]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_middle/ty/mod.rs
Rollup merge of #75837 - GuillaumeGomez:fix-font-color-help-button, r=Cldfire
[rust.git] / src / librustc_middle / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeFolder, TypeVisitor};
3 pub use self::AssocItemContainer::*;
4 pub use self::BorrowKind::*;
5 pub use self::IntVarValue::*;
6 pub use self::Variance::*;
7
8 use crate::hir::exports::ExportMap;
9 use crate::ich::StableHashingContext;
10 use crate::infer::canonical::Canonical;
11 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
12 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
13 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
14 use crate::mir::Body;
15 use crate::mir::GeneratorLayout;
16 use crate::traits::{self, Reveal};
17 use crate::ty;
18 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
19 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
20 use rustc_ast as 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_data_structures::tagged_ptr::CopyTaggedPtr;
31 use rustc_errors::ErrorReported;
32 use rustc_hir as hir;
33 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Namespace, Res};
34 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX};
35 use rustc_hir::lang_items::LangItem;
36 use rustc_hir::{Constness, Node};
37 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
38 use rustc_macros::HashStable;
39 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
40 use rustc_session::DataTypeKind;
41 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
42 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
43 use rustc_span::Span;
44 use rustc_target::abi::{Align, VariantIdx};
45
46 use std::cell::RefCell;
47 use std::cmp::Ordering;
48 use std::fmt;
49 use std::hash::{Hash, Hasher};
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::{ClosureSubstsParts, GeneratorSubstsParts};
64 pub use self::sty::{ConstVid, FloatVid, IntVid, RegionVid, TyVid};
65 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, InferTy, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
66 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
67 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
68 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
69 pub use crate::ty::diagnostics::*;
70
71 pub use self::binding::BindingMode;
72 pub use self::binding::BindingMode::*;
73
74 pub use self::context::{tls, FreeRegionInfo, TyCtxt};
75 pub use self::context::{
76     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations,
77     DelaySpanBugEmitted, ResolvedOpaqueTy, UserType, UserTypeAnnotationIndex,
78 };
79 pub use self::context::{
80     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckResults,
81 };
82
83 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
84
85 pub use self::list::List;
86
87 pub use self::trait_def::TraitDef;
88
89 pub use self::query::queries;
90
91 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst};
92
93 pub mod _match;
94 pub mod adjustment;
95 pub mod binding;
96 pub mod cast;
97 pub mod codec;
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, TyEncodable, TyDecodable, 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, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
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, TyDecodable, TyEncodable, 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 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
656
657 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
658 pub struct UpvarPath {
659     pub hir_id: hir::HirId,
660 }
661
662 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
663 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
664 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
665 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
666 pub struct UpvarId {
667     pub var_path: UpvarPath,
668     pub closure_expr_id: LocalDefId,
669 }
670
671 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, TyEncodable, TyDecodable, Copy, HashStable)]
672 pub enum BorrowKind {
673     /// Data must be immutable and is aliasable.
674     ImmBorrow,
675
676     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
677     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
678     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
679     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
680     ///
681     ///    let x: &mut isize = ...;
682     ///    let y = || *x += 5;
683     ///
684     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
685     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
686     ///
687     ///    struct Env { x: & &mut isize }
688     ///    let x: &mut isize = ...;
689     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
690     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
691     ///
692     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
693     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
694     /// an `&mut` borrow:
695     ///
696     ///    struct Env { x: & &mut isize }
697     ///    let x: &mut isize = ...;
698     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
699     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
700     ///
701     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
702     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
703     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
704     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
705     /// borrow is hidden.
706     ///
707     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
708     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
709     /// simplicity, we don't give users the way to express this
710     /// borrow, it's just used when translating closures.
711     UniqueImmBorrow,
712
713     /// Data is mutable and not aliasable.
714     MutBorrow,
715 }
716
717 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
718 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
719 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
720 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
721     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
722     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
723     /// depending on inference.
724     ByValue,
725
726     /// Upvar is captured by reference.
727     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
728 }
729
730 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
731 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
732     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
733     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
734     /// syntax.
735     pub kind: BorrowKind,
736
737     /// Region of the resulting reference.
738     pub region: ty::Region<'tcx>,
739 }
740
741 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
742 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
743
744 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
745 pub enum IntVarValue {
746     IntType(ast::IntTy),
747     UintType(ast::UintTy),
748 }
749
750 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
751 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
752
753 impl ty::EarlyBoundRegion {
754     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
755         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
756     }
757
758     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
759     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
760     pub fn has_name(&self) -> bool {
761         self.name != kw::UnderscoreLifetime
762     }
763 }
764
765 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
766 pub enum GenericParamDefKind {
767     Lifetime,
768     Type {
769         has_default: bool,
770         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
771         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
772     },
773     Const,
774 }
775
776 impl GenericParamDefKind {
777     pub fn descr(&self) -> &'static str {
778         match self {
779             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
780             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
781             GenericParamDefKind::Const => "constant",
782         }
783     }
784 }
785
786 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
787 pub struct GenericParamDef {
788     pub name: Symbol,
789     pub def_id: DefId,
790     pub index: u32,
791
792     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
793     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
794     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
795     pub pure_wrt_drop: bool,
796
797     pub kind: GenericParamDefKind,
798 }
799
800 impl GenericParamDef {
801     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
802         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
803             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
804         } else {
805             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
806         }
807     }
808
809     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
810         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
811             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
812         } else {
813             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
814         }
815     }
816 }
817
818 #[derive(Default)]
819 pub struct GenericParamCount {
820     pub lifetimes: usize,
821     pub types: usize,
822     pub consts: usize,
823 }
824
825 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
826 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
827 ///
828 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
829 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
830 #[derive(Clone, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
831 pub struct Generics {
832     pub parent: Option<DefId>,
833     pub parent_count: usize,
834     pub params: Vec<GenericParamDef>,
835
836     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
837     #[stable_hasher(ignore)]
838     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
839
840     pub has_self: bool,
841     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
842 }
843
844 impl<'tcx> Generics {
845     pub fn count(&self) -> usize {
846         self.parent_count + self.params.len()
847     }
848
849     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
850         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
851         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
852         // presence of this method will be a constant reminder.
