]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_middle/ty/mod.rs
c8ad8ae10dc35b3e3b910d413f56c1b66e5b7958
[rust.git] / src / librustc_middle / ty / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2 pub use self::fold::{TypeFoldable, TypeVisitor};
3 pub use self::AssocItemContainer::*;
4 pub use self::BorrowKind::*;
5 pub use self::IntVarValue::*;
6 pub use self::Variance::*;
7
8 use crate::hir::exports::ExportMap;
9 use crate::ich::StableHashingContext;
10 use crate::infer::canonical::Canonical;
11 use crate::middle::cstore::CrateStoreDyn;
12 use crate::middle::resolve_lifetime::ObjectLifetimeDefault;
13 use crate::mir::interpret::ErrorHandled;
14 use crate::mir::Body;
15 use crate::mir::GeneratorLayout;
16 use crate::traits::{self, Reveal};
17 use crate::ty;
18 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
19 use crate::ty::util::{Discr, IntTypeExt};
20 use rustc_ast::ast;
21 use rustc_attr as attr;
22 use rustc_data_structures::captures::Captures;
23 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
24 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
25 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
26 use rustc_data_structures::fx::FxIndexMap;
27 use rustc_data_structures::sorted_map::SortedIndexMultiMap;
28 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
29 use rustc_data_structures::sync::{self, par_iter, ParallelIterator};
30 use rustc_errors::ErrorReported;
31 use rustc_hir as hir;
32 use rustc_hir::def::{CtorKind, CtorOf, DefKind, Namespace, Res};
33 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, LocalDefId, CRATE_DEF_INDEX};
34 use rustc_hir::lang_items::{FnMutTraitLangItem, FnOnceTraitLangItem, FnTraitLangItem};
35 use rustc_hir::{Constness, Node};
36 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
37 use rustc_macros::HashStable;
38 use rustc_serialize::{self, Encodable, Encoder};
39 use rustc_session::DataTypeKind;
40 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
41 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
42 use rustc_span::Span;
43 use rustc_target::abi::{Align, VariantIdx};
44
45 use std::cell::RefCell;
46 use std::cmp::Ordering;
47 use std::fmt;
48 use std::hash::{Hash, Hasher};
49 use std::marker::PhantomData;
50 use std::ops::Range;
51 use std::ptr;
52 use std::str;
53
54 pub use self::sty::BoundRegion::*;
55 pub use self::sty::InferTy::*;
56 pub use self::sty::RegionKind;
57 pub use self::sty::RegionKind::*;
58 pub use self::sty::TyKind::*;
59 pub use self::sty::{Binder, BoundTy, BoundTyKind, BoundVar, DebruijnIndex, INNERMOST};
60 pub use self::sty::{BoundRegion, EarlyBoundRegion, FreeRegion, Region};
61 pub use self::sty::{CanonicalPolyFnSig, FnSig, GenSig, PolyFnSig, PolyGenSig};
62 pub use self::sty::{ClosureSubsts, GeneratorSubsts, TypeAndMut, UpvarSubsts};
63 pub use self::sty::{ConstVid, FloatVid, IntVid, RegionVid, TyVid};
64 pub use self::sty::{ExistentialPredicate, InferTy, ParamConst, ParamTy, ProjectionTy};
65 pub use self::sty::{ExistentialProjection, PolyExistentialProjection};
66 pub use self::sty::{ExistentialTraitRef, PolyExistentialTraitRef};
67 pub use self::sty::{PolyTraitRef, TraitRef, TyKind};
68 pub use crate::ty::diagnostics::*;
69
70 pub use self::binding::BindingMode;
71 pub use self::binding::BindingMode::*;
72
73 pub use self::context::{tls, FreeRegionInfo, TyCtxt};
74 pub use self::context::{
75     CanonicalUserType, CanonicalUserTypeAnnotation, CanonicalUserTypeAnnotations, ResolvedOpaqueTy,
76     UserType, UserTypeAnnotationIndex,
77 };
78 pub use self::context::{
79     CtxtInterners, GeneratorInteriorTypeCause, GlobalCtxt, Lift, TypeckResults,
80 };
81
82 pub use self::instance::{Instance, InstanceDef};
83
84 pub use self::list::List;
85
86 pub use self::trait_def::TraitDef;
87
88 pub use self::query::queries;
89
90 pub use self::consts::{Const, ConstInt, ConstKind, InferConst};
91
92 pub mod adjustment;
93 pub mod binding;
94 pub mod cast;
95 #[macro_use]
96 pub mod codec;
97 pub mod _match;
98 mod erase_regions;
99 pub mod error;
100 pub mod fast_reject;
101 pub mod flags;
102 pub mod fold;
103 pub mod inhabitedness;
104 pub mod layout;
105 pub mod normalize_erasing_regions;
106 pub mod outlives;
107 pub mod print;
108 pub mod query;
109 pub mod relate;
110 pub mod steal;
111 pub mod subst;
112 pub mod trait_def;
113 pub mod util;
114 pub mod walk;
115
116 mod consts;
117 mod context;
118 mod diagnostics;
119 mod instance;
120 mod list;
121 mod structural_impls;
122 mod sty;
123
124 // Data types
125
126 pub struct ResolverOutputs {
127     pub definitions: rustc_hir::definitions::Definitions,
128     pub cstore: Box<CrateStoreDyn>,
129     pub extern_crate_map: FxHashMap<LocalDefId, CrateNum>,
130     pub maybe_unused_trait_imports: FxHashSet<LocalDefId>,
131     pub maybe_unused_extern_crates: Vec<(LocalDefId, Span)>,
132     pub export_map: ExportMap<LocalDefId>,
133     pub glob_map: FxHashMap<LocalDefId, FxHashSet<Symbol>>,
134     /// Extern prelude entries. The value is `true` if the entry was introduced
135     /// via `extern crate` item and not `--extern` option or compiler built-in.
136     pub extern_prelude: FxHashMap<Symbol, bool>,
137 }
138
139 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Debug, HashStable, Hash)]
140 pub enum AssocItemContainer {
141     TraitContainer(DefId),
142     ImplContainer(DefId),
143 }
144
145 impl AssocItemContainer {
146     /// Asserts that this is the `DefId` of an associated item declared
147     /// in a trait, and returns the trait `DefId`.
148     pub fn assert_trait(&self) -> DefId {
149         match *self {
150             TraitContainer(id) => id,
151             _ => bug!("associated item has wrong container type: {:?}", self),
152         }
153     }
154
155     pub fn id(&self) -> DefId {
156         match *self {
157             TraitContainer(id) => id,
158             ImplContainer(id) => id,
159         }
160     }
161 }
162
163 /// The "header" of an impl is everything outside the body: a Self type, a trait
164 /// ref (in the case of a trait impl), and a set of predicates (from the
165 /// bounds / where-clauses).
166 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
167 pub struct ImplHeader<'tcx> {
168     pub impl_def_id: DefId,
169     pub self_ty: Ty<'tcx>,
170     pub trait_ref: Option<TraitRef<'tcx>>,
171     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
172 }
173
174 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
175 pub enum ImplPolarity {
176     /// `impl Trait for Type`
177     Positive,
178     /// `impl !Trait for Type`
179     Negative,
180     /// `#[rustc_reservation_impl] impl Trait for Type`
181     ///
182     /// This is a "stability hack", not a real Rust feature.
183     /// See #64631 for details.
184     Reservation,
185 }
186
187 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, HashStable, Eq, Hash)]
188 pub struct AssocItem {
189     pub def_id: DefId,
190     #[stable_hasher(project(name))]
191     pub ident: Ident,
192     pub kind: AssocKind,
193     pub vis: Visibility,
194     pub defaultness: hir::Defaultness,
195     pub container: AssocItemContainer,
196
197     /// Whether this is a method with an explicit self
198     /// as its first parameter, allowing method calls.
199     pub fn_has_self_parameter: bool,
200 }
201
202 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug, HashStable, Eq, Hash)]
203 pub enum AssocKind {
204     Const,
205     Fn,
206     Type,
207 }
208
209 impl AssocKind {
210     pub fn namespace(&self) -> Namespace {
211         match *self {
212             ty::AssocKind::Type => Namespace::TypeNS,
213             ty::AssocKind::Const | ty::AssocKind::Fn => Namespace::ValueNS,
214         }
215     }
216
217     pub fn as_def_kind(&self) -> DefKind {
218         match self {
219             AssocKind::Const => DefKind::AssocConst,
220             AssocKind::Fn => DefKind::AssocFn,
221             AssocKind::Type => DefKind::AssocTy,
222         }
223     }
224 }
225
226 impl AssocItem {
227     pub fn signature(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
228         match self.kind {
229             ty::AssocKind::Fn => {
230                 // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
231                 // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
232                 // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
233                 // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
234                 tcx.fn_sig(self.def_id).skip_binder().to_string()
235             }
236             ty::AssocKind::Type => format!("type {};", self.ident),
237             ty::AssocKind::Const => {
238                 format!("const {}: {:?};", self.ident, tcx.type_of(self.def_id))
239             }
240         }
241     }
242 }
243
244 /// A list of `ty::AssocItem`s in definition order that allows for efficient lookup by name.
245 ///
246 /// When doing lookup by name, we try to postpone hygienic comparison for as long as possible since
247 /// it is relatively expensive. Instead, items are indexed by `Symbol` and hygienic comparison is
248 /// done only on items with the same name.
