enum ImplPolarity {
176     /// `impl Trait for Type`
177     Positive,
178     /// `impl !Trait for Type`
179     Negative,
180     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
181     ///
182     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
183     /// See #64631 for details.
184     Reservation,
185 }
186
187 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable, Eq, Hash)]
188 pub struct AssocItem {
189     pub def_id: DefId,
190     #[stable_hasher(project(name))]
191     pub ident: Ident,
192     pub kind: AssocKind,
193     pub vis: Visibility,
194     pub defaultness: hir::Defaultness,
195     pub container: AssocItemContainer,
196
197     /// Whether this is a method with an explicit self
198     /// as its first parameter, allowing method calls.
199     pub fn_has_self_parameter: bool,
200 }
201
202 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable, Eq, Hash)]
203 pub enum AssocKind {
204     Const,
205     Fn,
206     Type,
207 }
208
209 impl AssocKind {
210     pub fn namespace(&self) -> Namespace {
211         match *self {
212             ty::AssocKind::Type => Namespace::TypeNS,
213             ty::AssocKind::Const | ty::AssocKind::Fn => Namespace::ValueNS,
214         }
215     }
216
217     pub fn as_def_kind(&self) -> DefKind {
218         match self {
219             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
220             AssocKind::Fn => DefKind::AssocFn,
221             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
222         }
223     }
224 }
225
226 impl AssocItem {
227     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
228         match self.kind {
229             ty::AssocKind::Fn => {
230                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
231                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
232                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
233                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
234                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
235             }
236             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
237             ty::AssocKind::Const => {
238                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
239             }
240         }
241     }
242 }
243
244 /// A list of `ty::AssocItem`s in definition order that allows for efficient lookup by name.
245 ///
246 /// When doing lookup by name, we try to postpone hygienic comparison for as long as possible since
247 /// it is relatively expensive. Instead, items are indexed by `Symbol` and hygienic comparison is
248 /// done only on items with the same name.
249 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, HashStable)]
250 pub struct AssociatedItems<'tcx> {
251     items: SortedIndexMultiMap<u32, Symbol, &'tcx ty::AssocItem>,
252 }
253
254 impl<'tcx> AssociatedItems<'tcx> {
255     /// Constructs an `AssociatedItems` map from a series of `ty::AssocItem`s in definition order.
256     pub fn new(items_in_def_order: impl IntoIterator<Item = &'tcx ty::AssocItem>) -> Self {
257         let items = items_in_def_order.into_iter().map(|item| (item.ident.name, item)).collect();
258         AssociatedItems { items }
259     }
260
261     /// Returns a slice of associated items in the order they were defined.
262     ///
263     /// New code should avoid relying on definition order. If you need a particular associated item
264     /// for a known trait, make that trait a lang item instead of indexing this array.
265     pub fn in_definition_order(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
266         self.items.iter().map(|(_, v)| *v)
267     }
268
269     /// Returns an iterator over all associated items with the given name, ignoring hygiene.
270     pub fn filter_by_name_unhygienic(
271         &self,
272         name: Symbol,
273     ) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
274         self.items.get_by_key(&name).copied()
275     }
276
277     /// Returns an iterator over all associated items with the given name.
278     ///
279     /// Multiple items may have the same name if they are in different `Namespace`s. For example,
280     /// an associated type can have the same name as a method. Use one of the `find_by_name_and_*`
281     /// methods below if you know which item you are looking for.
282     pub fn filter_by_name(
283         &'a self,
284         tcx: TyCtxt<'a>,
285         ident: Ident,
286         parent_def_id: DefId,
287     ) -> impl 'a + Iterator<Item = &'a ty::AssocItem> {
288         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
289             .filter(move |item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
290     }
291
292     /// Returns the associated item with the given name and `AssocKind`, if one exists.
293     pub fn find_by_name_and_kind(
294         &self,
295         tcx: TyCtxt<'_>,
296         ident: Ident,
297         kind: AssocKind,
298         parent_def_id: DefId,
299     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
300         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
301             .filter(|item| item.kind == kind)
302             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
303     }
304
305     /// Returns the associated item with the given name in the given `Namespace`, if one exists.
306     pub fn find_by_name_and_namespace(
307         &self,
308         tcx: TyCtxt<'_>,
309         ident: Ident,
310         ns: Namespace,
311         parent_def_id: DefId,
312     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
313         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
314             .filter(|item| item.kind.namespace() == ns)
315             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
316     }
317 }
318
319 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable, Hash)]
320 pub enum Visibility {
321     /// Visible everywhere (including in other crates).
322     Public,
323     /// Visible only in the given crate-local module.
324     Restricted(DefId),
325     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
326     Invisible,
327 }
328
329 pub trait DefIdTree: Copy {
330     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
331
332     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
333         if descendant.krate != ancestor.krate {
334             return false;
335         }
336
337         while descendant != ancestor {
338             match self.parent(descendant) {
339                 Some(parent) => descendant = parent,
340                 None => return false,
341             }
342         }
343         true
344     }
345 }
346
347 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
348     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
349         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
350     }
351 }
352
353 impl Visibility {
354     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
355         match visibility.node {
356             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
357             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
358             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
359                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
360                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
361                 Res::Err => Visibility::Public,
362                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
363             },
364             hir::VisibilityKind::Inherited => {
365                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
366             }
367         }
368     }
369
370     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
371     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
372         let restriction = match self {
373             // Public items are visible everywhere.
374             Visibility::Public => return true,
375             // Private items from other crates are visible nowhere.
376             Visibility::Invisible => return false,
377             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
378             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
379             Visibility::Restricted(module) => module,
380         };
381
382         tree.is_descendant_of(module, restriction)
383     }
384
385     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
386     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
387         let vis_restriction = match vis {
388             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
389             Visibility::Invisible => return true,
390             Visibility::Restricted(module) => module,
391         };
392
393         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
394     }
395
396     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
397     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
398         match self {
399             Visibility::Public => true,
400             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
401             Visibility::Invisible => false,
402         }
403     }
404 }
405
406 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, HashStable)]
407 pub enum Variance {
408     Covariant,     // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
409     Invariant,     // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
410     Contravariant, // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
411     Bivariant,     // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
412 }
413
414 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
415 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
416 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
417 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
418 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
419 /// item.
420 #[derive(HashStable)]
421 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
422     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
423     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
424     /// entry.
425     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
426 }
427
428 impl Variance {
429     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
430     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
431     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
432     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
433     /// variance with which the argument appears.
434     ///
435     /// Example 1:
436     ///
437     ///     *mut Vec<i32>
438     ///
439     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
440     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
441     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
442     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
443     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
444     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
445     /// (again) in `Invariant`.
446     ///
447     /// Example 2:
448     ///
449     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
450     ///
451     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
452     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
453     /// within which both pointer types appear is
454     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
455     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
456     /// which the first `Vec<i32>` appears is
457     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
458     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
459     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
460     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
461     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
462     ///
463     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
464     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
465     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
466         match (self, v) {
467             // Figure 1, column 1.
468             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
469             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
470             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
471             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
472
473             // Figure 1, column 2.
474             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
475             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
476             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
477             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
478
479             // Figure 1, column 3.
480             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
481
482             // Figure 1, column 4.
483             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
484         }
485     }
486 }
487
488 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
489 // the types of AST nodes.