853         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
854
855         for param in &self.params {
856             match param.kind {
857                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
858                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
859                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
860             };
861         }
862
863         own_counts
864     }
865
866     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
867         if self.own_requires_monomorphization() {
868             return true;
869         }
870
871         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
872             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
873             parent.requires_monomorphization(tcx)
874         } else {
875             false
876         }
877     }
878
879     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
880         for param in &self.params {
881             match param.kind {
882                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
883                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
884             }
885         }
886         false
887     }
888
889     /// Returns the `GenericParamDef` with the given index.
890     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
891         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
892             &self.params[index]
893         } else {
894             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
895                 .param_at(param_index, tcx)
896         }
897     }
898
899     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `EarlyBoundRegion`.
900     pub fn region_param(
901         &'tcx self,
902         param: &EarlyBoundRegion,
903         tcx: TyCtxt<'tcx>,
904     ) -> &'tcx GenericParamDef {
905         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
906         match param.kind {
907             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
908             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
909         }
910     }
911
912     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
913     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
914         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
915         match param.kind {
916             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
917             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
918         }
919     }
920
921     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamConst`.
922     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
923         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
924         match param.kind {
925             GenericParamDefKind::Const => param,
926             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
927         }
928     }
929 }
930
931 /// Bounds on generics.
932 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
933 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
934     pub parent: Option<DefId>,
935     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
936 }
937
938 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
939     pub fn instantiate(
940         &self,
941         tcx: TyCtxt<'tcx>,
942         substs: SubstsRef<'tcx>,
943     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
944         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
945         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
946         instantiated
947     }
948
949     pub fn instantiate_own(
950         &self,
951         tcx: TyCtxt<'tcx>,
952         substs: SubstsRef<'tcx>,
953     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
954         InstantiatedPredicates {
955             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
956             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
957         }
958     }
959
960     fn instantiate_into(
961         &self,
962         tcx: TyCtxt<'tcx>,
963         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
964         substs: SubstsRef<'tcx>,
965     ) {
966         if let Some(def_id) = self.parent {
967             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
968         }
969         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
970         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
971     }
972
973     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
974         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
975         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
976         instantiated
977     }
978
979     fn instantiate_identity_into(
980         &self,
981         tcx: TyCtxt<'tcx>,
982         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
983     ) {
984         if let Some(def_id) = self.parent {
985             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
986         }
987         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
988         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
989     }
990
991     pub fn instantiate_supertrait(
992         &self,
993         tcx: TyCtxt<'tcx>,
994         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
995     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
996         assert_eq!(self.parent, None);
997         InstantiatedPredicates {
998             predicates: self
999                 .predicates
1000                 .iter()
1001                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1002                 .collect(),
1003             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1004         }
1005     }
1006 }
1007
1008 #[derive(Debug)]
1009 crate struct PredicateInner<'tcx> {
1010     kind: PredicateKind<'tcx>,
1011     flags: TypeFlags,
1012     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
1013     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
1014 }
1015
1016 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1017 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 48);
1018
1019 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
1020 pub struct Predicate<'tcx> {
1021     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
1022 }
1023
1024 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
1025     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1026         // `self.kind` is always interned.
1027         ptr::eq(self.inner, other.inner)
1028     }
1029 }
1030
1031 impl Hash for Predicate<'_> {
1032     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1033         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
1034     }
1035 }
1036
1037 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
1038
1039 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1040     #[inline(always)]
1041     pub fn kind(self) -> &'tcx PredicateKind<'tcx> {
1042         &self.inner.kind
1043     }
1044
1045     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1046     ///
1047     /// The returned atom may contain unbound variables bound to binders skipped in this method.
1048     /// It is safe to reapply binders to the given atom.
1049     ///
1050     /// Note that this method panics in case this predicate has unbound variables.
1051     pub fn skip_binders(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1052         match self.kind() {
1053             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1054             &PredicateKind::Atom(atom) => {
1055                 debug_assert!(!atom.has_escaping_bound_vars());
1056                 atom
1057             }
1058         }
1059     }
1060
1061     /// Returns the inner `PredicateAtom`.
1062     ///
1063     /// Note that this method does not check if the predicate has unbound variables.
1064     ///
1065     /// Rebinding the returned atom can causes the previously bound variables
1066     /// to end up at the wrong binding level.
1067     pub fn skip_binders_unchecked(self) -> PredicateAtom<'tcx> {
1068         match self.kind() {
1069             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder.skip_binder(),
1070             &PredicateKind::Atom(atom) => atom,
1071         }
1072     }
1073
1074     /// Allows using a `Binder<PredicateAtom<'tcx>>` even if the given predicate previously
1075     /// contained unbound variables by shifting these variables outwards.
1076     pub fn bound_atom(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Binder<PredicateAtom<'tcx>> {
1077         match self.kind() {
1078             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder,
1079             &PredicateKind::Atom(atom) => Binder::wrap_nonbinding(tcx, atom),
1080         }
1081     }
1082 }
1083
1084 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
1085     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1086         let PredicateInner {
1087             ref kind,
1088
1089             // The other fields just provide fast access to information that is
1090             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
1091             flags: _,
1092             outer_exclusive_binder: _,
1093         } = self.inner;
1094
1095         kind.hash_stable(hcx, hasher);
1096     }
1097 }
1098
1099 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1100 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1101 pub enum PredicateKind<'tcx> {
1102     /// `for<'a>: ...`
1103     ForAll(Binder<PredicateAtom<'tcx>>),
1104     Atom(PredicateAtom<'tcx>),
1105 }
1106
1107 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1108 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1109 pub enum PredicateAtom<'tcx> {
1110     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1111     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1112     /// would be the type parameters.
1113     ///
1114     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1115     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1116     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1117     Trait(TraitPredicate<'tcx>, Constness),
1118
1119     /// `where 'a: 'b`
1120     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1121
1122     /// `where T: 'a`
1123     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1124
1125     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1126     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1127     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
1128
1129     /// No syntax: `T` well-formed.
1130     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
1131
1132     /// Trait must be object-safe.
1133     ObjectSafe(DefId),
1134
1135     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1136     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1137     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1138     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1139
1140     /// `T1 <: T2`
1141     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
1142
1143     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1144     ConstEvaluatable(ty::WithOptConstParam<DefId>, SubstsRef<'tcx>),
1145
1146     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
1147     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
1148 }
1149
1150 impl<'tcx> PredicateAtom<'tcx> {
1151     /// Wraps `self` with the given qualifier if this predicate has any unbound variables.