249 #[derive(Debug, Clone, PartialEq, HashStable)]
250 pub struct AssociatedItems<'tcx> {
251     items: SortedIndexMultiMap<u32, Symbol, &'tcx ty::AssocItem>,
252 }
253
254 impl<'tcx> AssociatedItems<'tcx> {
255     /// Constructs an `AssociatedItems` map from a series of `ty::AssocItem`s in definition order.
256     pub fn new(items_in_def_order: impl IntoIterator<Item = &'tcx ty::AssocItem>) -> Self {
257         let items = items_in_def_order.into_iter().map(|item| (item.ident.name, item)).collect();
258         AssociatedItems { items }
259     }
260
261     /// Returns a slice of associated items in the order they were defined.
262     ///
263     /// New code should avoid relying on definition order. If you need a particular associated item
264     /// for a known trait, make that trait a lang item instead of indexing this array.
265     pub fn in_definition_order(&self) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
266         self.items.iter().map(|(_, v)| *v)
267     }
268
269     /// Returns an iterator over all associated items with the given name, ignoring hygiene.
270     pub fn filter_by_name_unhygienic(
271         &self,
272         name: Symbol,
273     ) -> impl '_ + Iterator<Item = &ty::AssocItem> {
274         self.items.get_by_key(&name).copied()
275     }
276
277     /// Returns an iterator over all associated items with the given name.
278     ///
279     /// Multiple items may have the same name if they are in different `Namespace`s. For example,
280     /// an associated type can have the same name as a method. Use one of the `find_by_name_and_*`
281     /// methods below if you know which item you are looking for.
282     pub fn filter_by_name(
283         &'a self,
284         tcx: TyCtxt<'a>,
285         ident: Ident,
286         parent_def_id: DefId,
287     ) -> impl 'a + Iterator<Item = &'a ty::AssocItem> {
288         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
289             .filter(move |item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
290     }
291
292     /// Returns the associated item with the given name and `AssocKind`, if one exists.
293     pub fn find_by_name_and_kind(
294         &self,
295         tcx: TyCtxt<'_>,
296         ident: Ident,
297         kind: AssocKind,
298         parent_def_id: DefId,
299     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
300         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
301             .filter(|item| item.kind == kind)
302             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
303     }
304
305     /// Returns the associated item with the given name in the given `Namespace`, if one exists.
306     pub fn find_by_name_and_namespace(
307         &self,
308         tcx: TyCtxt<'_>,
309         ident: Ident,
310         ns: Namespace,
311         parent_def_id: DefId,
312     ) -> Option<&ty::AssocItem> {
313         self.filter_by_name_unhygienic(ident.name)
314             .filter(|item| item.kind.namespace() == ns)
315             .find(|item| tcx.hygienic_eq(ident, item.ident, parent_def_id))
316     }
317 }
318
319 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable, Hash)]
320 pub enum Visibility {
321     /// Visible everywhere (including in other crates).
322     Public,
323     /// Visible only in the given crate-local module.
324     Restricted(DefId),
325     /// Not visible anywhere in the local crate. This is the visibility of private external items.
326     Invisible,
327 }
328
329 pub trait DefIdTree: Copy {
330     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId>;
331
332     fn is_descendant_of(self, mut descendant: DefId, ancestor: DefId) -> bool {
333         if descendant.krate != ancestor.krate {
334             return false;
335         }
336
337         while descendant != ancestor {
338             match self.parent(descendant) {
339                 Some(parent) => descendant = parent,
340                 None => return false,
341             }
342         }
343         true
344     }
345 }
346
347 impl<'tcx> DefIdTree for TyCtxt<'tcx> {
348     fn parent(self, id: DefId) -> Option<DefId> {
349         self.def_key(id).parent.map(|index| DefId { index, ..id })
350     }
351 }
352
353 impl Visibility {
354     pub fn from_hir(visibility: &hir::Visibility<'_>, id: hir::HirId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Self {
355         match visibility.node {
356             hir::VisibilityKind::Public => Visibility::Public,
357             hir::VisibilityKind::Crate(_) => Visibility::Restricted(DefId::local(CRATE_DEF_INDEX)),
358             hir::VisibilityKind::Restricted { ref path, .. } => match path.res {
359                 // If there is no resolution, `resolve` will have already reported an error, so
360                 // assume that the visibility is public to avoid reporting more privacy errors.
361                 Res::Err => Visibility::Public,
362                 def => Visibility::Restricted(def.def_id()),
363             },
364             hir::VisibilityKind::Inherited => {
365                 Visibility::Restricted(tcx.parent_module(id).to_def_id())
366             }
367         }
368     }
369
370     /// Returns `true` if an item with this visibility is accessible from the given block.
371     pub fn is_accessible_from<T: DefIdTree>(self, module: DefId, tree: T) -> bool {
372         let restriction = match self {
373             // Public items are visible everywhere.
374             Visibility::Public => return true,
375             // Private items from other crates are visible nowhere.
376             Visibility::Invisible => return false,
377             // Restricted items are visible in an arbitrary local module.
378             Visibility::Restricted(other) if other.krate != module.krate => return false,
379             Visibility::Restricted(module) => module,
380         };
381
382         tree.is_descendant_of(module, restriction)
383     }
384
385     /// Returns `true` if this visibility is at least as accessible as the given visibility
386     pub fn is_at_least<T: DefIdTree>(self, vis: Visibility, tree: T) -> bool {
387         let vis_restriction = match vis {
388             Visibility::Public => return self == Visibility::Public,
389             Visibility::Invisible => return true,
390             Visibility::Restricted(module) => module,
391         };
392
393         self.is_accessible_from(vis_restriction, tree)
394     }
395
396     // Returns `true` if this item is visible anywhere in the local crate.
397     pub fn is_visible_locally(self) -> bool {
398         match self {
399             Visibility::Public => true,
400             Visibility::Restricted(def_id) => def_id.is_local(),
401             Visibility::Invisible => false,
402         }
403     }
404 }
405
406 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, RustcDecodable, RustcEncodable, HashStable)]
407 pub enum Variance {
408     Covariant,     // T<A> <: T<B> iff A <: B -- e.g., function return type
409     Invariant,     // T<A> <: T<B> iff B == A -- e.g., type of mutable cell
410     Contravariant, // T<A> <: T<B> iff B <: A -- e.g., function param type
411     Bivariant,     // T<A> <: T<B>            -- e.g., unused type parameter
412 }
413
414 /// The crate variances map is computed during typeck and contains the
415 /// variance of every item in the local crate. You should not use it
416 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
417 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
418 /// `tcx.variances_of()` to get the variance for a *particular*
419 /// item.
420 #[derive(HashStable)]
421 pub struct CrateVariancesMap<'tcx> {
422     /// For each item with generics, maps to a vector of the variance
423     /// of its generics. If an item has no generics, it will have no
424     /// entry.
425     pub variances: FxHashMap<DefId, &'tcx [ty::Variance]>,
426 }
427
428 impl Variance {
429     /// `a.xform(b)` combines the variance of a context with the
430     /// variance of a type with the following meaning. If we are in a
431     /// context with variance `a`, and we encounter a type argument in
432     /// a position with variance `b`, then `a.xform(b)` is the new
433     /// variance with which the argument appears.
434     ///
435     /// Example 1:
436     ///
437     ///     *mut Vec<i32>
438     ///
439     /// Here, the "ambient" variance starts as covariant. `*mut T` is
440     /// invariant with respect to `T`, so the variance in which the
441     /// `Vec<i32>` appears is `Covariant.xform(Invariant)`, which
442     /// yields `Invariant`. Now, the type `Vec<T>` is covariant with
443     /// respect to its type argument `T`, and hence the variance of
444     /// the `i32` here is `Invariant.xform(Covariant)`, which results
445     /// (again) in `Invariant`.
446     ///
447     /// Example 2:
448     ///
449     ///     fn(*const Vec<i32>, *mut Vec<i32)
450     ///
451     /// The ambient variance is covariant. A `fn` type is
452     /// contravariant with respect to its parameters, so the variance
453     /// within which both pointer types appear is
454     /// `Covariant.xform(Contravariant)`, or `Contravariant`. `*const
455     /// T` is covariant with respect to `T`, so the variance within
456     /// which the first `Vec<i32>` appears is
457     /// `Contravariant.xform(Covariant)` or `Contravariant`. The same
458     /// is true for its `i32` argument. In the `*mut T` case, the
459     /// variance of `Vec<i32>` is `Contravariant.xform(Invariant)`,
460     /// and hence the outermost type is `Invariant` with respect to
461     /// `Vec<i32>` (and its `i32` argument).
462     ///
463     /// Source: Figure 1 of "Taming the Wildcards:
464     /// Combining Definition- and Use-Site Variance" published in PLDI'11.
465     pub fn xform(self, v: ty::Variance) -> ty::Variance {
466         match (self, v) {
467             // Figure 1, column 1.
468             (ty::Covariant, ty::Covariant) => ty::Covariant,
469             (ty::Covariant, ty::Contravariant) => ty::Contravariant,
470             (ty::Covariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
471             (ty::Covariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
472
473             // Figure 1, column 2.