490 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
491 pub struct CReaderCacheKey {
492     pub cnum: CrateNum,
493     pub pos: usize,
494 }
495
496 bitflags! {
497     /// Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
498     /// through the type during type construction, so that we can quickly check
499     /// whether the type has various kinds of types in it without recursing
500     /// over the type itself.
501     pub struct TypeFlags: u32 {
502         // Does this have parameters? Used to determine whether substitution is
503         // required.
504         /// Does this have [Param]?
505         const HAS_TY_PARAM                = 1 << 0;
506         /// Does this have [ReEarlyBound]?
507         const HAS_RE_PARAM                = 1 << 1;
508         /// Does this have [ConstKind::Param]?
509         const HAS_CT_PARAM                = 1 << 2;
510
511         const NEEDS_SUBST                 = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
512                                           | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
513                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits;
514
515         /// Does this have [Infer]?
516         const HAS_TY_INFER                = 1 << 3;
517         /// Does this have [ReVar]?
518         const HAS_RE_INFER                = 1 << 4;
519         /// Does this have [ConstKind::Infer]?
520         const HAS_CT_INFER                = 1 << 5;
521
522         /// Does this have inference variables? Used to determine whether
523         /// inference is required.
524         const NEEDS_INFER                 = TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
525                                           | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
526                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits;
527
528         /// Does this have [Placeholder]?
529         const HAS_TY_PLACEHOLDER          = 1 << 6;
530         /// Does this have [RePlaceholder]?
531         const HAS_RE_PLACEHOLDER          = 1 << 7;
532         /// Does this have [ConstKind::Placeholder]?
533         const HAS_CT_PLACEHOLDER          = 1 << 8;
534
535         /// `true` if there are "names" of regions and so forth
536         /// that are local to a particular fn/inferctxt
537         const HAS_FREE_LOCAL_REGIONS      = 1 << 9;
538
539         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
540         /// that are local to a particular fn
541         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES        = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
542                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
543                                           | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
544                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
545                                           | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
546                                           | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
547                                           | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits;
548
549         /// Does this have [Projection]?
550         const HAS_TY_PROJECTION           = 1 << 10;
551         /// Does this have [Opaque]?
552         const HAS_TY_OPAQUE               = 1 << 11;
553         /// Does this have [ConstKind::Unevaluated]?
554         const HAS_CT_PROJECTION           = 1 << 12;
555
556         /// Could this type be normalized further?
557         const HAS_PROJECTION              = TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
558                                           | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
559                                           | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits;
560
561         /// Is an error type/const reachable?
562         const HAS_ERROR                   = 1 << 13;
563
564         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
565         /// Basically anything but [ReLateBound] and [ReErased].
566         const HAS_FREE_REGIONS            = 1 << 14;
567
568         /// Does this have any [ReLateBound] regions? Used to check
569         /// if a global bound is safe to evaluate.
570         const HAS_RE_LATE_BOUND           = 1 << 15;
571
572         /// Does this have any [ReErased] regions?
573         const HAS_RE_ERASED               = 1 << 16;
574
575         /// Does this value have parameters/placeholders/inference variables which could be
576         /// replaced later, in a way that would change the results of `impl` specialization?
577         const STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE = 1 << 17;
578     }
579 }
580
581 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
582 pub struct TyS<'tcx> {
583     pub kind: TyKind<'tcx>,
584     pub flags: TypeFlags,
585
586     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
587     /// binder such that
588     ///
589     /// (a) the binder itself captures nothing but
590     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
591     ///     by some sub-binder.
592     ///
593     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
594     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
595     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
596     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
597     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
598     /// by an inner binder.
599     ///
600     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
601     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
602     /// (exclusive).
603     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
604 }
605
606 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
607 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
608 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
609
610 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
611     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
612         self.kind.cmp(&other.kind)
613     }
614 }
615
616 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
617     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
618         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
619     }
620 }
621
622 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
623     #[inline]
624     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
625         ptr::eq(self, other)
626     }
627 }
628 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
629
630 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
631     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
632         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
633     }
634 }
635
636 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
637     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
638         let ty::TyS {
639             ref kind,
640
641             // The other fields just provide fast access to information that is
642             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
643             flags: _,
644
645             outer_exclusive_binder: _,
646         } = *self;
647
648         kind.hash_stable(hcx, hasher);
649     }
650 }
651
652 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
653 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
654
655 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
656 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
657 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
658
659 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
660
661 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
662 pub struct UpvarPath {
663     pub hir_id: hir::HirId,
664 }
665
666 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
667 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
668 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
669 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
670 pub struct UpvarId {
671     pub var_path: UpvarPath,
672     pub closure_expr_id: LocalDefId,
673 }
674
675 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
676 pub enum BorrowKind {
677     /// Data must be immutable and is aliasable.
678     ImmBorrow,
679
680     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
681     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
682     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
683     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
684     ///
685     ///    let x: &mut isize = ...;
686     ///    let y = || *x += 5;
687     ///
688     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
689     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
690     ///
691     ///    struct Env { x: & &mut isize }
692     ///    let x: &mut isize = ...;
693     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
694     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
695     ///
696     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
697     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
698     /// an `&mut` borrow:
699     ///
700     ///    struct Env { x: & &mut isize }
701     ///    let x: &mut isize = ...;
702     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
703     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
704     ///
705     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
706     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
707     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
708     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
709     /// borrow is hidden.
710     ///
711     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
712     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
713     /// simplicity, we don't give users the way to express this
714     /// borrow, it's just used when translating closures.
715     UniqueImmBorrow,
716
717     /// Data is mutable and not aliasable.
718     MutBorrow,
719 }
720
721 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
722 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
723 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
724 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
725     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
726     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
727     /// depending on inference.
728     ByValue,
729
730     /// Upvar is captured by reference.
731     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
732 }
733
734 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
735 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
736     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
737     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
738     /// syntax.
739     pub kind: BorrowKind,
740
741     /// Region of the resulting reference.
742     pub region: ty::Region<'tcx>,
743 }
744
745 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
746 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
747
748 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
749 pub enum IntVarValue {
750     IntType(ast::IntTy),
751     UintType(ast::UintTy),
752 }
753
754 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
755 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
756
757 impl ty::EarlyBoundRegion {
758     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
759         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
760     }
761
762     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
763     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
764     pub fn has_name(&self) -> bool {
765         self.name != kw::UnderscoreLifetime
766     }
767 }
768
769 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
770 pub enum GenericParamDefKind {
771     Lifetime,
772     Type {
773         has_default: bool,
774         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
775         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
776     },
777     Const,
778 }
779
780 impl GenericParamDefKind {
781     pub fn descr(&self) -> &'static str {
782         match self {
783             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
784             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
785             GenericParamDefKind::Const => "constant",
786         }
787     }
788 }
789
790 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
791 pub struct GenericParamDef {
792     pub name: Symbol,
793     pub def_id: DefId,
794     pub index: u32,
795
796     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
797     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
798     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
799     pub pure_wrt_drop: bool,
800
801     pub kind: GenericParamDefKind,
802 }
803
804 impl GenericParamDef {
805     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
806         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
807             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
808         } else {
809             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
810         }
811     }
812
813     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
814         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
815             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
816         } else {
817             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
818         }
819     }
820 }
821
822 #[derive(Default)]
823 pub struct GenericParamCount {
824     pub lifetimes: usize,
825     pub types: usize,
826     pub consts: usize,
827 }
828
829 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
830 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
831 ///
832 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
833 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
834 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
835 pub struct Generics {
836     pub parent: Option<DefId>,
837     pub parent_count: usize,
838     pub params: Vec<GenericParamDef>,
839
840     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
841     #[stable_hasher(ignore)]
842     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
843
844     pub has_self: bool,
845     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
846 }
847
848 impl<'tcx> Generics {
849     pub fn count(&self) -> usize {
850         self.parent_count + self.params.len()
851     }
852
853     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
854         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
855         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
856         // presence of this method will be a constant reminder.