1152     pub fn potentially_quantified(
1153         self,
1154         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1155         qualifier: impl FnOnce(Binder<PredicateAtom<'tcx>>) -> PredicateKind<'tcx>,
1156     ) -> Predicate<'tcx> {
1157         if self.has_escaping_bound_vars() {
1158             qualifier(Binder::bind(self))
1159         } else {
1160             PredicateKind::Atom(self)
1161         }
1162         .to_predicate(tcx)
1163     }
1164 }
1165
1166 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1167 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1168 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1169 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1170 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1171 /// item.
1172 #[derive(HashStable)]
1173 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1174     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1175     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1176     /// bounds, it will have no entry.
1177     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)]>,
1178 }
1179
1180 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1181     /// Performs a substitution suitable for going from a
1182     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1183     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1184     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1185     /// lengthy comment below for details.
1186     pub fn subst_supertrait(
1187         self,
1188         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1189         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1190     ) -> Predicate<'tcx> {
1191         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1192         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1193         //
1194         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1195         //
1196         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1197         //     trait Bar<'b,'c> { }
1198         //
1199         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1200         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1201         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1202         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1203         // normal substitution.
1204         //
1205         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1206         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1207         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1208         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1209         // `'a`.
1210         //
1211         // Another example to be careful of is this:
1212         //
1213         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1214         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1215         //
1216         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1217         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1218         // reason is similar to the previous example: any impl of
1219         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1220         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1221         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1222         //
1223         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1224         // consider the more complicated scenario:
1225         //
1226         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1227         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1228         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1229         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1230         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1231         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1232         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1233         //   DB index of 1.
1234         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1235         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1236         //   just as we wanted.
1237         //
1238         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1239         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1240         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1241         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1242         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1243         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1244         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1245         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1246         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1247         // substitution code expects equal binding levels in the values
1248         // from the substitution and the value being substituted into, and
1249         // this trick achieves that).
1250         let substs = trait_ref.skip_binder().substs;
1251         let pred = self.skip_binders();
1252         let new = pred.subst(tcx, substs);
1253         if new != pred { new.potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll) } else { self }
1254     }
1255 }
1256
1257 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1258 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1259 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1260     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1261 }
1262
1263 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1264
1265 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1266     pub fn def_id(self) -> DefId {
1267         self.trait_ref.def_id
1268     }
1269
1270     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1271         self.trait_ref.self_ty()
1272     }
1273 }
1274
1275 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1276     pub fn def_id(self) -> DefId {
1277         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1278         self.skip_binder().def_id()
1279     }
1280 }
1281
1282 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1283 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1284 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1285 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1286 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1287 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1288 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1289 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1290
1291 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1292 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1293 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1294     pub a_is_expected: bool,
1295     pub a: Ty<'tcx>,
1296     pub b: Ty<'tcx>,
1297 }
1298 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1299
1300 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1301 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1302 ///
1303 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1304 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1305 ///
1306 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1307 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1308 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1309 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1310 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1311 /// instances to normalize the LHS.
1312 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1313 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1314 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1315     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1316     pub ty: Ty<'tcx>,
1317 }
1318
1319 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1320
1321 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1322     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1323     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1324         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1325     }
1326
1327     #[inline]
1328     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1329         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1330         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1331         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1332         // return value, so we are preserving the number of binding
1333         // levels.
1334         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1335     }
1336
1337     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1338         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1339     }
1340
1341     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1342     ///
1343     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1344     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1345     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1346         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1347         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1348     }
1349 }
1350
1351 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1352     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1353 }
1354
1355 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1356     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1357         ty::Binder::dummy(*self)
1358     }
1359 }
1360
1361 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1362     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1363         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1364     }
1365 }
1366
1367 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1368     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
1369 }
1370
1371 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateKind<'tcx> {
1372     #[inline(always)]
1373     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1374         tcx.mk_predicate(self)
1375     }
1376 }
1377
1378 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateAtom<'tcx> {
1379     #[inline(always)]
1380     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1381         debug_assert!(!self.has_escaping_bound_vars(), "escaping bound vars for {:?}", self);
1382         tcx.mk_predicate(PredicateKind::Atom(self))
1383     }
1384 }
1385
1386 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1387     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1388         PredicateAtom::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }, self.constness)
1389             .to_predicate(tcx)
1390     }
1391 }
1392
1393 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1394     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1395         ConstnessAnd {
1396             value: self.value.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate { trait_ref }),
1397             constness: self.constness,
1398         }
1399         .to_predicate(tcx)
1400     }
1401 }
1402
1403 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1404     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1405         PredicateAtom::Trait(self.value.skip_binder(), self.constness)
1406             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1407     }
1408 }
1409
1410 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1411     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1412         PredicateAtom::RegionOutlives(self.skip_binder())
1413             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1414     }
1415 }
1416
1417 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1418     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1419         PredicateAtom::TypeOutlives(self.skip_binder())
1420             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1421     }
1422 }
1423
1424 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1425     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1426         PredicateAtom::Projection(self.skip_binder())
1427             .potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll)
1428     }
1429 }
1430
1431 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1432     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1433         match self.skip_binders() {
1434             PredicateAtom::Trait(t, _) => Some(ty::Binder::bind(t.trait_ref)),
1435             PredicateAtom::Projection(..)
1436             | PredicateAtom::Subtype(..)
1437             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1438             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1439             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1440             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1441             | PredicateAtom::TypeOutlives(..)
1442             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1443             | PredicateAtom::ConstEquate(..) => None,
1444         }
1445     }
1446
1447     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1448         match self.skip_binders() {
1449             PredicateAtom::TypeOutlives(data) => Some(ty::Binder::bind(data)),
1450             PredicateAtom::Trait(..)
1451             | PredicateAtom::Projection(..)
1452             | PredicateAtom::Subtype(..)
1453             | PredicateAtom::RegionOutlives(..)
1454             | PredicateAtom::WellFormed(..)
1455             | PredicateAtom::ObjectSafe(..)
1456             | PredicateAtom::ClosureKind(..)
1457             | PredicateAtom::ConstEvaluatable(..)
1458             | PredicateAtom::ConstEquate(..) => None,
1459         }
1460     }
1461 }
1462
1463 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1464 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1465 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1466 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1467 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1468 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1469 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1470 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1471 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1472 /// their values.