474             (ty::Contravariant, ty::Covariant) => ty::Contravariant,
475             (ty::Contravariant, ty::Contravariant) => ty::Covariant,
476             (ty::Contravariant, ty::Invariant) => ty::Invariant,
477             (ty::Contravariant, ty::Bivariant) => ty::Bivariant,
478
479             // Figure 1, column 3.
480             (ty::Invariant, _) => ty::Invariant,
481
482             // Figure 1, column 4.
483             (ty::Bivariant, _) => ty::Bivariant,
484         }
485     }
486 }
487
488 // Contains information needed to resolve types and (in the future) look up
489 // the types of AST nodes.
490 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash)]
491 pub struct CReaderCacheKey {
492     pub cnum: CrateNum,
493     pub pos: usize,
494 }
495
496 bitflags! {
497     /// Flags that we track on types. These flags are propagated upwards
498     /// through the type during type construction, so that we can quickly check
499     /// whether the type has various kinds of types in it without recursing
500     /// over the type itself.
501     pub struct TypeFlags: u32 {
502         // Does this have parameters? Used to determine whether substitution is
503         // required.
504         /// Does this have [Param]?
505         const HAS_TY_PARAM                = 1 << 0;
506         /// Does this have [ReEarlyBound]?
507         const HAS_RE_PARAM                = 1 << 1;
508         /// Does this have [ConstKind::Param]?
509         const HAS_CT_PARAM                = 1 << 2;
510
511         const NEEDS_SUBST                 = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
512                                           | TypeFlags::HAS_RE_PARAM.bits
513                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits;
514
515         /// Does this have [Infer]?
516         const HAS_TY_INFER                = 1 << 3;
517         /// Does this have [ReVar]?
518         const HAS_RE_INFER                = 1 << 4;
519         /// Does this have [ConstKind::Infer]?
520         const HAS_CT_INFER                = 1 << 5;
521
522         /// Does this have inference variables? Used to determine whether
523         /// inference is required.
524         const NEEDS_INFER                 = TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
525                                           | TypeFlags::HAS_RE_INFER.bits
526                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits;
527
528         /// Does this have [Placeholder]?
529         const HAS_TY_PLACEHOLDER          = 1 << 6;
530         /// Does this have [RePlaceholder]?
531         const HAS_RE_PLACEHOLDER          = 1 << 7;
532         /// Does this have [ConstKind::Placeholder]?
533         const HAS_CT_PLACEHOLDER          = 1 << 8;
534
535         /// `true` if there are "names" of regions and so forth
536         /// that are local to a particular fn/inferctxt
537         const HAS_FREE_LOCAL_REGIONS      = 1 << 9;
538
539         /// `true` if there are "names" of types and regions and so forth
540         /// that are local to a particular fn
541         const HAS_FREE_LOCAL_NAMES        = TypeFlags::HAS_TY_PARAM.bits
542                                           | TypeFlags::HAS_CT_PARAM.bits
543                                           | TypeFlags::HAS_TY_INFER.bits
544                                           | TypeFlags::HAS_CT_INFER.bits
545                                           | TypeFlags::HAS_TY_PLACEHOLDER.bits
546                                           | TypeFlags::HAS_CT_PLACEHOLDER.bits
547                                           | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS.bits;
548
549         /// Does this have [Projection]?
550         const HAS_TY_PROJECTION           = 1 << 10;
551         /// Does this have [Opaque]?
552         const HAS_TY_OPAQUE               = 1 << 11;
553         /// Does this have [ConstKind::Unevaluated]?
554         const HAS_CT_PROJECTION           = 1 << 12;
555
556         /// Could this type be normalized further?
557         const HAS_PROJECTION              = TypeFlags::HAS_TY_PROJECTION.bits
558                                           | TypeFlags::HAS_TY_OPAQUE.bits
559                                           | TypeFlags::HAS_CT_PROJECTION.bits;
560
561         /// Is an error type/const reachable?
562         const HAS_ERROR                   = 1 << 13;
563
564         /// Does this have any region that "appears free" in the type?
565         /// Basically anything but [ReLateBound] and [ReErased].
566         const HAS_FREE_REGIONS            = 1 << 14;
567
568         /// Does this have any [ReLateBound] regions? Used to check
569         /// if a global bound is safe to evaluate.
570         const HAS_RE_LATE_BOUND           = 1 << 15;
571
572         /// Does this have any [ReErased] regions?
573         const HAS_RE_ERASED               = 1 << 16;
574
575         /// Does this value have parameters/placeholders/inference variables which could be
576         /// replaced later, in a way that would change the results of `impl` specialization?
577         const STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE = 1 << 17;
578     }
579 }
580
581 #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
582 pub struct TyS<'tcx> {
583     pub kind: TyKind<'tcx>,
584     pub flags: TypeFlags,
585
586     /// This is a kind of confusing thing: it stores the smallest
587     /// binder such that
588     ///
589     /// (a) the binder itself captures nothing but
590     /// (b) all the late-bound things within the type are captured
591     ///     by some sub-binder.
592     ///
593     /// So, for a type without any late-bound things, like `u32`, this
594     /// will be *innermost*, because that is the innermost binder that
595     /// captures nothing. But for a type `&'D u32`, where `'D` is a
596     /// late-bound region with De Bruijn index `D`, this would be `D + 1`
597     /// -- the binder itself does not capture `D`, but `D` is captured
598     /// by an inner binder.
599     ///
600     /// We call this concept an "exclusive" binder `D` because all
601     /// De Bruijn indices within the type are contained within `0..D`
602     /// (exclusive).
603     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
604 }
605
606 // `TyS` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
607 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
608 static_assert_size!(TyS<'_>, 32);
609
610 impl<'tcx> Ord for TyS<'tcx> {
611     fn cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Ordering {
612         self.kind.cmp(&other.kind)
613     }
614 }
615
616 impl<'tcx> PartialOrd for TyS<'tcx> {
617     fn partial_cmp(&self, other: &TyS<'tcx>) -> Option<Ordering> {
618         Some(self.kind.cmp(&other.kind))
619     }
620 }
621
622 impl<'tcx> PartialEq for TyS<'tcx> {
623     #[inline]
624     fn eq(&self, other: &TyS<'tcx>) -> bool {
625         ptr::eq(self, other)
626     }
627 }
628 impl<'tcx> Eq for TyS<'tcx> {}
629
630 impl<'tcx> Hash for TyS<'tcx> {
631     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
632         (self as *const TyS<'_>).hash(s)
633     }
634 }
635
636 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for TyS<'tcx> {
637     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
638         let ty::TyS {
639             ref kind,
640
641             // The other fields just provide fast access to information that is
642             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
643             flags: _,
644
645             outer_exclusive_binder: _,
646         } = *self;
647
648         kind.hash_stable(hcx, hasher);
649     }
650 }
651
652 #[rustc_diagnostic_item = "Ty"]
653 pub type Ty<'tcx> = &'tcx TyS<'tcx>;
654
655 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Ty<'tcx> {}
656 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Ty<'tcx> {}
657 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<Ty<'tcx>> {}
658
659 pub type CanonicalTy<'tcx> = Canonical<'tcx, Ty<'tcx>>;
660
661 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
662 pub struct UpvarPath {
663     pub hir_id: hir::HirId,
664 }
665
666 /// Upvars do not get their own `NodeId`. Instead, we use the pair of
667 /// the original var ID (that is, the root variable that is referenced
668 /// by the upvar) and the ID of the closure expression.
669 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
670 pub struct UpvarId {
671     pub var_path: UpvarPath,
672     pub closure_expr_id: LocalDefId,
673 }
674
675 #[derive(Clone, PartialEq, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy, HashStable)]
676 pub enum BorrowKind {
677     /// Data must be immutable and is aliasable.
678     ImmBorrow,
679
680     /// Data must be immutable but not aliasable. This kind of borrow
681     /// cannot currently be expressed by the user and is used only in
682     /// implicit closure bindings. It is needed when the closure
683     /// is borrowing or mutating a mutable referent, e.g.:
684     ///
685     ///    let x: &mut isize = ...;
686     ///    let y = || *x += 5;
687     ///
688     /// If we were to try to translate this closure into a more explicit
689     /// form, we'd encounter an error with the code as written:
690     ///
691     ///    struct Env { x: & &mut isize }
692     ///    let x: &mut isize = ...;
693     ///    let y = (&mut Env { &x }, fn_ptr);  // Closure is pair of env and fn
694     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
695     ///
696     /// This is then illegal because you cannot mutate a `&mut` found
697     /// in an aliasable location. To solve, you'd have to translate with
698     /// an `&mut` borrow:
699     ///
700     ///    struct Env { x: & &mut isize }
701     ///    let x: &mut isize = ...;
702     ///    let y = (&mut Env { &mut x }, fn_ptr); // changed from &x to &mut x
703     ///    fn fn_ptr(env: &mut Env) { **env.x += 5; }
704     ///
705     /// Now the assignment to `**env.x` is legal, but creating a
706     /// mutable pointer to `x` is not because `x` is not mutable. We
707     /// could fix this by declaring `x` as `let mut x`. This is ok in
708     /// user code, if awkward, but extra weird for closures, since the
709     /// borrow is hidden.
710     ///
711     /// So we introduce a "unique imm" borrow -- the referent is
712     /// immutable, but not aliasable. This solves the problem. For
713     /// simplicity, we don't give users the way to express this
714     /// borrow, it's just used when translating closures.