857         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
858
859         for param in &self.params {
860             match param.kind {
861                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
862                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
863                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
864             };
865         }
866
867         own_counts
868     }
869
870     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
871         if self.own_requires_monomorphization() {
872             return true;
873         }
874
875         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
876             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
877             parent.requires_monomorphization(tcx)
878         } else {
879             false
880         }
881     }
882
883     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
884         for param in &self.params {
885             match param.kind {
886                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
887                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
888             }
889         }
890         false
891     }
892
893     /// Returns the `GenericParamDef` with the given index.
894     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
895         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
896             &self.params[index]
897         } else {
898             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
899                 .param_at(param_index, tcx)
900         }
901     }
902
903     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `EarlyBoundRegion`.
904     pub fn region_param(
905         &'tcx self,
906         param: &EarlyBoundRegion,
907         tcx: TyCtxt<'tcx>,
908     ) -> &'tcx GenericParamDef {
909         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
910         match param.kind {
911             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
912             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
913         }
914     }
915
916     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
917     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
918         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
919         match param.kind {
920             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
921             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
922         }
923     }
924
925     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamConst`.
926     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
927         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
928         match param.kind {
929             GenericParamDefKind::Const => param,
930             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
931         }
932     }
933 }
934
935 /// Bounds on generics.
936 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
937 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
938     pub parent: Option<DefId>,
939     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
940 }
941
942 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
943     pub fn instantiate(
944         &self,
945         tcx: TyCtxt<'tcx>,
946         substs: SubstsRef<'tcx>,
947     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
948         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
949         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
950         instantiated
951     }
952
953     pub fn instantiate_own(
954         &self,
955         tcx: TyCtxt<'tcx>,
956         substs: SubstsRef<'tcx>,
957     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
958         InstantiatedPredicates {
959             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
960             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
961         }
962     }
963
964     fn instantiate_into(
965         &self,
966         tcx: TyCtxt<'tcx>,
967         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
968         substs: SubstsRef<'tcx>,
969     ) {
970         if let Some(def_id) = self.parent {
971             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
972         }
973         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
974         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
975     }
976
977     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
978         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
979         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
980         instantiated
981     }
982
983     fn instantiate_identity_into(
984         &self,
985         tcx: TyCtxt<'tcx>,
986         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
987     ) {
988         if let Some(def_id) = self.parent {
989             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
990         }
991         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
992         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
993     }
994
995     pub fn instantiate_supertrait(
996         &self,
997         tcx: TyCtxt<'tcx>,
998         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
999     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1000         assert_eq!(self.parent, None);
1001         InstantiatedPredicates {
1002             predicates: self
1003                 .predicates
1004                 .iter()
1005                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1006                 .collect(),
1007             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1008         }
1009     }
1010 }
1011
1012 #[derive(Debug)]
1013 crate struct PredicateInner<'tcx> {
1014     kind: PredicateKind<'tcx>,
1015     flags: TypeFlags,
1016     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
1017     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
1018 }
1019
1020 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1021 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 40);
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
1053 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
1054     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1055         let PredicateInner {
1056             ref kind,
1057
1058             // The other fields just provide fast access to information that is
1059             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
1060             flags: _,
1061             outer_exclusive_binder: _,
1062         } = self.inner;
1063
1064         kind.hash_stable(hcx, hasher);
1065     }
1066 }
1067
1068 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1069 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1070 pub enum PredicateKind<'tcx> {
1071     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1072     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1073     /// would be the type parameters.
1074     ///
1075     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1076     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1077     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1078     Trait(PolyTraitPredicate<'tcx>, Constness),
1079
1080     /// `where 'a: 'b`
1081     RegionOutlives(PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1082
1083     /// `where T: 'a`
1084     TypeOutlives(PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1085
1086     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1087     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1088     Projection(PolyProjectionPredicate<'tcx>),
1089
1090     /// No syntax: `T` well-formed.
1091     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
1092
1093     /// Trait must be object-safe.
1094     ObjectSafe(DefId),
1095
1096     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1097     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1098     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1099     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1100
1101     /// `T1 <: T2`
1102     Subtype(PolySubtypePredicate<'tcx>),
1103
1104     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1105     ConstEvaluatable(ty::WithOptConstParam<DefId>, SubstsRef<'tcx>),
1106
1107     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
1108     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
1109 }
1110
1111 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1112 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1113 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1114 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1115 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1116 /// item.
1117 #[derive(HashStable)]
1118 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1119     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1120     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1121     /// bounds, it will have no entry.
1122     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(ty::Predicate<'tcx>, Span)]>,
1123 }
1124
1125 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1126     /// Performs a substitution suitable for going from a
1127     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1128     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1129     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1130     /// lengthy comment below for details.
1131     pub fn subst_supertrait(
1132         self,
1133         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1134         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1135     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1136         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1137         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1138         //
1139         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1140         //
1141         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1142         //     trait Bar<'b,'c> { }
1143         //
1144         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1145         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1146         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1147         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1148         // normal substitution.
1149         //
1150         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1151         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1152         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1153         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1154         // `'a`.
1155         //
1156         // Another example to be careful of is this:
1157         //
1158         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1159         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1160         //
1161         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1162         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1163         // reason is similar to the previous example: any impl of
1164         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1165         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1166         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1167         //
1168         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1169         // consider the more complicated scenario:
1170         //
1171         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1172         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1173         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1174         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1175         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1176         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1177         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1178         //   DB index of 1.
1179         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1180         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1181         //   just as we wanted.
1182         //
1183         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1184         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1185         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1186         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1187         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1188         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1189         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1190         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1191         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1192         // substitution code expects equal binding levels in the values
1193         // from the substitution and the value being substituted into, and
1194         // this trick achieves that).