1473 ///
1474 /// Example:
1475 ///
1476 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1477 ///
1478 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1479 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1480 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1481 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1482 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1483 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1484     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1485     pub spans: Vec<Span>,
1486 }
1487
1488 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1489     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1490         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1491     }
1492
1493     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1494         self.predicates.is_empty()
1495     }
1496 }
1497
1498 rustc_index::newtype_index! {
1499     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1500     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1501     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1502     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1503     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1504     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1505     /// new names.
1506     ///
1507     /// To make this more concrete, consider this program:
1508     ///
1509     /// ```
1510     /// struct Foo { }
1511     /// fn bar<T>(x: T) {
1512     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1513     /// }
1514     /// ```
1515     ///
1516     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1517     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1518     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1519     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1520     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1521     /// name it inside the fn type but not outside.
1522     ///
1523     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1524     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1525     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1526     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1527     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1528     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1529     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1530     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1531     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1532     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1533     /// use for checking generic functions.
1534     pub struct UniverseIndex {
1535         derive [HashStable]
1536         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1537     }
1538 }
1539
1540 impl UniverseIndex {
1541     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1542
1543     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1544     /// is considered to extend all previous universes. This
1545     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1546     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1547     ///
1548     /// ```
1549     /// for<'a> fn(&'a u32)
1550     /// ```
1551     ///
1552     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1553     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1554     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1555     /// `U` because it was not in scope there.
1556     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1557         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1558     }
1559
1560     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1561     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1562     /// `other` (`self >= other`).
1563     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1564         self.private >= other.private
1565     }
1566
1567     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1568     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1569     /// those in `other` (`self < other`).
1570     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1571         self.private < other.private
1572     }
1573 }
1574
1575 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1576 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1577 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1578 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1579 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1580 /// another.
1581 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1582 pub struct Placeholder<T> {
1583     pub universe: UniverseIndex,
1584     pub name: T,
1585 }
1586
1587 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1588 where
1589     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1590 {
1591     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1592         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1593         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1594     }
1595 }
1596
1597 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1598
1599 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1600
1601 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1602
1603 /// A `DefId` which is potentially bundled with its corresponding generic parameter
1604 /// in case `did` is a const argument.
1605 ///
1606 /// This is used to prevent cycle errors during typeck
1607 /// as `type_of(const_arg)` depends on `typeck(owning_body)`
1608 /// which once again requires the type of its generic arguments.
1609 ///
1610 /// Luckily we only need to deal with const arguments once we
1611 /// know their corresponding parameters. We (ab)use this by
1612 /// calling `type_of(param_did)` for these arguments.
1613 ///
1614 /// ```rust
1615 /// #![feature(const_generics)]
1616 ///
1617 /// struct A;
1618 /// impl A {
1619 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> usize { N }
1620 /// }
1621 /// struct B;
1622 /// impl B {
1623 ///     fn foo<const N: u8>(&self) -> usize { 42 }
1624 /// }
1625 ///
1626 /// fn main() {
1627 ///     let a = A;
1628 ///     a.foo::<7>();
1629 /// }
1630 /// ```
1631 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, TyEncodable, TyDecodable)]
1632 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1633 #[derive(Hash, HashStable)]
1634 pub struct WithOptConstParam<T> {
1635     pub did: T,
1636     /// The `DefId` of the corresponding generic paramter in case `did` is
1637     /// a const argument.
1638     ///
1639     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1640     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1641     /// to potentially update `param_did` in case it `None`.
1642     pub const_param_did: Option<DefId>,
1643 }
1644
1645 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1646     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1647     #[inline(always)]
1648     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1649         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1650     }
1651 }
1652
1653 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1654     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1655     /// `None` otherwise.
1656     #[inline(always)]
1657     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1658         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1659     }
1660
1661     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1662     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1663     #[inline(always)]
1664     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1665         if self.const_param_did.is_none() {
1666             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1667                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1668             }
1669         }
1670
1671         None
1672     }
1673
1674     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1675         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1676     }
1677
1678     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1679         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1680     }
1681 }
1682
1683 impl WithOptConstParam<DefId> {
1684     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1685         self.did
1686             .as_local()
1687             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1688     }
1689
1690     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1691         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1692             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1693                 return Some((did, param_did));
1694             }
1695         }
1696
1697         None
1698     }
1699
1700     pub fn expect_local(self) -> WithOptConstParam<LocalDefId> {
1701         self.as_local().unwrap()
1702     }
1703
1704     pub fn is_local(self) -> bool {
1705         self.did.is_local()
1706     }
1707
1708     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1709         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1710     }
1711 }
1712
1713 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1714 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1715 /// particular point.
1716 #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq)]
1717 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1718     /// This packs both caller bounds and the reveal enum into one pointer.
1719     ///
1720     /// Caller bounds are `Obligation`s that the caller must satisfy. This is
1721     /// basically the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1722     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1723     ///
1724     /// Use the `caller_bounds()` method to access.
1725     ///
1726     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1727     /// want `Reveal::All`.
1728     ///
1729     /// Note: This is packed, use the reveal() method to access it.
1730     packed: CopyTaggedPtr<&'tcx List<Predicate<'tcx>>, traits::Reveal, true>,
1731
1732     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1733     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1734     /// solver).
1735     pub def_id: Option<DefId>,
1736 }
1737
1738 unsafe impl rustc_data_structures::tagged_ptr::Tag for traits::Reveal {
1739     const BITS: usize = 1;
1740     fn into_usize(self) -> usize {
1741         match self {
1742             traits::Reveal::UserFacing => 0,
1743             traits::Reveal::All => 1,
1744         }
1745     }
1746     unsafe fn from_usize(ptr: usize) -> Self {
1747         match ptr {
1748             0 => traits::Reveal::UserFacing,
1749             1 => traits::Reveal::All,
1750             _ => std::hint::unreachable_unchecked(),
1751         }
1752     }
1753 }
1754
1755 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1756     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1757         f.debug_struct("ParamEnv")
1758             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1759             .field("reveal", &self.reveal())
1760             .field("def_id", &self.def_id)
1761             .finish()
1762     }
1763 }
1764
1765 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1766     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1767         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1768         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1769         self.def_id.hash_stable(hcx, hasher);
1770     }
1771 }
1772
1773 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1774     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(&self, folder: &mut F) -> Self {
1775         ParamEnv::new(
1776             self.caller_bounds().fold_with(folder),
1777             self.reveal().fold_with(folder),
1778             self.def_id.fold_with(folder),
1779         )
1780     }
1781
1782     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> bool {
1783         self.caller_bounds().visit_with(visitor)
1784             || self.reveal().visit_with(visitor)
1785             || self.def_id.visit_with(visitor)
1786     }
1787 }
1788
1789 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1790     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1791     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1792     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1793     /// type-checking.