715     UniqueImmBorrow,
716
717     /// Data is mutable and not aliasable.
718     MutBorrow,
719 }
720
721 /// Information describing the capture of an upvar. This is computed
722 /// during `typeck`, specifically by `regionck`.
723 #[derive(PartialEq, Clone, Debug, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
724 pub enum UpvarCapture<'tcx> {
725     /// Upvar is captured by value. This is always true when the
726     /// closure is labeled `move`, but can also be true in other cases
727     /// depending on inference.
728     ByValue,
729
730     /// Upvar is captured by reference.
731     ByRef(UpvarBorrow<'tcx>),
732 }
733
734 #[derive(PartialEq, Clone, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
735 pub struct UpvarBorrow<'tcx> {
736     /// The kind of borrow: by-ref upvars have access to shared
737     /// immutable borrows, which are not part of the normal language
738     /// syntax.
739     pub kind: BorrowKind,
740
741     /// Region of the resulting reference.
742     pub region: ty::Region<'tcx>,
743 }
744
745 pub type UpvarListMap = FxHashMap<DefId, FxIndexMap<hir::HirId, UpvarId>>;
746 pub type UpvarCaptureMap<'tcx> = FxHashMap<UpvarId, UpvarCapture<'tcx>>;
747
748 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
749 pub enum IntVarValue {
750     IntType(ast::IntTy),
751     UintType(ast::UintTy),
752 }
753
754 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
755 pub struct FloatVarValue(pub ast::FloatTy);
756
757 impl ty::EarlyBoundRegion {
758     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
759         ty::BoundRegion::BrNamed(self.def_id, self.name)
760     }
761
762     /// Does this early bound region have a name? Early bound regions normally
763     /// always have names except when using anonymous lifetimes (`'_`).
764     pub fn has_name(&self) -> bool {
765         self.name != kw::UnderscoreLifetime
766     }
767 }
768
769 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
770 pub enum GenericParamDefKind {
771     Lifetime,
772     Type {
773         has_default: bool,
774         object_lifetime_default: ObjectLifetimeDefault,
775         synthetic: Option<hir::SyntheticTyParamKind>,
776     },
777     Const,
778 }
779
780 impl GenericParamDefKind {
781     pub fn descr(&self) -> &'static str {
782         match self {
783             GenericParamDefKind::Lifetime => "lifetime",
784             GenericParamDefKind::Type { .. } => "type",
785             GenericParamDefKind::Const => "constant",
786         }
787     }
788 }
789
790 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
791 pub struct GenericParamDef {
792     pub name: Symbol,
793     pub def_id: DefId,
794     pub index: u32,
795
796     /// `pure_wrt_drop`, set by the (unsafe) `#[may_dangle]` attribute
797     /// on generic parameter `'a`/`T`, asserts data behind the parameter
798     /// `'a`/`T` won't be accessed during the parent type's `Drop` impl.
799     pub pure_wrt_drop: bool,
800
801     pub kind: GenericParamDefKind,
802 }
803
804 impl GenericParamDef {
805     pub fn to_early_bound_region_data(&self) -> ty::EarlyBoundRegion {
806         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
807             ty::EarlyBoundRegion { def_id: self.def_id, index: self.index, name: self.name }
808         } else {
809             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
810         }
811     }
812
813     pub fn to_bound_region(&self) -> ty::BoundRegion {
814         if let GenericParamDefKind::Lifetime = self.kind {
815             self.to_early_bound_region_data().to_bound_region()
816         } else {
817             bug!("cannot convert a non-lifetime parameter def to an early bound region")
818         }
819     }
820 }
821
822 #[derive(Default)]
823 pub struct GenericParamCount {
824     pub lifetimes: usize,
825     pub types: usize,
826     pub consts: usize,
827 }
828
829 /// Information about the formal type/lifetime parameters associated
830 /// with an item or method. Analogous to `hir::Generics`.
831 ///
832 /// The ordering of parameters is the same as in `Subst` (excluding child generics):
833 /// `Self` (optionally), `Lifetime` params..., `Type` params...
834 #[derive(Clone, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
835 pub struct Generics {
836     pub parent: Option<DefId>,
837     pub parent_count: usize,
838     pub params: Vec<GenericParamDef>,
839
840     /// Reverse map to the `index` field of each `GenericParamDef`.
841     #[stable_hasher(ignore)]
842     pub param_def_id_to_index: FxHashMap<DefId, u32>,
843
844     pub has_self: bool,
845     pub has_late_bound_regions: Option<Span>,
846 }
847
848 impl<'tcx> Generics {
849     pub fn count(&self) -> usize {
850         self.parent_count + self.params.len()
851     }
852
853     pub fn own_counts(&self) -> GenericParamCount {
854         // We could cache this as a property of `GenericParamCount`, but
855         // the aim is to refactor this away entirely eventually and the
856         // presence of this method will be a constant reminder.
857         let mut own_counts: GenericParamCount = Default::default();
858
859         for param in &self.params {
860             match param.kind {
861                 GenericParamDefKind::Lifetime => own_counts.lifetimes += 1,
862                 GenericParamDefKind::Type { .. } => own_counts.types += 1,
863                 GenericParamDefKind::Const => own_counts.consts += 1,
864             };
865         }
866
867         own_counts
868     }
869
870     pub fn requires_monomorphization(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
871         if self.own_requires_monomorphization() {
872             return true;
873         }
874
875         if let Some(parent_def_id) = self.parent {
876             let parent = tcx.generics_of(parent_def_id);
877             parent.requires_monomorphization(tcx)
878         } else {
879             false
880         }
881     }
882
883     pub fn own_requires_monomorphization(&self) -> bool {
884         for param in &self.params {
885             match param.kind {
886                 GenericParamDefKind::Type { .. } | GenericParamDefKind::Const => return true,
887                 GenericParamDefKind::Lifetime => {}
888             }
889         }
890         false
891     }
892
893     /// Returns the `GenericParamDef` with the given index.
894     pub fn param_at(&'tcx self, param_index: usize, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
895         if let Some(index) = param_index.checked_sub(self.parent_count) {
896             &self.params[index]
897         } else {
898             tcx.generics_of(self.parent.expect("parent_count > 0 but no parent?"))
899                 .param_at(param_index, tcx)
900         }
901     }
902
903     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `EarlyBoundRegion`.
904     pub fn region_param(
905         &'tcx self,
906         param: &EarlyBoundRegion,
907         tcx: TyCtxt<'tcx>,
908     ) -> &'tcx GenericParamDef {
909         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
910         match param.kind {
911             GenericParamDefKind::Lifetime => param,
912             _ => bug!("expected lifetime parameter, but found another generic parameter"),
913         }
914     }
915
916     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamTy`.
917     pub fn type_param(&'tcx self, param: &ParamTy, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx GenericParamDef {
918         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
919         match param.kind {
920             GenericParamDefKind::Type { .. } => param,
921             _ => bug!("expected type parameter, but found another generic parameter"),
922         }
923     }
924
925     /// Returns the `GenericParamDef` associated with this `ParamConst`.
926     pub fn const_param(&'tcx self, param: &ParamConst, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &GenericParamDef {
927         let param = self.param_at(param.index as usize, tcx);
928         match param.kind {
929             GenericParamDefKind::Const => param,
930             _ => bug!("expected const parameter, but found another generic parameter"),
931         }
932     }
933 }
934
935 /// Bounds on generics.
936 #[derive(Copy, Clone, Default, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
937 pub struct GenericPredicates<'tcx> {
938     pub parent: Option<DefId>,
939     pub predicates: &'tcx [(Predicate<'tcx>, Span)],
940 }
941
942 impl<'tcx> GenericPredicates<'tcx> {
943     pub fn instantiate(
944         &self,
945         tcx: TyCtxt<'tcx>,
946         substs: SubstsRef<'tcx>,
947     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
948         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
949         self.instantiate_into(tcx, &mut instantiated, substs);
950         instantiated
951     }
952
953     pub fn instantiate_own(
954         &self,
955         tcx: TyCtxt<'tcx>,
956         substs: SubstsRef<'tcx>,
957     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
958         InstantiatedPredicates {
959             predicates: self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)).collect(),
960             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
961         }
962     }
963
964     fn instantiate_into(
965         &self,
966         tcx: TyCtxt<'tcx>,
967         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
968         substs: SubstsRef<'tcx>,
969     ) {
970         if let Some(def_id) = self.parent {
971             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_into(tcx, instantiated, substs);
972         }
973         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p.subst(tcx, substs)));
974         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp));
975     }
976
977     pub fn instantiate_identity(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
978         let mut instantiated = InstantiatedPredicates::empty();
979         self.instantiate_identity_into(tcx, &mut instantiated);
980         instantiated
981     }
982
983     fn instantiate_identity_into(
984         &self,
985         tcx: TyCtxt<'tcx>,
986         instantiated: &mut InstantiatedPredicates<'tcx>,
987     ) {
988         if let Some(def_id) = self.parent {
989             tcx.predicates_of(def_id).instantiate_identity_into(tcx, instantiated);
990         }
991         instantiated.predicates.extend(self.predicates.iter().map(|(p, _)| p));
992         instantiated.spans.extend(self.predicates.iter().map(|(_, s)| s));
993     }
994
995     pub fn instantiate_supertrait(
996         &self,
997         tcx: TyCtxt<'tcx>,
998         poly_trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
999     ) -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1000         assert_eq!(self.parent, None);
1001         InstantiatedPredicates {
1002             predicates: self
1003                 .predicates
1004                 .iter()
1005                 .map(|(pred, _)| pred.subst_supertrait(tcx, poly_trait_ref))
1006                 .collect(),
1007             spans: self.predicates.iter().map(|(_, sp)| *sp).collect(),
1008         }
1009     }
1010 }
1011
1012 #[derive(Debug)]
1013 crate struct PredicateInner<'tcx> {
1014     kind: PredicateKind<'tcx>,
1015     flags: TypeFlags,
1016     /// See the comment for the corresponding field of [TyS].