1195
1196         let substs = &trait_ref.skip_binder().substs;
1197         let kind = self.kind();
1198         let new = match kind {
1199             &PredicateKind::Trait(ref binder, constness) => {
1200                 PredicateKind::Trait(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)), constness)
1201             }
1202             PredicateKind::Subtype(binder) => {
1203                 PredicateKind::Subtype(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1204             }
1205             PredicateKind::RegionOutlives(binder) => {
1206                 PredicateKind::RegionOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1207             }
1208             PredicateKind::TypeOutlives(binder) => {
1209                 PredicateKind::TypeOutlives(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1210             }
1211             PredicateKind::Projection(binder) => {
1212                 PredicateKind::Projection(binder.map_bound(|data| data.subst(tcx, substs)))
1213             }
1214             &PredicateKind::WellFormed(data) => PredicateKind::WellFormed(data.subst(tcx, substs)),
1215             &PredicateKind::ObjectSafe(trait_def_id) => PredicateKind::ObjectSafe(trait_def_id),
1216             &PredicateKind::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs, kind) => {
1217                 PredicateKind::ClosureKind(closure_def_id, closure_substs.subst(tcx, substs), kind)
1218             }
1219             &PredicateKind::ConstEvaluatable(def_id, const_substs) => {
1220                 PredicateKind::ConstEvaluatable(def_id, const_substs.subst(tcx, substs))
1221             }
1222             PredicateKind::ConstEquate(c1, c2) => {
1223                 PredicateKind::ConstEquate(c1.subst(tcx, substs), c2.subst(tcx, substs))
1224             }
1225         };
1226
1227         if new != *kind { new.to_predicate(tcx) } else { self }
1228     }
1229 }
1230
1231 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1232 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1233 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1234     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1235 }
1236
1237 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1238
1239 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1240     pub fn def_id(self) -> DefId {
1241         self.trait_ref.def_id
1242     }
1243
1244     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1245         self.trait_ref.self_ty()
1246     }
1247 }
1248
1249 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1250     pub fn def_id(self) -> DefId {
1251         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1252         self.skip_binder().def_id()
1253     }
1254 }
1255
1256 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1257 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1258 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1259 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1260 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1261 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1262 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1263 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1264
1265 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1266 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1267 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1268     pub a_is_expected: bool,
1269     pub a: Ty<'tcx>,
1270     pub b: Ty<'tcx>,
1271 }
1272 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1273
1274 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1275 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1276 ///
1277 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1278 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1279 ///
1280 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1281 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1282 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1283 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1284 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1285 /// instances to normalize the LHS.
1286 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1287 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1288 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1289     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1290     pub ty: Ty<'tcx>,
1291 }
1292
1293 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1294
1295 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1296     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1297     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1298         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1299     }
1300
1301     #[inline]
1302     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1303         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1304         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1305         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1306         // return value, so we are preserving the number of binding
1307         // levels.
1308         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1309     }
1310
1311     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1312         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1313     }
1314
1315     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1316     ///
1317     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1318     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1319     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1320         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1321         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1322     }
1323 }
1324
1325 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1326     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1327 }
1328
1329 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1330     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1331         ty::Binder::dummy(*self)
1332     }
1333 }
1334
1335 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1336     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1337         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1338     }
1339 }
1340
1341 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1342     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
1343 }
1344
1345 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateKind<'tcx> {
1346     #[inline(always)]
1347     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1348         tcx.mk_predicate(self)
1349     }
1350 }
1351
1352 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1353     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1354         ty::PredicateKind::Trait(
1355             ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }),
1356             self.constness,
1357         )
1358         .to_predicate(tcx)
1359     }
1360 }
1361
1362 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<&TraitRef<'tcx>> {
1363     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1364         ty::PredicateKind::Trait(
1365             ty::Binder::dummy(ty::TraitPredicate { trait_ref: *self.value }),
1366             self.constness,
1367         )
1368         .to_predicate(tcx)
1369     }
1370 }
1371
1372 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1373     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1374         ty::PredicateKind::Trait(self.value.to_poly_trait_predicate(), self.constness)
1375             .to_predicate(tcx)
1376     }
1377 }
1378
1379 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<&PolyTraitRef<'tcx>> {
1380     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1381         ty::PredicateKind::Trait(self.value.to_poly_trait_predicate(), self.constness)
1382             .to_predicate(tcx)
1383     }
1384 }
1385
1386 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1387     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1388         PredicateKind::RegionOutlives(self).to_predicate(tcx)
1389     }
1390 }
1391
1392 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1393     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1394         PredicateKind::TypeOutlives(self).to_predicate(tcx)
1395     }
1396 }
1397
1398 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1399     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1400         PredicateKind::Projection(self).to_predicate(tcx)
1401     }
1402 }
1403
1404 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1405     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1406         match self.kind() {
1407             &PredicateKind::Trait(ref t, _) => Some(t.to_poly_trait_ref()),
1408             PredicateKind::Projection(..)
1409             | PredicateKind::Subtype(..)
1410             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1411             | PredicateKind::WellFormed(..)
1412             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1413             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1414             | PredicateKind::TypeOutlives(..)
1415             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1416             | PredicateKind::ConstEquate(..) => None,
1417         }
1418     }
1419
1420     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1421         match self.kind() {
1422             &PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(data),
1423             PredicateKind::Trait(..)
1424             | PredicateKind::Projection(..)
1425             | PredicateKind::Subtype(..)
1426             | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1427             | PredicateKind::WellFormed(..)
1428             | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1429             | PredicateKind::ClosureKind(..)
1430             | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1431             | PredicateKind::ConstEquate(..) => None,
1432         }
1433     }
1434 }
1435
1436 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1437 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1438 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1439 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1440 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1441 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1442 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1443 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1444 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1445 /// their values.
1446 ///
1447 /// Example:
1448 ///
1449 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1450 ///
1451 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1452 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1453 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1454 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1455 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1456 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1457     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1458     pub spans: Vec<Span>,
1459 }
1460
1461 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1462     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1463         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1464     }
1465
1466     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1467         self.predicates.is_empty()
1468     }
1469 }
1470
1471 rustc_index::newtype_index! {
1472     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1473     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1474     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1475     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1476     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1477     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1478     /// new names.
1479     ///
1480     /// To make this more concrete, consider this program:
1481     ///
1482     /// ```
1483     /// struct Foo { }
1484     /// fn bar<T>(x: T) {
1485     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1486     /// }
1487     /// ```
1488     ///
1489     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1490     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1491     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1492     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1493     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1494     /// name it inside the fn type but not outside.
1495     ///
1496     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1497     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1498     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1499     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1500     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1501     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1502     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1503     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1504     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1505     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1506     /// use for checking generic functions.
1507     pub struct UniverseIndex {
1508         derive [HashStable]
1509         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1510     }
1511 }
1512
1513 impl UniverseIndex {
1514     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1515
1516     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1517     /// is considered to extend all previous universes. This
1518     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1519     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1520     ///
1521     /// ```
1522     /// for<'a> fn(&'a u32)
1523     /// ```
1524     ///
1525     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1526     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1527     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1528     /// `U` because it was not in scope there.
1529     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1530         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1531     }
1532
1533     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1534     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1535     /// `other` (`self >= other`).
1536     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1537         self.private >= other.private
1538     }
1539
1540     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1541     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1542     /// those in `other` (`self < other`).
1543     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1544         self.private < other.private
1545     }
1546 }
1547
1548 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1549 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1550 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1551 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1552 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1553 /// another.
1554 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1555 pub struct Placeholder<T> {
1556     pub universe: UniverseIndex,
1557     pub name: T,
1558 }
1559
1560 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1561 where
1562     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1563 {
1564     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1565         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1566         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1567     }
1568 }
1569
1570 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1571
1572 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1573
1574 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1575
1576 /// A `DefId` which is potentially bundled with its corresponding generic parameter
1577 /// in case `did` is a const argument.
1578 ///
1579 /// This is used to prevent cycle errors during typeck
1580 /// as `type_of(const_arg)` depends on `typeck(owning_body)`
1581 /// which once again requires the type of its generic arguments.
1582 ///
1583 /// Luckily we only need to deal with const arguments once we
1584 /// know their corresponding parameters. We (ab)use this by
1585 /// calling `type_of(param_did)` for these arguments.