1794     #[inline]
1795     pub fn empty() -> Self {
1796         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1797     }
1798
1799     #[inline]
1800     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<Predicate<'tcx>> {
1801         self.packed.pointer()
1802     }
1803
1804     #[inline]
1805     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1806         self.packed.tag()
1807     }
1808
1809     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1810     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1811     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1812     /// environments like codegen or doing optimizations.
1813     ///
1814     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1815     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1816     #[inline]
1817     pub fn reveal_all() -> Self {
1818         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1819     }
1820
1821     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1822     #[inline]
1823     pub fn new(
1824         caller_bounds: &'tcx List<Predicate<'tcx>>,
1825         reveal: Reveal,
1826         def_id: Option<DefId>,
1827     ) -> Self {
1828         ty::ParamEnv { packed: CopyTaggedPtr::new(caller_bounds, reveal), def_id }
1829     }
1830
1831     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1832         self.packed.set_tag(Reveal::UserFacing);
1833         self
1834     }
1835
1836     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1837     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1838     /// (even for associated types that are specializable). This is
1839     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1840     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1841     /// which is the default.
1842     /// All opaque types in the caller_bounds of the `ParamEnv`
1843     /// will be normalized to their underlying types.
1844     /// See PR #65989 and issue #65918 for more details
1845     pub fn with_reveal_all_normalized(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Self {
1846         if self.packed.tag() == traits::Reveal::All {
1847             return self;
1848         }
1849
1850         ParamEnv::new(tcx.normalize_opaque_types(self.caller_bounds()), Reveal::All, self.def_id)
1851     }
1852
1853     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1854     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1855         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.def_id)
1856     }
1857
1858     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1859     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1860     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1861     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1862     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1863     /// invisible.
1864     ///
1865     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1866     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1867     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1868     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1869     /// although the surrounding function is never reachable.
1870     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1871         match self.reveal() {
1872             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1873
1874             Reveal::All => {
1875                 if value.is_global() {
1876                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1877                 } else {
1878                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1879                 }
1880             }
1881         }
1882     }
1883 }
1884
1885 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1886 pub struct ConstnessAnd<T> {
1887     pub constness: Constness,
1888     pub value: T,
1889 }
1890
1891 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1892 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1893 pub trait WithConstness: Sized {
1894     #[inline]
1895     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1896         ConstnessAnd { constness, value: self }
1897     }
1898
1899     #[inline]
1900     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1901         self.with_constness(Constness::Const)
1902     }
1903
1904     #[inline]
1905     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1906         self.with_constness(Constness::NotConst)
1907     }
1908 }
1909
1910 impl<T> WithConstness for T {}
1911
1912 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1913 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1914     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1915     pub value: T,
1916 }
1917
1918 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1919     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1920         (self.param_env, self.value)
1921     }
1922 }
1923
1924 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1925 where
1926     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1927 {
1928     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1929         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1930
1931         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1932         value.hash_stable(hcx, hasher);
1933     }
1934 }
1935
1936 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1937 pub struct Destructor {
1938     /// The `DefId` of the destructor method
1939     pub did: DefId,
1940 }
1941
1942 bitflags! {
1943     #[derive(HashStable)]
1944     pub struct AdtFlags: u32 {
1945         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1946         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1947         const IS_ENUM             = 1 << 0;
1948         /// Indicates whether the ADT is a union.
1949         const IS_UNION            = 1 << 1;
1950         /// Indicates whether the ADT is a struct.
1951         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
1952         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
1953         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
1954         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
1955         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
1956         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
1957         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
1958         /// Indicates whether the type is `Box`.
1959         const IS_BOX              = 1 << 6;
1960         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
1961         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
1962         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
1963         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
1964         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 8;
1965     }
1966 }
1967
1968 bitflags! {
1969     #[derive(HashStable)]
1970     pub struct VariantFlags: u32 {
1971         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
1972         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
1973         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
1974     }
1975 }
1976
1977 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
1978 #[derive(Debug, HashStable)]
1979 pub struct VariantDef {
1980     /// `DefId` that identifies the variant itself.
1981     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
1982     pub def_id: DefId,
1983     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
1984     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
1985     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
1986     /// Variant or struct name.
1987     #[stable_hasher(project(name))]
1988     pub ident: Ident,
1989     /// Discriminant of this variant.
1990     pub discr: VariantDiscr,
1991     /// Fields of this variant.
1992     pub fields: Vec<FieldDef>,
1993     /// Type of constructor of variant.
1994     pub ctor_kind: CtorKind,
1995     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
1996     flags: VariantFlags,
1997     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
1998     /// May be incomplete or bogus.
1999     pub recovered: bool,
2000 }
2001
2002 impl<'tcx> VariantDef {
2003     /// Creates a new `VariantDef`.
2004     ///
2005     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
2006     /// represents an enum variant).
2007     ///
2008     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
2009     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
2010     ///
2011     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
2012     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
2013     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
2014     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
2015     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
2016     ///
2017     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
2018     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
2019     pub fn new(
2020         ident: Ident,
2021         variant_did: Option<DefId>,
2022         ctor_def_id: Option<DefId>,
2023         discr: VariantDiscr,
2024         fields: Vec<FieldDef>,
2025         ctor_kind: CtorKind,
2026         adt_kind: AdtKind,
2027         parent_did: DefId,
2028         recovered: bool,
2029         is_field_list_non_exhaustive: bool,
2030     ) -> Self {
2031         debug!(
2032             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2033              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2034             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2035         );
2036
2037         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2038         if is_field_list_non_exhaustive {
2039             flags |= VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2040         }
2041
2042         VariantDef {
2043             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2044             ctor_def_id,
2045             ident,
2046             discr,
2047             fields,
2048             ctor_kind,
2049             flags,
2050             recovered,
2051         }
2052     }
2053
2054     /// Is this field list non-exhaustive?
2055     #[inline]
2056     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2057         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2058     }
2059
2060     /// `repr(transparent)` structs can have a single non-ZST field, this function returns that
2061     /// field.