1017     outer_exclusive_binder: ty::DebruijnIndex,
1018 }
1019
1020 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
1021 static_assert_size!(PredicateInner<'_>, 40);
1022
1023 #[derive(Clone, Copy, Lift)]
1024 pub struct Predicate<'tcx> {
1025     inner: &'tcx PredicateInner<'tcx>,
1026 }
1027
1028 impl rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for Predicate<'_> {}
1029 impl rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Predicate<'_> {}
1030
1031 impl<'tcx> PartialEq for Predicate<'tcx> {
1032     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1033         // `self.kind` is always interned.
1034         ptr::eq(self.inner, other.inner)
1035     }
1036 }
1037
1038 impl Hash for Predicate<'_> {
1039     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
1040         (self.inner as *const PredicateInner<'_>).hash(s)
1041     }
1042 }
1043
1044 impl<'tcx> Eq for Predicate<'tcx> {}
1045
1046 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1047     #[inline(always)]
1048     pub fn kind(self) -> &'tcx PredicateKind<'tcx> {
1049         &self.inner.kind
1050     }
1051
1052     /// Skips `PredicateKind::ForAll`.
1053     pub fn ignore_quantifiers(self) -> Binder<Predicate<'tcx>> {
1054         match self.kind() {
1055             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder,
1056             ty::PredicateKind::Projection(..)
1057             | ty::PredicateKind::Trait(..)
1058             | ty::PredicateKind::Subtype(..)
1059             | ty::PredicateKind::WellFormed(..)
1060             | ty::PredicateKind::ObjectSafe(..)
1061             | ty::PredicateKind::ClosureKind(..)
1062             | ty::PredicateKind::TypeOutlives(..)
1063             | ty::PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1064             | ty::PredicateKind::ConstEquate(..)
1065             | ty::PredicateKind::RegionOutlives(..) => Binder::dummy(self),
1066         }
1067     }
1068
1069     /// Skips `PredicateKind::ForAll`, while allowing for unbound variables.
1070     ///
1071     /// This method requires the `TyCtxt` as it has to shift the unbound variables
1072     /// outwards.
1073     ///
1074     /// Do not use this method if you may end up just skipping the binder, as this
1075     /// would leave the unbound variables at an incorrect binding level.
1076     pub fn ignore_quantifiers_with_unbound_vars(
1077         self,
1078         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1079     ) -> Binder<Predicate<'tcx>> {
1080         match self.kind() {
1081             &PredicateKind::ForAll(binder) => binder,
1082             ty::PredicateKind::Projection(..)
1083             | ty::PredicateKind::Trait(..)
1084             | ty::PredicateKind::Subtype(..)
1085             | ty::PredicateKind::WellFormed(..)
1086             | ty::PredicateKind::ObjectSafe(..)
1087             | ty::PredicateKind::ClosureKind(..)
1088             | ty::PredicateKind::TypeOutlives(..)
1089             | ty::PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1090             | ty::PredicateKind::ConstEquate(..)
1091             | ty::PredicateKind::RegionOutlives(..) => Binder::wrap_nonbinding(tcx, self),
1092         }
1093     }
1094
1095     /// Wraps `self` with the given qualifier if this predicate has any unbound variables.
1096     pub fn potentially_quantified(
1097         self,
1098         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1099         qualifier: impl FnOnce(Binder<Predicate<'tcx>>) -> PredicateKind<'tcx>,
1100     ) -> Predicate<'tcx> {
1101         if self.has_escaping_bound_vars() {
1102             qualifier(Binder::bind(self)).to_predicate(tcx)
1103         } else {
1104             self
1105         }
1106     }
1107 }
1108
1109 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Predicate<'tcx> {
1110     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1111         let PredicateInner {
1112             ref kind,
1113
1114             // The other fields just provide fast access to information that is
1115             // also contained in `kind`, so no need to hash them.
1116             flags: _,
1117             outer_exclusive_binder: _,
1118         } = self.inner;
1119
1120         kind.hash_stable(hcx, hasher);
1121     }
1122 }
1123
1124 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1125 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1126 pub enum PredicateKind<'tcx> {
1127     /// Corresponds to `where Foo: Bar<A, B, C>`. `Foo` here would be
1128     /// the `Self` type of the trait reference and `A`, `B`, and `C`
1129     /// would be the type parameters.
1130     ///
1131     /// A trait predicate will have `Constness::Const` if it originates
1132     /// from a bound on a `const fn` without the `?const` opt-out (e.g.,
1133     /// `const fn foobar<Foo: Bar>() {}`).
1134     Trait(TraitPredicate<'tcx>, Constness),
1135
1136     /// `where 'a: 'b`
1137     RegionOutlives(RegionOutlivesPredicate<'tcx>),
1138
1139     /// `where T: 'a`
1140     TypeOutlives(TypeOutlivesPredicate<'tcx>),
1141
1142     /// `where <T as TraitRef>::Name == X`, approximately.
1143     /// See the `ProjectionPredicate` struct for details.
1144     Projection(ProjectionPredicate<'tcx>),
1145
1146     /// No syntax: `T` well-formed.
1147     WellFormed(GenericArg<'tcx>),
1148
1149     /// Trait must be object-safe.
1150     ObjectSafe(DefId),
1151
1152     /// No direct syntax. May be thought of as `where T: FnFoo<...>`
1153     /// for some substitutions `...` and `T` being a closure type.
1154     /// Satisfied (or refuted) once we know the closure's kind.
1155     ClosureKind(DefId, SubstsRef<'tcx>, ClosureKind),
1156
1157     /// `T1 <: T2`
1158     Subtype(SubtypePredicate<'tcx>),
1159
1160     /// Constant initializer must evaluate successfully.
1161     ConstEvaluatable(ty::WithOptConstParam<DefId>, SubstsRef<'tcx>),
1162
1163     /// Constants must be equal. The first component is the const that is expected.
1164     ConstEquate(&'tcx Const<'tcx>, &'tcx Const<'tcx>),
1165
1166     /// `for<'a>: ...`
1167     ForAll(Binder<Predicate<'tcx>>),
1168 }
1169
1170 /// The crate outlives map is computed during typeck and contains the
1171 /// outlives of every item in the local crate. You should not use it
1172 /// directly, because to do so will make your pass dependent on the
1173 /// HIR of every item in the local crate. Instead, use
1174 /// `tcx.inferred_outlives_of()` to get the outlives for a *particular*
1175 /// item.
1176 #[derive(HashStable)]
1177 pub struct CratePredicatesMap<'tcx> {
1178     /// For each struct with outlive bounds, maps to a vector of the
1179     /// predicate of its outlive bounds. If an item has no outlives
1180     /// bounds, it will have no entry.
1181     pub predicates: FxHashMap<DefId, &'tcx [(ty::Predicate<'tcx>, Span)]>,
1182 }
1183
1184 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1185     /// Performs a substitution suitable for going from a
1186     /// poly-trait-ref to supertraits that must hold if that
1187     /// poly-trait-ref holds. This is slightly different from a normal
1188     /// substitution in terms of what happens with bound regions. See
1189     /// lengthy comment below for details.
1190     pub fn subst_supertrait(
1191         self,
1192         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1193         trait_ref: &ty::PolyTraitRef<'tcx>,
1194     ) -> ty::Predicate<'tcx> {
1195         // The interaction between HRTB and supertraits is not entirely
1196         // obvious. Let me walk you (and myself) through an example.
1197         //
1198         // Let's start with an easy case. Consider two traits:
1199         //
1200         //     trait Foo<'a>: Bar<'a,'a> { }
1201         //     trait Bar<'b,'c> { }
1202         //
1203         // Now, if we have a trait reference `for<'x> T: Foo<'x>`, then
1204         // we can deduce that `for<'x> T: Bar<'x,'x>`. Basically, if we
1205         // knew that `Foo<'x>` (for any 'x) then we also know that
1206         // `Bar<'x,'x>` (for any 'x). This more-or-less falls out from
1207         // normal substitution.
1208         //
1209         // In terms of why this is sound, the idea is that whenever there
1210         // is an impl of `T:Foo<'a>`, it must show that `T:Bar<'a,'a>`
1211         // holds.  So if there is an impl of `T:Foo<'a>` that applies to
1212         // all `'a`, then we must know that `T:Bar<'a,'a>` holds for all
1213         // `'a`.
1214         //
1215         // Another example to be careful of is this:
1216         //
1217         //     trait Foo1<'a>: for<'b> Bar1<'a,'b> { }
1218         //     trait Bar1<'b,'c> { }
1219         //
1220         // Here, if we have `for<'x> T: Foo1<'x>`, then what do we know?