1586 ///
1587 /// ```rust
1588 /// #![feature(const_generics)]
1589 ///
1590 /// struct A;
1591 /// impl A {
1592 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> usize { N }
1593 /// }
1594 /// struct B;
1595 /// impl B {
1596 ///     fn foo<const N: u8>(&self) -> usize { 42 }
1597 /// }
1598 ///
1599 /// fn main() {
1600 ///     let a = A;
1601 ///     a.foo::<7>();
1602 /// }
1603 /// ```
1604 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1605 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1606 #[derive(Hash, HashStable)]
1607 pub struct WithOptConstParam<T> {
1608     pub did: T,
1609     /// The `DefId` of the corresponding generic paramter in case `did` is
1610     /// a const argument.
1611     ///
1612     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1613     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1614     /// to potentially update `param_did` in case it `None`.
1615     pub const_param_did: Option<DefId>,
1616 }
1617
1618 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1619     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1620     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1621         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1622     }
1623 }
1624
1625 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1626     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1627         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1628     }
1629
1630     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1631         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1632     }
1633 }
1634
1635 impl WithOptConstParam<DefId> {
1636     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1637         self.did
1638             .as_local()
1639             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1640     }
1641
1642     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1643         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1644             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1645                 return Some((did, param_did));
1646             }
1647         }
1648
1649         None
1650     }
1651
1652     pub fn expect_local(self) -> WithOptConstParam<LocalDefId> {
1653         self.as_local().unwrap()
1654     }
1655
1656     pub fn is_local(self) -> bool {
1657         self.did.is_local()
1658     }
1659
1660     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1661         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1662     }
1663 }
1664
1665 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1666 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1667 /// particular point.
1668 #[derive(Copy, Clone)]
1669 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1670     // We pack the caller_bounds List pointer and a Reveal enum into this usize.
1671     // Specifically, the low bit represents Reveal, with 0 meaning `UserFacing`
1672     // and 1 meaning `All`. The rest is the pointer.
1673     //
1674     // This relies on the List<ty::Predicate<'tcx>> type having at least 2-byte
1675     // alignment. Lists start with a usize and are repr(C) so this should be
1676     // fine; there is a debug_assert in the constructor as well.
1677     //
1678     // Note that the choice of 0 for UserFacing is intentional -- since it is the
1679     // first variant in Reveal this means that joining the pointer is a simple `or`.
1680     packed_data: usize,
1681
1682     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1683     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1684     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1685     ///
1686     /// Note: This is packed into the `packed_data` usize above, use the
1687     /// `caller_bounds()` method to access it.
1688     caller_bounds: PhantomData<&'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>>,
1689
1690     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1691     /// want `Reveal::All`.
1692     ///
1693     /// Note: This is packed into the caller_bounds usize above, use the reveal()
1694     /// method to access it.
1695     reveal: PhantomData<traits::Reveal>,
1696
1697     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1698     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1699     /// solver).
1700     pub def_id: Option<DefId>,
1701 }
1702
1703 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1704     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1705         f.debug_struct("ParamEnv")
1706             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1707             .field("reveal", &self.reveal())
1708             .field("def_id", &self.def_id)
1709             .finish()
1710     }
1711 }
1712
1713 impl<'tcx> Hash for ParamEnv<'tcx> {
1714     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
1715         // List hashes as the raw pointer, so we can skip splitting into the
1716         // pointer and the enum.
1717         self.packed_data.hash(state);
1718         self.def_id.hash(state);
1719     }
1720 }
1721
1722 impl<'tcx> PartialEq for ParamEnv<'tcx> {
1723     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1724         self.caller_bounds() == other.caller_bounds()
1725             && self.reveal() == other.reveal()
1726             && self.def_id == other.def_id
1727     }
1728 }
1729 impl<'tcx> Eq for ParamEnv<'tcx> {}
1730
1731 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1732     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1733         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1734         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1735         self.def_id.hash_stable(hcx, hasher);
1736     }
1737 }
1738
1739 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1740     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(&self, folder: &mut F) -> Self {
1741         ParamEnv::new(
1742             self.caller_bounds().fold_with(folder),
1743             self.reveal().fold_with(folder),
1744             self.def_id.fold_with(folder),
1745         )
1746     }
1747
1748     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> bool {
1749         self.caller_bounds().visit_with(visitor)
1750             || self.reveal().visit_with(visitor)
1751             || self.def_id.visit_with(visitor)
1752     }
1753 }
1754
1755 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1756     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1757     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1758     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1759     /// type-checking.
1760     #[inline]
1761     pub fn empty() -> Self {
1762         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1763     }
1764
1765     #[inline]
1766     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>> {
1767         // mask out bottom bit
1768         unsafe { &*((self.packed_data & (!1)) as *const _) }
1769     }
1770
1771     #[inline]
1772     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1773         if self.packed_data & 1 == 0 { traits::Reveal::UserFacing } else { traits::Reveal::All }
1774     }
1775
1776     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1777     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1778     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1779     /// environments like codegen or doing optimizations.
1780     ///
1781     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1782     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1783     #[inline]
1784     pub fn reveal_all() -> Self {
1785         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1786     }
1787
1788     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1789     #[inline]
1790     pub fn new(
1791         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1792         reveal: Reveal,
1793         def_id: Option<DefId>,
1794     ) -> Self {
1795         let packed_data = caller_bounds as *const _ as usize;
1796         // Check that we can pack the reveal data into the pointer.
1797         debug_assert!(packed_data & 1 == 0);
1798         ty::ParamEnv {
1799             packed_data: packed_data
1800                 | match reveal {
1801                     Reveal::UserFacing => 0,
1802                     Reveal::All => 1,
1803                 },
1804             caller_bounds: PhantomData,
1805             reveal: PhantomData,
1806             def_id,
1807         }
1808     }
1809
1810     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1811         // clear bottom bit
1812         self.packed_data &= !1;
1813         self
1814     }
1815
1816     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1817     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1818     /// (even for associated types that are specializable). This is
1819     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1820     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1821     /// which is the default.
1822     pub fn with_reveal_all(mut self) -> Self {
1823         self.packed_data |= 1;
1824         self
1825     }
1826
1827     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1828     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1829         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.def_id)
1830     }
1831
1832     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1833     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1834     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1835     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1836     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1837     /// invisible.
1838     ///
1839     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1840     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1841     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1842     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1843     /// although the surrounding function is never reachable.
1844     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1845         match self.reveal() {
1846             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1847
1848             Reveal::All => {
1849                 if value.is_global() {
1850                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1851                 } else {
1852                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1853                 }
1854             }
1855         }
1856     }
1857 }
1858
1859 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1860 pub struct ConstnessAnd<T> {
1861     pub constness: Constness,
1862     pub value: T,
1863 }
1864
1865 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1866 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1867 pub trait WithConstness: Sized {
1868     #[inline]
1869     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1870         ConstnessAnd { constness, value: self }
1871     }
1872
1873     #[inline]
1874     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1875         self.with_constness(Constness::Const)
1876     }
1877
1878     #[inline]
1879     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1880         self.with_constness(Constness::NotConst)
1881     }
1882 }
1883
1884 impl<T> WithConstness for T {}
1885
1886 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1887 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1888     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1889     pub value: T,
1890 }
1891
1892 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1893     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1894         (self.param_env, self.value)
1895     }
1896 }
1897
1898 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1899 where
1900     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1901 {
1902     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1903         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1904
1905         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1906         value.hash_stable(hcx, hasher);
1907     }
1908 }
1909
1910 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1911 pub struct Destructor {
1912     /// The `DefId` of the destructor method
1913     pub did: DefId,
1914 }
1915
1916 bitflags! {
1917     #[derive(HashStable)]
1918     pub struct AdtFlags: u32 {
1919         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1920         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1921         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1922         /// Indicates whether the ADT is a union.