2062     pub fn transparent_newtype_field(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<&FieldDef> {
2063         for field in &self.fields {
2064             let field_ty = field.ty(tcx, InternalSubsts::identity_for_item(tcx, self.def_id));
2065             if !field_ty.is_zst(tcx, self.def_id) {
2066                 return Some(field);
2067             }
2068         }
2069
2070         None
2071     }
2072 }
2073
2074 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
2075 pub enum VariantDiscr {
2076     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2077     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2078     Explicit(DefId),
2079
2080     /// The previous variant's discriminant plus one.
2081     /// For efficiency reasons, the distance from the
2082     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2083     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2084     Relative(u32),
2085 }
2086
2087 #[derive(Debug, HashStable)]
2088 pub struct FieldDef {
2089     pub did: DefId,
2090     #[stable_hasher(project(name))]
2091     pub ident: Ident,
2092     pub vis: Visibility,
2093 }
2094
2095 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2096 ///
2097 /// These are all interned (by `alloc_adt_def`) into the global arena.
2098 ///
2099 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2100 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2101 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2102 ///
2103 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2104 pub struct AdtDef {
2105     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2106     pub did: DefId,
2107     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2108     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2109     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2110     flags: AdtFlags,
2111     /// Repr options provided by the user.
2112     pub repr: ReprOptions,
2113 }
2114
2115 impl PartialOrd for AdtDef {
2116     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2117         Some(self.cmp(&other))
2118     }
2119 }
2120
2121 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2122 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2123 impl Ord for AdtDef {
2124     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2125         self.did.cmp(&other.did)
2126     }
2127 }
2128
2129 impl PartialEq for AdtDef {
2130     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2131     #[inline]
2132     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2133         ptr::eq(self, other)
2134     }
2135 }
2136
2137 impl Eq for AdtDef {}
2138
2139 impl Hash for AdtDef {
2140     #[inline]
2141     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2142         (self as *const AdtDef).hash(s)
2143     }
2144 }
2145
2146 impl<S: Encoder> Encodable<S> for AdtDef {
2147     fn encode(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2148         self.did.encode(s)
2149     }
2150 }
2151
2152 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2153     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2154         thread_local! {
2155             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2156         }
2157
2158         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2159             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2160             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2161                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2162
2163                 let mut hasher = StableHasher::new();
2164                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2165                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2166                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2167                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2168
2169                 hasher.finish()
2170             })
2171         });
2172
2173         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2174     }
2175 }
2176
2177 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2178 pub enum AdtKind {
2179     Struct,
2180     Union,
2181     Enum,
2182 }
2183
2184 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2185     fn into(self) -> DataTypeKind {
2186         match self {
2187             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2188             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2189             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2190         }
2191     }
2192 }
2193
2194 bitflags! {
2195     #[derive(TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2196     pub struct ReprFlags: u8 {
2197         const IS_C               = 1 << 0;
2198         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2199         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2200         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2201         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2202         // If true, don't expose any niche to type's context.
2203         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2204         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2205         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2206                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2207                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2208     }
2209 }
2210
2211 /// Represents the repr options provided by the user,
2212 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, TyEncodable, TyDecodable, Default, HashStable)]
2213 pub struct ReprOptions {
2214     pub int: Option<attr::IntType>,
2215     pub align: Option<Align>,
2216     pub pack: Option<Align>,
2217     pub flags: ReprFlags,
2218 }
2219
2220 impl ReprOptions {
2221     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2222         let mut flags = ReprFlags::empty();
2223         let mut size = None;
2224         let mut max_align: Option<Align> = None;
2225         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2226         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2227             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess, attr) {
2228                 flags.insert(match r {
2229                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2230                     attr::ReprPacked(pack) => {
2231                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2232                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2233                             min_pack.min(pack)
2234                         } else {
2235                             pack
2236                         });
2237                         ReprFlags::empty()
2238                     }
2239                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2240                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2241                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2242                     attr::ReprInt(i) => {
2243                         size = Some(i);
2244                         ReprFlags::empty()
2245                     }
2246                     attr::ReprAlign(align) => {
2247                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2248                         ReprFlags::empty()
2249                     }
2250                 });
2251             }
2252         }
2253
2254         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2255         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2256             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2257         }
2258         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2259     }
2260
2261     #[inline]
2262     pub fn simd(&self) -> bool {
2263         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2264     }
2265     #[inline]
2266     pub fn c(&self) -> bool {
2267         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2268     }
2269     #[inline]
2270     pub fn packed(&self) -> bool {
2271         self.pack.is_some()
2272     }
2273     #[inline]
2274     pub fn transparent(&self) -> bool {
2275         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2276     }
2277     #[inline]
2278     pub fn linear(&self) -> bool {
2279         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2280     }
2281     #[inline]
2282     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2283         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2284     }
2285
2286     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
2287     /// This must only be called on enums!
2288     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2289         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2290     }
2291
2292     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2293     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2294     /// single pointer.
2295     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2296         self.c() || self.int.is_some()
2297     }
2298
2299     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2300     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2301     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2302         if let Some(pack) = self.pack {
2303             if pack.bytes() == 1 {
2304                 return true;
2305             }
2306         }
2307         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2308     }
2309
2310     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2311     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2312         self.c()
2313     }
2314 }
2315
2316 impl<'tcx> AdtDef {
2317     /// Creates a new `AdtDef`.
2318     fn new(
2319         tcx: TyCtxt<'_>,
2320         did: DefId,
2321         kind: AdtKind,
2322         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2323         repr: ReprOptions,
2324     ) -> Self {
2325         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2326         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2327
2328         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2329             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2330             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2331         }
2332
2333         flags |= match kind {
2334             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2335             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2336             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2337         };
2338
2339         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2340             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2341         }
2342
2343         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2344         if tcx.sess.contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2345             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2346         }
2347         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2348             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2349         }
2350         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2351             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2352         }
2353         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2354             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2355         }
2356
2357         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2358     }
2359
2360     /// Returns `true` if this is a struct.
2361     #[inline]
2362     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2363         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2364     }
2365
2366     /// Returns `true` if this is a union.
2367     #[inline]
2368     pub fn is_union(&self) -> bool {
2369         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2370     }
2371
2372     /// Returns `true` if this is a enum.
2373     #[inline]
2374     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2375         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2376     }
2377
2378     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2379     #[inline]
2380     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2381         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2382     }
2383
2384     /// Returns the kind of the ADT.