1221         // The answer is that we know `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`. The
1222         // reason is similar to the previous example: any impl of
1223         // `T:Foo1<'x>` must show that `for<'b> T: Bar1<'x, 'b>`.  So
1224         // basically we would want to collapse the bound lifetimes from
1225         // the input (`trait_ref`) and the supertraits.
1226         //
1227         // To achieve this in practice is fairly straightforward. Let's
1228         // consider the more complicated scenario:
1229         //
1230         // - We start out with `for<'x> T: Foo1<'x>`. In this case, `'x`
1231         //   has a De Bruijn index of 1. We want to produce `for<'x,'b> T: Bar1<'x,'b>`,
1232         //   where both `'x` and `'b` would have a DB index of 1.
1233         //   The substitution from the input trait-ref is therefore going to be
1234         //   `'a => 'x` (where `'x` has a DB index of 1).
1235         // - The super-trait-ref is `for<'b> Bar1<'a,'b>`, where `'a` is an
1236         //   early-bound parameter and `'b' is a late-bound parameter with a
1237         //   DB index of 1.
1238         // - If we replace `'a` with `'x` from the input, it too will have
1239         //   a DB index of 1, and thus we'll have `for<'x,'b> Bar1<'x,'b>`
1240         //   just as we wanted.
1241         //
1242         // There is only one catch. If we just apply the substitution `'a
1243         // => 'x` to `for<'b> Bar1<'a,'b>`, the substitution code will
1244         // adjust the DB index because we substituting into a binder (it
1245         // tries to be so smart...) resulting in `for<'x> for<'b>
1246         // Bar1<'x,'b>` (we have no syntax for this, so use your
1247         // imagination). Basically the 'x will have DB index of 2 and 'b
1248         // will have DB index of 1. Not quite what we want. So we apply
1249         // the substitution to the *contents* of the trait reference,
1250         // rather than the trait reference itself (put another way, the
1251         // substitution code expects equal binding levels in the values
1252         // from the substitution and the value being substituted into, and
1253         // this trick achieves that).
1254         let substs = trait_ref.skip_binder().substs;
1255         let pred = self.ignore_quantifiers().skip_binder();
1256         let new = pred.subst(tcx, substs);
1257         if new != pred { new.potentially_quantified(tcx, PredicateKind::ForAll) } else { self }
1258     }
1259 }
1260
1261 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1262 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1263 pub struct TraitPredicate<'tcx> {
1264     pub trait_ref: TraitRef<'tcx>,
1265 }
1266
1267 pub type PolyTraitPredicate<'tcx> = ty::Binder<TraitPredicate<'tcx>>;
1268
1269 impl<'tcx> TraitPredicate<'tcx> {
1270     pub fn def_id(self) -> DefId {
1271         self.trait_ref.def_id
1272     }
1273
1274     pub fn self_ty(self) -> Ty<'tcx> {
1275         self.trait_ref.self_ty()
1276     }
1277 }
1278
1279 impl<'tcx> PolyTraitPredicate<'tcx> {
1280     pub fn def_id(self) -> DefId {
1281         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1282         self.skip_binder().def_id()
1283     }
1284 }
1285
1286 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1287 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1288 pub struct OutlivesPredicate<A, B>(pub A, pub B); // `A: B`
1289 pub type PolyOutlivesPredicate<A, B> = ty::Binder<OutlivesPredicate<A, B>>;
1290 pub type RegionOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<ty::Region<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1291 pub type TypeOutlivesPredicate<'tcx> = OutlivesPredicate<Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>>;
1292 pub type PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<RegionOutlivesPredicate<'tcx>>;
1293 pub type PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> = ty::Binder<TypeOutlivesPredicate<'tcx>>;
1294
1295 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1296 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1297 pub struct SubtypePredicate<'tcx> {
1298     pub a_is_expected: bool,
1299     pub a: Ty<'tcx>,
1300     pub b: Ty<'tcx>,
1301 }
1302 pub type PolySubtypePredicate<'tcx> = ty::Binder<SubtypePredicate<'tcx>>;
1303
1304 /// This kind of predicate has no *direct* correspondent in the
1305 /// syntax, but it roughly corresponds to the syntactic forms:
1306 ///
1307 /// 1. `T: TraitRef<..., Item = Type>`
1308 /// 2. `<T as TraitRef<...>>::Item == Type` (NYI)
1309 ///
1310 /// In particular, form #1 is "desugared" to the combination of a
1311 /// normal trait predicate (`T: TraitRef<...>`) and one of these
1312 /// predicates. Form #2 is a broader form in that it also permits
1313 /// equality between arbitrary types. Processing an instance of
1314 /// Form #2 eventually yields one of these `ProjectionPredicate`
1315 /// instances to normalize the LHS.
1316 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1317 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1318 pub struct ProjectionPredicate<'tcx> {
1319     pub projection_ty: ProjectionTy<'tcx>,
1320     pub ty: Ty<'tcx>,
1321 }
1322
1323 pub type PolyProjectionPredicate<'tcx> = Binder<ProjectionPredicate<'tcx>>;
1324
1325 impl<'tcx> PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1326     /// Returns the `DefId` of the associated item being projected.
1327     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1328         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1329     }
1330
1331     #[inline]
1332     pub fn to_poly_trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1333         // Note: unlike with `TraitRef::to_poly_trait_ref()`,
1334         // `self.0.trait_ref` is permitted to have escaping regions.
1335         // This is because here `self` has a `Binder` and so does our
1336         // return value, so we are preserving the number of binding
1337         // levels.
1338         self.map_bound(|predicate| predicate.projection_ty.trait_ref(tcx))
1339     }
1340
1341     pub fn ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
1342         self.map_bound(|predicate| predicate.ty)
1343     }
1344
1345     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type.
1346     ///
1347     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1348     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(projection_def_id()).container`.
1349     pub fn projection_def_id(&self) -> DefId {
1350         // Ok to skip binder since trait `DefId` does not care about regions.
1351         self.skip_binder().projection_ty.item_def_id
1352     }
1353 }
1354
1355 pub trait ToPolyTraitRef<'tcx> {
1356     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx>;
1357 }
1358
1359 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for TraitRef<'tcx> {
1360     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1361         ty::Binder::dummy(*self)
1362     }
1363 }
1364
1365 impl<'tcx> ToPolyTraitRef<'tcx> for PolyTraitPredicate<'tcx> {
1366     fn to_poly_trait_ref(&self) -> PolyTraitRef<'tcx> {
1367         self.map_bound_ref(|trait_pred| trait_pred.trait_ref)
1368     }
1369 }
1370
1371 pub trait ToPredicate<'tcx> {
1372     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx>;
1373 }
1374
1375 impl ToPredicate<'tcx> for PredicateKind<'tcx> {
1376     #[inline(always)]
1377     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1378         tcx.mk_predicate(self)
1379     }
1380 }
1381
1382 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<TraitRef<'tcx>> {
1383     fn to_predicate(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1384         ty::PredicateKind::Trait(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.value }, self.constness)
1385             .to_predicate(tcx)
1386     }
1387 }
1388
1389 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitRef<'tcx>> {
1390     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1391         ConstnessAnd {
1392             value: self.value.map_bound(|trait_ref| ty::TraitPredicate { trait_ref }),
1393             constness: self.constness,
1394         }
1395         .to_predicate(tcx)
1396     }
1397 }
1398
1399 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for ConstnessAnd<PolyTraitPredicate<'tcx>> {
1400     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1401         if let Some(pred) = self.value.no_bound_vars() {
1402             ty::PredicateKind::Trait(pred, self.constness)
1403         } else {
1404             ty::PredicateKind::ForAll(
1405                 self.value.map_bound(|pred| {
1406                     ty::PredicateKind::Trait(pred, self.constness).to_predicate(tcx)
1407                 }),
1408             )
1409         }
1410         .to_predicate(tcx)
1411     }
1412 }
1413
1414 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyRegionOutlivesPredicate<'tcx> {
1415     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1416         if let Some(outlives) = self.no_bound_vars() {
1417             PredicateKind::RegionOutlives(outlives)
1418         } else {
1419             ty::PredicateKind::ForAll(
1420                 self.map_bound(|outlives| {
1421                     PredicateKind::RegionOutlives(outlives).to_predicate(tcx)
1422                 }),
1423             )
1424         }
1425         .to_predicate(tcx)
1426     }
1427 }
1428
1429 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx> {
1430     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1431         if let Some(outlives) = self.no_bound_vars() {
1432             PredicateKind::TypeOutlives(outlives)
1433         } else {
1434             ty::PredicateKind::ForAll(
1435                 self.map_bound(|outlives| PredicateKind::TypeOutlives(outlives).to_predicate(tcx)),
1436             )
1437         }
1438         .to_predicate(tcx)
1439     }
1440 }
1441
1442 impl<'tcx> ToPredicate<'tcx> for PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1443     fn to_predicate(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Predicate<'tcx> {
1444         if let Some(proj) = self.no_bound_vars() {
1445             PredicateKind::Projection(proj)
1446         } else {
1447             ty::PredicateKind::ForAll(
1448                 self.map_bound(|proj| PredicateKind::Projection(proj).to_predicate(tcx)),
1449             )
1450         }
1451         .to_predicate(tcx)
1452     }
1453 }
1454
1455 impl<'tcx> Predicate<'tcx> {
1456     pub fn to_opt_poly_trait_ref(self) -> Option<PolyTraitRef<'tcx>> {
1457         self.ignore_quantifiers()
1458             .map_bound(|pred| match pred.kind() {
1459                 &PredicateKind::Trait(ref t, _) => Some(t.trait_ref),
1460                 PredicateKind::Projection(..)
1461                 | PredicateKind::Subtype(..)