1923         const IS_UNION            = 1 << 1;
1924         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1925         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1926         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1927         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1928         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1929         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1930         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1931         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1932         /// Indicates whether the type is `Box`.
1933         const IS_BOX              = 1 << 6;
1934         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1935         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1936         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1937         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1938         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 8;
1939     }
1940 }
1941
1942 bitflags! {
1943     #[derive(HashStable)]
1944     pub struct VariantFlags: u32 {
1945         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1946         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1947         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1948     }
1949 }
1950
1951 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1952 #[derive(Debug, HashStable)]
1953 pub struct VariantDef {
1954     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1955     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1956     pub def_id: DefId,
1957     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1958     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1959     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1960     /// Variant or struct name.
1961     #[stable_hasher(project(name))]
1962     pub ident: Ident,
1963     /// Discriminant of this variant.
1964     pub discr: VariantDiscr,
1965     /// Fields of this variant.
1966     pub fields: Vec<FieldDef>,
1967     /// Type of constructor of variant.
1968     pub ctor_kind: CtorKind,
1969     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1970     flags: VariantFlags,
1971     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1972     /// May be incomplete or bogus.
1973     pub recovered: bool,
1974 }
1975
1976 impl<'tcx> VariantDef {
1977     /// Creates a new `VariantDef`.
1978     ///
1979     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
1980     /// represents an enum variant).
1981     ///
1982     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
1983     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
1984     ///
1985     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
1986     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
1987     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
1988     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
1989     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
1990     ///
1991     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
1992     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
1993     pub fn new(
1994         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1995         ident: Ident,
1996         variant_did: Option<DefId>,
1997         ctor_def_id: Option<DefId>,
1998         discr: VariantDiscr,
1999         fields: Vec<FieldDef>,
2000         ctor_kind: CtorKind,
2001         adt_kind: AdtKind,
2002         parent_did: DefId,
2003         recovered: bool,
2004     ) -> Self {
2005         debug!(
2006             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2007              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2008             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2009         );
2010
2011         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2012         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
2013             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
2014             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2015         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
2016             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
2017                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
2018                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2019             }
2020         }
2021
2022         VariantDef {
2023             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2024             ctor_def_id,
2025             ident,
2026             discr,
2027             fields,
2028             ctor_kind,
2029             flags,
2030             recovered,
2031         }
2032     }
2033
2034     /// Is this field list non-exhaustive?
2035     #[inline]
2036     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2037         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2038     }
2039
2040     /// `repr(transparent)` structs can have a single non-ZST field, this function returns that
2041     /// field.
2042     pub fn transparent_newtype_field(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<&FieldDef> {
2043         for field in &self.fields {
2044             let field_ty = field.ty(tcx, InternalSubsts::identity_for_item(tcx, self.def_id));
2045             if !field_ty.is_zst(tcx, self.def_id) {
2046                 return Some(field);
2047             }
2048         }
2049
2050         None
2051     }
2052 }
2053
2054 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2055 pub enum VariantDiscr {
2056     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2057     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2058     Explicit(DefId),
2059
2060     /// The previous variant's discriminant plus one.
2061     /// For efficiency reasons, the distance from the
2062     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2063     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2064     Relative(u32),
2065 }
2066
2067 #[derive(Debug, HashStable)]
2068 pub struct FieldDef {
2069     pub did: DefId,
2070     #[stable_hasher(project(name))]
2071     pub ident: Ident,
2072     pub vis: Visibility,
2073 }
2074
2075 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2076 ///
2077 /// These are all interned (by `alloc_adt_def`) into the global arena.
2078 ///
2079 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2080 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2081 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2082 ///
2083 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2084 pub struct AdtDef {
2085     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2086     pub did: DefId,
2087     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2088     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2089     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2090     flags: AdtFlags,
2091     /// Repr options provided by the user.
2092     pub repr: ReprOptions,
2093 }
2094
2095 impl PartialOrd for AdtDef {
2096     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2097         Some(self.cmp(&other))
2098     }
2099 }
2100
2101 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2102 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2103 impl Ord for AdtDef {
2104     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2105         self.did.cmp(&other.did)
2106     }
2107 }
2108
2109 impl PartialEq for AdtDef {
2110     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2111     #[inline]
2112     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2113         ptr::eq(self, other)
2114     }
2115 }
2116
2117 impl Eq for AdtDef {}
2118
2119 impl Hash for AdtDef {
2120     #[inline]
2121     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2122         (self as *const AdtDef).hash(s)
2123     }
2124 }
2125
2126 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
2127     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2128         self.did.encode(s)
2129     }
2130 }
2131
2132 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
2133
2134 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2135     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2136         thread_local! {
2137             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2138         }
2139
2140         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2141             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2142             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2143                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2144
2145                 let mut hasher = StableHasher::new();
2146                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2147                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2148                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2149                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2150
2151                 hasher.finish()
2152             })
2153         });
2154
2155         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2156     }
2157 }
2158
2159 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2160 pub enum AdtKind {
2161     Struct,
2162     Union,
2163     Enum,
2164 }
2165
2166 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2167     fn into(self) -> DataTypeKind {
2168         match self {
2169             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2170             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2171             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2172         }
2173     }
2174 }
2175
2176 bitflags! {
2177     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2178     pub struct ReprFlags: u8 {
2179         const IS_C               = 1 << 0;
2180         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2181         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2182         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2183         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2184         // If true, don't expose any niche to type's context.
2185         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2186         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2187         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2188                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2189                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2190     }
2191 }
2192
2193 /// Represents the repr options provided by the user,
2194 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2195 pub struct ReprOptions {
2196     pub int: Option<attr::IntType>,
2197     pub align: Option<Align>,
2198     pub pack: Option<Align>,
2199     pub flags: ReprFlags,
2200 }
2201
2202 impl ReprOptions {
2203     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2204         let mut flags = ReprFlags::empty();
2205         let mut size = None;
2206         let mut max_align: Option<Align> = None;
2207         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2208         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2209             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2210                 flags.insert(match r {
2211                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2212                     attr::ReprPacked(pack) => {
2213                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2214                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2215                             min_pack.min(pack)
2216                         } else {
2217                             pack
2218                         });
2219                         ReprFlags::empty()
2220                     }
2221                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2222                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2223                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2224                     attr::ReprInt(i) => {
2225                         size = Some(i);
2226                         ReprFlags::empty()
2227                     }
2228                     attr::ReprAlign(align) => {
2229                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2230                         ReprFlags::empty()
2231                     }
2232                 });
2233             }
2234         }
2235
2236         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2237         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2238             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2239         }
2240         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2241     }
2242
2243     #[inline]
2244     pub fn simd(&self) -> bool {
2245         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2246     }
2247     #[inline]
2248     pub fn c(&self) -> bool {
2249         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2250     }
2251     #[inline]
2252     pub fn packed(&self) -> bool {
2253         self.pack.is_some()
2254     }
2255     #[inline]
2256     pub fn transparent(&self) -> bool {
2257         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2258     }
2259     #[inline]
2260     pub fn linear(&self) -> bool {
2261         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2262     }
2263     #[inline]
2264     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2265         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2266     }
2267
2268     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
2269     /// This must only be called on enums!