2385     #[inline]
2386     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2387         if self.is_enum() {
2388             AdtKind::Enum
2389         } else if self.is_union() {
2390             AdtKind::Union
2391         } else {
2392             AdtKind::Struct
2393         }
2394     }
2395
2396     /// Returns a description of this abstract data type.
2397     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2398         match self.adt_kind() {
2399             AdtKind::Struct => "struct",
2400             AdtKind::Union => "union",
2401             AdtKind::Enum => "enum",
2402         }
2403     }
2404
2405     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2406     #[inline]
2407     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2408         match self.adt_kind() {
2409             AdtKind::Struct => "struct",
2410             AdtKind::Union => "union",
2411             AdtKind::Enum => "variant",
2412         }
2413     }
2414
2415     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2416     #[inline]
2417     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2418         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2419     }
2420
2421     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2422     /// of coherence checking.
2423     #[inline]
2424     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2425         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2426     }
2427
2428     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2429     #[inline]
2430     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2431         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2432     }
2433
2434     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2435     #[inline]
2436     pub fn is_box(&self) -> bool {
2437         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2438     }
2439
2440     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2441     #[inline]
2442     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2443         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2444     }
2445
2446     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2447     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2448         self.destructor(tcx).is_some()
2449     }
2450
2451     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2452     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2453         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2454         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2455     }
2456
2457     #[inline]
2458     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2459         tcx.predicates_of(self.did)
2460     }
2461
2462     /// Returns an iterator over all fields contained
2463     /// by this ADT.
2464     #[inline]
2465     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2466         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2467     }
2468
2469     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2470         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2471     }
2472
2473     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2474     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2475         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2476     }
2477
2478     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2479     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2480         self.variants
2481             .iter()
2482             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2483             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2484     }
2485
2486     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2487     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2488         self.variants
2489             .iter_enumerated()
2490             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2491             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2492             .0
2493     }
2494
2495     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2496     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2497         self.variants
2498             .iter_enumerated()
2499             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2500             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2501             .0
2502     }
2503
2504     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2505         match res {
2506             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2507             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2508             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2509             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2510             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2511             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2512             | Res::SelfTy(..)
2513             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2514             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2515         }
2516     }
2517
2518     #[inline]
2519     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2520         assert!(self.is_enum());
2521         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2522         let repr_type = self.repr.discr_type();
2523         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2524             Ok(val) => {
2525                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2526                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2527                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2528                     Some(Discr { val: b, ty })
2529                 } else {
2530                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2531                     crate::mir::interpret::struct_error(
2532                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2533                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2534                     )
2535                     .emit();
2536                     None
2537                 }
2538             }
2539             Err(err) => {
2540                 let msg = match err {
2541                     ErrorHandled::Reported(ErrorReported) | ErrorHandled::Linted => {
2542                         "enum discriminant evaluation failed"
2543                     }
2544                     ErrorHandled::TooGeneric => "enum discriminant depends on generics",
2545                 };
2546                 tcx.sess.delay_span_bug(tcx.def_span(expr_did), msg);
2547                 None
2548             }
2549         }
2550     }
2551
2552     #[inline]
2553     pub fn discriminants(
2554         &'tcx self,
2555         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2556     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2557         assert!(self.is_enum());
2558         let repr_type = self.repr.discr_type();
2559         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2560         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2561         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2562             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2563             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2564                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2565                     discr = new_discr;
2566                 }
2567             }
2568             prev_discr = Some(discr);
2569
2570             (i, discr)
2571         })
2572     }
2573
2574     #[inline]
2575     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2576         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2577     }
2578
2579     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2580     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2581     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2582     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2583     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2584     #[inline]
2585     pub fn discriminant_for_variant(
2586         &self,
2587         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2588         variant_index: VariantIdx,
2589     ) -> Discr<'tcx> {
2590         assert!(self.is_enum());
2591         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2592         let explicit_value = val
2593             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2594             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2595         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2596     }
2597
2598     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2599     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2600     /// inferred discriminant directly.
2601     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2602         assert!(!self.variants.is_empty());
2603         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2604         let expr_did;
2605         loop {
2606             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2607                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2608                     expr_did = None;
2609                     break;
2610                 }
2611                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2612                     explicit_index -= distance;
2613                 }
2614                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2615                     expr_did = Some(did);
2616                     break;
2617                 }
2618             }
2619         }
2620         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2621     }
2622
2623     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2624         tcx.adt_destructor(self.did)
2625     }
2626
2627     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2628     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2629     ///
2630     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2631     /// actually more expressive than checking all members:
2632     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2633     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2634     ///
2635     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2636     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2637     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2638         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2639     }
2640 }
2641
2642 impl<'tcx> FieldDef {
2643     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2644     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2645     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2646         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2647     }
2648 }
2649
2650 /// Represents the various closure traits in the language. This
2651 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2652 /// desugaring) argument that the closure expects.
2653 ///
2654 /// You can get the environment type of a closure using
2655 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2656 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
2657 #[derive(HashStable)]
2658 pub enum ClosureKind {
2659     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2660     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2661     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2662     Fn,
2663     FnMut,
2664     FnOnce,
2665 }
2666
2667 impl<'tcx> ClosureKind {
2668     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2669     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2670
2671     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2672         match *self {
2673             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(LangItem::Fn, None),
2674             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(LangItem::FnMut, None),
2675             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(LangItem::FnOnce, None),
2676         }
2677     }
2678
2679     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2680     /// must also implement `other`.
2681     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2682         match (self, other) {
2683             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2684             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2685             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2686             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2687             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2688             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2689             _ => false,
2690         }
2691     }
2692
2693     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2694     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2695     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2696         match self {
2697             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2698             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2699             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2700         }
2701     }
2702 }
2703
2704 impl BorrowKind {
2705     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2706         match m {
2707             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2708             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2709         }
2710     }
2711
2712     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2713     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2714     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2715     /// question.
2716     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2717         match self {
2718             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2719             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2720
2721             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2722             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2723             // and hence is a safe "over approximation".
2724             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2725         }
2726     }
2727
2728     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2729         match *self {
2730             MutBorrow => "mutable",
2731             ImmBorrow => "immutable",
2732             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2733         }
2734     }
2735 }
2736
2737 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
2738
2739 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2740 pub enum ImplOverlapKind {
2741     /// These impls are always allowed to overlap.