1462                 | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1463                 | PredicateKind::WellFormed(..)
1464                 | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1465                 | PredicateKind::ClosureKind(..)
1466                 | PredicateKind::TypeOutlives(..)
1467                 | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1468                 | PredicateKind::ConstEquate(..) => None,
1469                 PredicateKind::ForAll(_) => bug!("unexpected predicate: {:?}", self),
1470             })
1471             .transpose()
1472     }
1473
1474     pub fn to_opt_type_outlives(self) -> Option<PolyTypeOutlivesPredicate<'tcx>> {
1475         self.ignore_quantifiers()
1476             .map_bound(|pred| match pred.kind() {
1477                 &PredicateKind::TypeOutlives(data) => Some(data),
1478                 PredicateKind::Trait(..)
1479                 | PredicateKind::Projection(..)
1480                 | PredicateKind::Subtype(..)
1481                 | PredicateKind::RegionOutlives(..)
1482                 | PredicateKind::WellFormed(..)
1483                 | PredicateKind::ObjectSafe(..)
1484                 | PredicateKind::ClosureKind(..)
1485                 | PredicateKind::ConstEvaluatable(..)
1486                 | PredicateKind::ConstEquate(..) => None,
1487                 PredicateKind::ForAll(_) => bug!("unexpected predicate: {:?}", self),
1488             })
1489             .transpose()
1490     }
1491 }
1492
1493 /// Represents the bounds declared on a particular set of type
1494 /// parameters. Should eventually be generalized into a flag list of
1495 /// where-clauses. You can obtain a `InstantiatedPredicates` list from a
1496 /// `GenericPredicates` by using the `instantiate` method. Note that this method
1497 /// reflects an important semantic invariant of `InstantiatedPredicates`: while
1498 /// the `GenericPredicates` are expressed in terms of the bound type
1499 /// parameters of the impl/trait/whatever, an `InstantiatedPredicates` instance
1500 /// represented a set of bounds for some particular instantiation,
1501 /// meaning that the generic parameters have been substituted with
1502 /// their values.
1503 ///
1504 /// Example:
1505 ///
1506 ///     struct Foo<T, U: Bar<T>> { ... }
1507 ///
1508 /// Here, the `GenericPredicates` for `Foo` would contain a list of bounds like
1509 /// `[[], [U:Bar<T>]]`. Now if there were some particular reference
1510 /// like `Foo<isize,usize>`, then the `InstantiatedPredicates` would be `[[],
1511 /// [usize:Bar<isize>]]`.
1512 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1513 pub struct InstantiatedPredicates<'tcx> {
1514     pub predicates: Vec<Predicate<'tcx>>,
1515     pub spans: Vec<Span>,
1516 }
1517
1518 impl<'tcx> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1519     pub fn empty() -> InstantiatedPredicates<'tcx> {
1520         InstantiatedPredicates { predicates: vec![], spans: vec![] }
1521     }
1522
1523     pub fn is_empty(&self) -> bool {
1524         self.predicates.is_empty()
1525     }
1526 }
1527
1528 rustc_index::newtype_index! {
1529     /// "Universes" are used during type- and trait-checking in the
1530     /// presence of `for<..>` binders to control what sets of names are
1531     /// visible. Universes are arranged into a tree: the root universe
1532     /// contains names that are always visible. Each child then adds a new
1533     /// set of names that are visible, in addition to those of its parent.
1534     /// We say that the child universe "extends" the parent universe with
1535     /// new names.
1536     ///
1537     /// To make this more concrete, consider this program:
1538     ///
1539     /// ```
1540     /// struct Foo { }
1541     /// fn bar<T>(x: T) {
1542     ///   let y: for<'a> fn(&'a u8, Foo) = ...;
1543     /// }
1544     /// ```
1545     ///
1546     /// The struct name `Foo` is in the root universe U0. But the type
1547     /// parameter `T`, introduced on `bar`, is in an extended universe U1
1548     /// -- i.e., within `bar`, we can name both `T` and `Foo`, but outside
1549     /// of `bar`, we cannot name `T`. Then, within the type of `y`, the
1550     /// region `'a` is in a universe U2 that extends U1, because we can
1551     /// name it inside the fn type but not outside.
1552     ///
1553     /// Universes are used to do type- and trait-checking around these
1554     /// "forall" binders (also called **universal quantification**). The
1555     /// idea is that when, in the body of `bar`, we refer to `T` as a
1556     /// type, we aren't referring to any type in particular, but rather a
1557     /// kind of "fresh" type that is distinct from all other types we have
1558     /// actually declared. This is called a **placeholder** type, and we
1559     /// use universes to talk about this. In other words, a type name in
1560     /// universe 0 always corresponds to some "ground" type that the user
1561     /// declared, but a type name in a non-zero universe is a placeholder
1562     /// type -- an idealized representative of "types in general" that we
1563     /// use for checking generic functions.
1564     pub struct UniverseIndex {
1565         derive [HashStable]
1566         DEBUG_FORMAT = "U{}",
1567     }
1568 }
1569
1570 impl UniverseIndex {
1571     pub const ROOT: UniverseIndex = UniverseIndex::from_u32(0);
1572
1573     /// Returns the "next" universe index in order -- this new index
1574     /// is considered to extend all previous universes. This
1575     /// corresponds to entering a `forall` quantifier. So, for
1576     /// example, suppose we have this type in universe `U`:
1577     ///
1578     /// ```
1579     /// for<'a> fn(&'a u32)
1580     /// ```
1581     ///
1582     /// Once we "enter" into this `for<'a>` quantifier, we are in a
1583     /// new universe that extends `U` -- in this new universe, we can
1584     /// name the region `'a`, but that region was not nameable from
1585     /// `U` because it was not in scope there.
1586     pub fn next_universe(self) -> UniverseIndex {
1587         UniverseIndex::from_u32(self.private.checked_add(1).unwrap())
1588     }
1589
1590     /// Returns `true` if `self` can name a name from `other` -- in other words,
1591     /// if the set of names in `self` is a superset of those in
1592     /// `other` (`self >= other`).
1593     pub fn can_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1594         self.private >= other.private
1595     }
1596
1597     /// Returns `true` if `self` cannot name some names from `other` -- in other
1598     /// words, if the set of names in `self` is a strict subset of
1599     /// those in `other` (`self < other`).
1600     pub fn cannot_name(self, other: UniverseIndex) -> bool {
1601         self.private < other.private
1602     }
1603 }
1604
1605 /// The "placeholder index" fully defines a placeholder region.
1606 /// Placeholder regions are identified by both a **universe** as well
1607 /// as a "bound-region" within that universe. The `bound_region` is
1608 /// basically a name -- distinct bound regions within the same
1609 /// universe are just two regions with an unknown relationship to one
1610 /// another.
1611 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1612 pub struct Placeholder<T> {
1613     pub universe: UniverseIndex,
1614     pub name: T,
1615 }
1616
1617 impl<'a, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for Placeholder<T>
1618 where
1619     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1620 {
1621     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1622         self.universe.hash_stable(hcx, hasher);
1623         self.name.hash_stable(hcx, hasher);
1624     }
1625 }
1626
1627 pub type PlaceholderRegion = Placeholder<BoundRegion>;
1628
1629 pub type PlaceholderType = Placeholder<BoundVar>;
1630
1631 pub type PlaceholderConst = Placeholder<BoundVar>;
1632
1633 /// A `DefId` which is potentially bundled with its corresponding generic parameter
1634 /// in case `did` is a const argument.
1635 ///
1636 /// This is used to prevent cycle errors during typeck
1637 /// as `type_of(const_arg)` depends on `typeck(owning_body)`
1638 /// which once again requires the type of its generic arguments.
1639 ///
1640 /// Luckily we only need to deal with const arguments once we
1641 /// know their corresponding parameters. We (ab)use this by
1642 /// calling `type_of(param_did)` for these arguments.
1643 ///
1644 /// ```rust
1645 /// #![feature(const_generics)]
1646 ///
1647 /// struct A;
1648 /// impl A {
1649 ///     fn foo<const N: usize>(&self) -> usize { N }
1650 /// }
1651 /// struct B;
1652 /// impl B {
1653 ///     fn foo<const N: u8>(&self) -> usize { 42 }
1654 /// }
1655 ///
1656 /// fn main() {
1657 ///     let a = A;
1658 ///     a.foo::<7>();
1659 /// }
1660 /// ```
1661 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable, Lift, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1662 #[derive(PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
1663 #[derive(Hash, HashStable)]
1664 pub struct WithOptConstParam<T> {
1665     pub did: T,
1666     /// The `DefId` of the corresponding generic paramter in case `did` is
1667     /// a const argument.
1668     ///
1669     /// Note that even if `did` is a const argument, this may still be `None`.
1670     /// All queries taking `WithOptConstParam` start by calling `tcx.opt_const_param_of(def.did)`
1671     /// to potentially update `param_did` in case it `None`.