2270     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2271         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2272     }
2273
2274     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2275     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2276     /// single pointer.
2277     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2278         self.c() || self.int.is_some()
2279     }
2280
2281     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2282     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2283     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2284         if let Some(pack) = self.pack {
2285             if pack.bytes() == 1 {
2286                 return true;
2287             }
2288         }
2289         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2290     }
2291
2292     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2293     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2294         self.c()
2295     }
2296 }
2297
2298 impl<'tcx> AdtDef {
2299     /// Creates a new `AdtDef`.
2300     fn new(
2301         tcx: TyCtxt<'_>,
2302         did: DefId,
2303         kind: AdtKind,
2304         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2305         repr: ReprOptions,
2306     ) -> Self {
2307         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2308         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2309
2310         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2311             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2312             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2313         }
2314
2315         flags |= match kind {
2316             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2317             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2318             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2319         };
2320
2321         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2322             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2323         }
2324
2325         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2326         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2327             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2328         }
2329         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2330             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2331         }
2332         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2333             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2334         }
2335         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2336             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2337         }
2338
2339         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2340     }
2341
2342     /// Returns `true` if this is a struct.
2343     #[inline]
2344     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2345         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2346     }
2347
2348     /// Returns `true` if this is a union.
2349     #[inline]
2350     pub fn is_union(&self) -> bool {
2351         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2352     }
2353
2354     /// Returns `true` if this is a enum.
2355     #[inline]
2356     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2357         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2358     }
2359
2360     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2361     #[inline]
2362     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2363         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2364     }
2365
2366     /// Returns the kind of the ADT.
2367     #[inline]
2368     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2369         if self.is_enum() {
2370             AdtKind::Enum
2371         } else if self.is_union() {
2372             AdtKind::Union
2373         } else {
2374             AdtKind::Struct
2375         }
2376     }
2377
2378     /// Returns a description of this abstract data type.
2379     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2380         match self.adt_kind() {
2381             AdtKind::Struct => "struct",
2382             AdtKind::Union => "union",
2383             AdtKind::Enum => "enum",
2384         }
2385     }
2386
2387     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2388     #[inline]
2389     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2390         match self.adt_kind() {
2391             AdtKind::Struct => "struct",
2392             AdtKind::Union => "union",
2393             AdtKind::Enum => "variant",
2394         }
2395     }
2396
2397     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2398     #[inline]
2399     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2400         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2401     }
2402
2403     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2404     /// of coherence checking.
2405     #[inline]
2406     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2407         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2408     }
2409
2410     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2411     #[inline]
2412     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2413         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2414     }
2415
2416     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2417     #[inline]
2418     pub fn is_box(&self) -> bool {
2419         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2420     }
2421
2422     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2423     #[inline]
2424     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2425         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2426     }
2427
2428     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2429     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2430         self.destructor(tcx).is_some()
2431     }
2432
2433     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2434     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2435         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2436         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2437     }
2438
2439     #[inline]
2440     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2441         tcx.predicates_of(self.did)
2442     }
2443
2444     /// Returns an iterator over all fields contained
2445     /// by this ADT.
2446     #[inline]
2447     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2448         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2449     }
2450
2451     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2452         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2453     }
2454
2455     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2456     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2457         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2458     }
2459
2460     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2461     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2462         self.variants
2463             .iter()
2464             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2465             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2466     }
2467
2468     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2469     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2470         self.variants
2471             .iter_enumerated()
2472             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2473             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2474             .0
2475     }
2476
2477     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2478     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2479         self.variants
2480             .iter_enumerated()
2481             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2482             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2483             .0
2484     }
2485
2486     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2487         match res {
2488             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2489             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2490             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2491             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2492             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2493             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2494             | Res::SelfTy(..)
2495             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2496             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2497         }
2498     }
2499
2500     #[inline]
2501     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2502         assert!(self.is_enum());
2503         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2504         let repr_type = self.repr.discr_type();
2505         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2506             Ok(val) => {
2507                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2508                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2509                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2510                     Some(Discr { val: b, ty })
2511                 } else {
2512                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2513                     crate::mir::interpret::struct_error(
2514                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2515                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2516                     )
2517                     .emit();
2518                     None
2519                 }
2520             }
2521             Err(err) => {
2522                 let msg = match err {
2523                     ErrorHandled::Reported(ErrorReported) | ErrorHandled::Linted => {
2524                         "enum discriminant evaluation failed"
2525                     }
2526                     ErrorHandled::TooGeneric => "enum discriminant depends on generics",
2527                 };
2528                 tcx.sess.delay_span_bug(tcx.def_span(expr_did), msg);
2529                 None
2530             }
2531         }
2532     }
2533
2534     #[inline]
2535     pub fn discriminants(
2536         &'tcx self,
2537         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2538     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2539         assert!(self.is_enum());
2540         let repr_type = self.repr.discr_type();
2541         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2542         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2543         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2544             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2545             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2546                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2547                     discr = new_discr;
2548                 }
2549             }
2550             prev_discr = Some(discr);
2551
2552             (i, discr)
2553         })
2554     }
2555
2556     #[inline]
2557     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2558         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2559     }
2560
2561     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2562     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2563     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2564     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2565     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2566     #[inline]
2567     pub fn discriminant_for_variant(
2568         &self,
2569         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2570         variant_index: VariantIdx,
2571     ) -> Discr<'tcx> {
2572         assert!(self.is_enum());
2573         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2574         let explicit_value = val
2575             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2576             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2577         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2578     }
2579
2580     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2581     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2582     /// inferred discriminant directly.
2583     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2584         assert!(!self.variants.is_empty());
2585         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2586         let expr_did;
2587         loop {
2588             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2589                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2590                     expr_did = None;
2591                     break;
2592                 }
2593                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2594                     explicit_index -= distance;
2595                 }
2596                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2597                     expr_did = Some(did);
2598                     break;
2599                 }
2600             }
2601         }
2602         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2603     }
2604
2605     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2606         tcx.adt_destructor(self.did)
2607     }
2608
2609     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2610     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2611     ///
2612     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2613     /// actually more expressive than checking all members:
2614     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2615     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2616     ///
2617     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2618     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2619     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2620         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2621     }
2622 }
2623
2624 impl<'tcx> FieldDef {
2625     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2626     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2627     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2628         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2629     }
2630 }
2631
2632 /// Represents the various closure traits in the language. This
2633 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2634 /// desugaring) argument that the closure expects.
2635 ///
2636 /// You can get the environment type of a closure using
2637 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2638 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2639 #[derive(HashStable)]
2640 pub enum ClosureKind {
2641     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2642     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2643     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2644     Fn,
2645     FnMut,
2646     FnOnce,
2647 }
2648
2649 impl<'tcx> ClosureKind {
2650     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2651     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2652
2653     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2654         match *self {
2655             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2656             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None),
2657             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None),
2658         }
2659     }
2660
2661     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2662     /// must also implement `other`.