2742     Permitted {
2743         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2744         marker: bool,
2745     },
2746     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2747     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2748     ///
2749     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2750     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2751     ///
2752     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2753     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2754     ///
2755     /// ```
2756     /// trait Trait {}
2757     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2758     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2759     /// ```
2760     ///
2761     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2762     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2763     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2764     /// overlapping impls for it is sound.
2765     ///
2766     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2767     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2768     /// it has the following restrictions:
2769     ///
2770     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2771     /// positive impls.
2772     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2773     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2774     /// marker traits.
2775     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2776     ///
2777     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2778     Issue33140,
2779 }
2780
2781 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2782     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2783         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2784     }
2785
2786     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2787     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2788     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2789     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2790         self.hir()
2791             .krate()
2792             .body_ids
2793             .iter()
2794             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2795     }
2796
2797     pub fn par_body_owners<F: Fn(LocalDefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2798         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2799             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2800     }
2801
2802     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2803         self.associated_items(id)
2804             .in_definition_order()
2805             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2806     }
2807
2808     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2809         def_id
2810             .as_local()
2811             .and_then(|def_id| self.hir().get(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)).ident())
2812     }
2813
2814     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2815         let is_associated_item = if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2816             match self.hir().get(self.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
2817                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2818                 _ => false,
2819             }
2820         } else {
2821             match self.def_kind(def_id) {
2822                 DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy => true,
2823                 _ => false,
2824             }
2825         };
2826
2827         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2828     }
2829
2830     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2831         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2832     }
2833
2834     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2835         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2836     }
2837
2838     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2839     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2840     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2841         self,
2842         def_id1: DefId,
2843         def_id2: DefId,
2844     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2845         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2846         // as one of them essentially doesn't exist.
2847         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2848             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2849         {
2850             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2851         }
2852
2853         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2854             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2855                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2856                 debug!(
2857                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2858                     def_id1, def_id2
2859                 );
2860                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2861             }
2862             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2863             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2864                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2865                 debug!(
2866                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2867                     def_id1, def_id2
2868                 );
2869                 return None;
2870             }
2871             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2872             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2873         };
2874
2875         let is_marker_overlap = {
2876             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2877                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2878                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2879             };
2880             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2881         };
2882
2883         if is_marker_overlap {
2884             debug!(
2885                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2886                 def_id1, def_id2
2887             );
2888             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2889         } else {
2890             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2891                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2892                     if self_ty1 == self_ty2 {
2893                         debug!(
2894                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2895                             def_id1, def_id2
2896                         );
2897                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2898                     } else {
2899                         debug!(
2900                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2901                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2902                         );
2903                     }
2904                 }
2905             }
2906
2907             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2908             None
2909         }
2910     }
2911
2912     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2913     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2914     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2915         match res {
2916             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2917                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2918                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2919             }
2920             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2921             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2922                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2923                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2924                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2925             }
2926             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2927                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2928                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2929             }
2930             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2931         }
2932     }
2933
2934     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2935         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2936             self.original_crate_name(id.krate)
2937         } else {
2938             let def_key = self.def_key(id);
2939             match def_key.disambiguated_data.data {
2940                 // The name of a constructor is that of its parent.
2941                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => {
2942                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
2943                 }
2944                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
2945                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
2946                 }),
2947             }
2948         }
2949     }
2950
2951     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
2952     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
2953         match instance {
2954             ty::InstanceDef::Item(def) => {
2955                 if let Some((did, param_did)) = def.as_const_arg() {
2956                     self.optimized_mir_of_const_arg((did, param_did))
2957                 } else {
2958                     self.optimized_mir(def.did)
2959                 }
2960             }
2961             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
2962             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
2963             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
2964             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
2965             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
2966             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
2967             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
2968             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
2969         }
2970     }
2971
2972     /// Gets the attributes of a definition.
2973     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
2974         if let Some(did) = did.as_local() {
2975             self.hir().attrs(self.hir().local_def_id_to_hir_id(did))
2976         } else {
2977             self.item_attrs(did)
2978         }
2979     }
2980
2981     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
2982     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
2983         self.sess.contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
2984     }
2985
2986     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
2987     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
2988         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
2989     }
2990
2991     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
2992         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
2993     }
2994
2995     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
2996     /// If it implements no trait, returns `None`.
2997     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
2998         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
2999     }
3000
3001     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3002     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3003     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3004         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3005             TraitContainer(_) => None,
3006             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3007         })
3008     }
3009
3010     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3011     /// with the name of the crate containing the impl.
3012     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3013         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
3014             let hir_id = self.hir().local_def_id_to_hir_id(impl_did);
3015             Ok(self.hir().span(hir_id))
3016         } else {
3017             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3018         }
3019     }
3020
3021     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3022     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3023     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3024     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3025         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3026         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3027         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3028         use_name.name == def_name.name
3029             && use_name
3030                 .span
3031                 .ctxt()
3032                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3033     }
3034
3035     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3036         match scope.as_local() {
3037             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3038             None => ExpnId::root(),
3039         }
3040     }
3041
3042     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3043         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3044         ident
3045     }
3046
3047     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3048         self,
3049         mut ident: Ident,
3050         scope: DefId,
3051         block: hir::HirId,
3052     ) -> (Ident, DefId) {
3053         let scope =
3054             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3055             {
3056                 Some(actual_expansion) => {
3057                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3058                 }
3059                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3060             };
3061         (ident, scope)
3062     }
3063
3064     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3065         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3066     }
3067 }
3068
3069 #[derive(Clone, HashStable)]
3070 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3071
3072 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3073 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3074     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
3075         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id)) {
3076             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3077                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3078             }
3079         }
3080     }
3081     None
3082 }
3083
3084 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
3085     context::provide(providers);
3086     erase_regions::provide(providers);
3087     layout::provide(providers);
3088     util::provide(providers);
3089     super::util::bug::provide(providers);
3090     *providers = ty::query::Providers {
3091         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3092         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3093         ..*providers
3094     };
3095 }
3096
3097 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3098 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3099 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3100 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3101 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3102 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3103 pub struct CrateInherentImpls {
3104     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3105 }
3106
3107 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, HashStable)]
3108 pub struct SymbolName<'tcx> {
3109     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
3110     pub name: &'tcx str,
3111 }
3112
3113 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
3114     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
3115         SymbolName {
3116             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
3117         }
3118     }
3119 }
3120
3121 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
3122     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3123         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3124     }
3125 }
3126
3127 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
3128     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3129         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3130     }
3131 }