2663     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2664         match (self, other) {
2665             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2666             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2667             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2668             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2669             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2670             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2671             _ => false,
2672         }
2673     }
2674
2675     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2676     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2677     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2678         match self {
2679             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2680             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2681             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2682         }
2683     }
2684 }
2685
2686 impl BorrowKind {
2687     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2688         match m {
2689             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2690             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2691         }
2692     }
2693
2694     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2695     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2696     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2697     /// question.
2698     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2699         match self {
2700             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2701             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2702
2703             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2704             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2705             // and hence is a safe "over approximation".
2706             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2707         }
2708     }
2709
2710     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2711         match *self {
2712             MutBorrow => "mutable",
2713             ImmBorrow => "immutable",
2714             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2715         }
2716     }
2717 }
2718
2719 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
2720
2721 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2722 pub enum ImplOverlapKind {
2723     /// These impls are always allowed to overlap.
2724     Permitted {
2725         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2726         marker: bool,
2727     },
2728     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2729     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2730     ///
2731     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2732     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2733     ///
2734     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2735     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2736     ///
2737     /// ```
2738     /// trait Trait {}
2739     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2740     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2741     /// ```
2742     ///
2743     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2744     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2745     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2746     /// overlapping impls for it is sound.
2747     ///
2748     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2749     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2750     /// it has the following restrictions:
2751     ///
2752     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2753     /// positive impls.
2754     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2755     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2756     /// marker traits.
2757     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2758     ///
2759     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2760     Issue33140,
2761 }
2762
2763 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2764     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2765         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2766     }
2767
2768     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2769     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2770     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2771     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2772         self.hir()
2773             .krate()
2774             .body_ids
2775             .iter()
2776             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2777     }
2778
2779     pub fn par_body_owners<F: Fn(LocalDefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2780         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2781             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2782     }
2783
2784     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2785         self.associated_items(id)
2786             .in_definition_order()
2787             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2788     }
2789
2790     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2791         def_id
2792             .as_local()
2793             .and_then(|def_id| self.hir().get(self.hir().as_local_hir_id(def_id)).ident())
2794     }
2795
2796     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2797         let is_associated_item = if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2798             match self.hir().get(self.hir().as_local_hir_id(def_id)) {
2799                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2800                 _ => false,
2801             }
2802         } else {
2803             match self.def_kind(def_id) {
2804                 DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy => true,
2805                 _ => false,
2806             }
2807         };
2808
2809         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2810     }
2811
2812     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2813         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2814     }
2815
2816     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2817         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2818     }
2819
2820     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2821     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2822     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2823         self,
2824         def_id1: DefId,
2825         def_id2: DefId,
2826     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2827         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2828         // as one of them essentially doesn't exist.
2829         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2830             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2831         {
2832             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2833         }
2834
2835         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2836             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2837                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2838                 debug!(
2839                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2840                     def_id1, def_id2
2841                 );
2842                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2843             }
2844             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2845             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2846                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2847                 debug!(
2848                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2849                     def_id1, def_id2
2850                 );
2851                 return None;
2852             }
2853             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2854             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2855         };
2856
2857         let is_marker_overlap = {
2858             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2859                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2860                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2861             };
2862             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2863         };
2864
2865         if is_marker_overlap {
2866             debug!(
2867                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2868                 def_id1, def_id2
2869             );
2870             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2871         } else {
2872             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2873                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2874                     if self_ty1 == self_ty2 {
2875                         debug!(
2876                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2877                             def_id1, def_id2
2878                         );
2879                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2880                     } else {
2881                         debug!(
2882                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2883                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2884                         );
2885                     }
2886                 }
2887             }
2888
2889             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2890             None
2891         }
2892     }
2893
2894     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2895     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2896     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2897         match res {
2898             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2899                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2900                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2901             }
2902             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2903             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2904                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2905                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2906                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2907             }
2908             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2909                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2910                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2911             }
2912             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2913         }
2914     }
2915
2916     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2917         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2918             self.original_crate_name(id.krate)
2919         } else {
2920             let def_key = self.def_key(id);
2921             match def_key.disambiguated_data.data {
2922                 // The name of a constructor is that of its parent.
2923                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => {
2924                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
2925                 }
2926                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2927                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2928                 }),
2929             }
2930         }
2931     }
2932
2933     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2934     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2935         match instance {
2936             ty::InstanceDef::Item(def) => {
2937                 if let Some((did, param_did)) = def.as_const_arg() {
2938                     self.optimized_mir_of_const_arg((did, param_did))
2939                 } else {
2940                     self.optimized_mir(def.did)
2941                 }
2942             }
2943             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2944             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2945             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2946             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2947             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2948             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2949             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2950             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2951         }
2952     }
2953
2954     /// Gets the attributes of a definition.
2955     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2956         if let Some(did) = did.as_local() {
2957             self.hir().attrs(self.hir().as_local_hir_id(did))
2958         } else {
2959             self.item_attrs(did)
2960         }
2961     }
2962
2963     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2964     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2965         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2966     }
2967
2968     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2969     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2970         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2971     }
2972
2973     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2974         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2975     }
2976
2977     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2978     /// If it implements no trait, returns `None`.
2979     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2980         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2981     }
2982
2983     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
2984     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
2985     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2986         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
2987             TraitContainer(_) => None,
2988             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
2989         })
2990     }
2991
2992     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
2993     /// with the name of the crate containing the impl.
2994     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
2995         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
2996             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did);
2997             Ok(self.hir().span(hir_id))
2998         } else {
2999             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3000         }
3001     }
3002
3003     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3004     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3005     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3006     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3007         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3008         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3009         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3010         use_name.name == def_name.name
3011             && use_name
3012                 .span
3013                 .ctxt()
3014                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3015     }
3016
3017     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3018         match scope.as_local() {
3019             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3020             None => ExpnId::root(),
3021         }
3022     }
3023
3024     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3025         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3026         ident
3027     }
3028
3029     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3030         self,
3031         mut ident: Ident,
3032         scope: DefId,
3033         block: hir::HirId,
3034     ) -> (Ident, DefId) {
3035         let scope =
3036             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3037             {
3038                 Some(actual_expansion) => {
3039                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3040                 }
3041                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3042             };
3043         (ident, scope)
3044     }
3045
3046     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3047         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3048     }
3049 }
3050
3051 #[derive(Clone, HashStable)]
3052 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3053
3054 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3055 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3056     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
3057         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().as_local_hir_id(def_id)) {
3058             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3059                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3060             }
3061         }
3062     }
3063     None
3064 }
3065
3066 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
3067     context::provide(providers);
3068     erase_regions::provide(providers);
3069     layout::provide(providers);
3070     super::util::bug::provide(providers);
3071     *providers = ty::query::Providers {
3072         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3073         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3074         ..*providers
3075     };
3076 }
3077
3078 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3079 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3080 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3081 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3082 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3083 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3084 pub struct CrateInherentImpls {
3085     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3086 }
3087
3088 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
3089 pub struct SymbolName<'tcx> {
3090     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
3091     pub name: &'tcx str,
3092 }
3093
3094 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
3095     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
3096         SymbolName {
3097             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
3098         }
3099     }
3100 }
3101
3102 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
3103     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3104         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3105     }
3106 }
3107
3108 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
3109     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3110         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3111     }
3112 }
3113
3114 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for SymbolName<'tcx> {
3115     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
3116         s.emit_str(self.name)
3117     }
3118 }
3119
3120 // The decoding takes place in `decode_symbol_name()`.
3121 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for SymbolName<'tcx> {}