1672     pub const_param_did: Option<DefId>,
1673 }
1674
1675 impl<T> WithOptConstParam<T> {
1676     /// Creates a new `WithOptConstParam` setting `const_param_did` to `None`.
1677     #[inline(always)]
1678     pub fn unknown(did: T) -> WithOptConstParam<T> {
1679         WithOptConstParam { did, const_param_did: None }
1680     }
1681 }
1682
1683 impl WithOptConstParam<LocalDefId> {
1684     /// Returns `Some((did, param_did))` if `def_id` is a const argument,
1685     /// `None` otherwise.
1686     #[inline(always)]
1687     pub fn try_lookup(did: LocalDefId, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1688         tcx.opt_const_param_of(did).map(|param_did| (did, param_did))
1689     }
1690
1691     /// In case `self` is unknown but `self.did` is a const argument, this returns
1692     /// a `WithOptConstParam` with the correct `const_param_did`.
1693     #[inline(always)]
1694     pub fn try_upgrade(self, tcx: TyCtxt<'_>) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1695         if self.const_param_did.is_none() {
1696             if let const_param_did @ Some(_) = tcx.opt_const_param_of(self.did) {
1697                 return Some(WithOptConstParam { did: self.did, const_param_did });
1698             }
1699         }
1700
1701         None
1702     }
1703
1704     pub fn to_global(self) -> WithOptConstParam<DefId> {
1705         WithOptConstParam { did: self.did.to_def_id(), const_param_did: self.const_param_did }
1706     }
1707
1708     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1709         if let Some(did) = self.const_param_did { did } else { self.did.to_def_id() }
1710     }
1711 }
1712
1713 impl WithOptConstParam<DefId> {
1714     pub fn as_local(self) -> Option<WithOptConstParam<LocalDefId>> {
1715         self.did
1716             .as_local()
1717             .map(|did| WithOptConstParam { did, const_param_did: self.const_param_did })
1718     }
1719
1720     pub fn as_const_arg(self) -> Option<(LocalDefId, DefId)> {
1721         if let Some(param_did) = self.const_param_did {
1722             if let Some(did) = self.did.as_local() {
1723                 return Some((did, param_did));
1724             }
1725         }
1726
1727         None
1728     }
1729
1730     pub fn expect_local(self) -> WithOptConstParam<LocalDefId> {
1731         self.as_local().unwrap()
1732     }
1733
1734     pub fn is_local(self) -> bool {
1735         self.did.is_local()
1736     }
1737
1738     pub fn def_id_for_type_of(self) -> DefId {
1739         self.const_param_did.unwrap_or(self.did)
1740     }
1741 }
1742
1743 /// When type checking, we use the `ParamEnv` to track
1744 /// details about the set of where-clauses that are in scope at this
1745 /// particular point.
1746 #[derive(Copy, Clone)]
1747 pub struct ParamEnv<'tcx> {
1748     // We pack the caller_bounds List pointer and a Reveal enum into this usize.
1749     // Specifically, the low bit represents Reveal, with 0 meaning `UserFacing`
1750     // and 1 meaning `All`. The rest is the pointer.
1751     //
1752     // This relies on the List<ty::Predicate<'tcx>> type having at least 2-byte
1753     // alignment. Lists start with a usize and are repr(C) so this should be
1754     // fine; there is a debug_assert in the constructor as well.
1755     //
1756     // Note that the choice of 0 for UserFacing is intentional -- since it is the
1757     // first variant in Reveal this means that joining the pointer is a simple `or`.
1758     packed_data: usize,
1759
1760     /// `Obligation`s that the caller must satisfy. This is basically
1761     /// the set of bounds on the in-scope type parameters, translated
1762     /// into `Obligation`s, and elaborated and normalized.
1763     ///
1764     /// Note: This is packed into the `packed_data` usize above, use the
1765     /// `caller_bounds()` method to access it.
1766     caller_bounds: PhantomData<&'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>>,
1767
1768     /// Typically, this is `Reveal::UserFacing`, but during codegen we
1769     /// want `Reveal::All`.
1770     ///
1771     /// Note: This is packed into the caller_bounds usize above, use the reveal()
1772     /// method to access it.
1773     reveal: PhantomData<traits::Reveal>,
1774
1775     /// If this `ParamEnv` comes from a call to `tcx.param_env(def_id)`,
1776     /// register that `def_id` (useful for transitioning to the chalk trait
1777     /// solver).
1778     pub def_id: Option<DefId>,
1779 }
1780
1781 impl<'tcx> fmt::Debug for ParamEnv<'tcx> {
1782     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1783         f.debug_struct("ParamEnv")
1784             .field("caller_bounds", &self.caller_bounds())
1785             .field("reveal", &self.reveal())
1786             .field("def_id", &self.def_id)
1787             .finish()
1788     }
1789 }
1790
1791 impl<'tcx> Hash for ParamEnv<'tcx> {
1792     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
1793         // List hashes as the raw pointer, so we can skip splitting into the
1794         // pointer and the enum.
1795         self.packed_data.hash(state);
1796         self.def_id.hash(state);
1797     }
1798 }
1799
1800 impl<'tcx> PartialEq for ParamEnv<'tcx> {
1801     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
1802         self.caller_bounds() == other.caller_bounds()
1803             && self.reveal() == other.reveal()
1804             && self.def_id == other.def_id
1805     }
1806 }
1807 impl<'tcx> Eq for ParamEnv<'tcx> {}
1808
1809 impl<'a, 'tcx> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnv<'tcx> {
1810     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1811         self.caller_bounds().hash_stable(hcx, hasher);
1812         self.reveal().hash_stable(hcx, hasher);
1813         self.def_id.hash_stable(hcx, hasher);
1814     }
1815 }
1816
1817 impl<'tcx> TypeFoldable<'tcx> for ParamEnv<'tcx> {
1818     fn super_fold_with<F: ty::fold::TypeFolder<'tcx>>(&self, folder: &mut F) -> Self {
1819         ParamEnv::new(
1820             self.caller_bounds().fold_with(folder),
1821             self.reveal().fold_with(folder),
1822             self.def_id.fold_with(folder),
1823         )
1824     }
1825
1826     fn super_visit_with<V: TypeVisitor<'tcx>>(&self, visitor: &mut V) -> bool {
1827         self.caller_bounds().visit_with(visitor)
1828             || self.reveal().visit_with(visitor)
1829             || self.def_id.visit_with(visitor)
1830     }
1831 }
1832
1833 impl<'tcx> ParamEnv<'tcx> {
1834     /// Construct a trait environment suitable for contexts where
1835     /// there are no where-clauses in scope. Hidden types (like `impl
1836     /// Trait`) are left hidden, so this is suitable for ordinary
1837     /// type-checking.
1838     #[inline]
1839     pub fn empty() -> Self {
1840         Self::new(List::empty(), Reveal::UserFacing, None)
1841     }
1842
1843     #[inline]
1844     pub fn caller_bounds(self) -> &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>> {
1845         // mask out bottom bit
1846         unsafe { &*((self.packed_data & (!1)) as *const _) }
1847     }
1848
1849     #[inline]
1850     pub fn reveal(self) -> traits::Reveal {
1851         if self.packed_data & 1 == 0 { traits::Reveal::UserFacing } else { traits::Reveal::All }
1852     }
1853
1854     /// Construct a trait environment with no where-clauses in scope
1855     /// where the values of all `impl Trait` and other hidden types
1856     /// are revealed. This is suitable for monomorphized, post-typeck
1857     /// environments like codegen or doing optimizations.
1858     ///
1859     /// N.B., if you want to have predicates in scope, use `ParamEnv::new`,
1860     /// or invoke `param_env.with_reveal_all()`.
1861     #[inline]
1862     pub fn reveal_all() -> Self {
1863         Self::new(List::empty(), Reveal::All, None)
1864     }
1865
1866     /// Construct a trait environment with the given set of predicates.
1867     #[inline]
1868     pub fn new(
1869         caller_bounds: &'tcx List<ty::Predicate<'tcx>>,
1870         reveal: Reveal,
1871         def_id: Option<DefId>,
1872     ) -> Self {
1873         let packed_data = caller_bounds as *const _ as usize;
1874         // Check that we can pack the reveal data into the pointer.
1875         debug_assert!(packed_data & 1 == 0);
1876         ty::ParamEnv {
1877             packed_data: packed_data
1878                 | match reveal {
1879                     Reveal::UserFacing => 0,
1880                     Reveal::All => 1,
1881                 },
1882             caller_bounds: PhantomData,
1883             reveal: PhantomData,
1884             def_id,
1885         }
1886     }
1887
1888     pub fn with_user_facing(mut self) -> Self {
1889         // clear bottom bit
1890         self.packed_data &= !1;
1891         self
1892     }
1893
1894     /// Returns a new parameter environment with the same clauses, but
1895     /// which "reveals" the true results of projections in all cases
1896     /// (even for associated types that are specializable). This is
1897     /// the desired behavior during codegen and certain other special
1898     /// contexts; normally though we want to use `Reveal::UserFacing`,
1899     /// which is the default.
1900     pub fn with_reveal_all(mut self) -> Self {
1901         self.packed_data |= 1;
1902         self
1903     }
1904
1905     /// Returns this same environment but with no caller bounds.
1906     pub fn without_caller_bounds(self) -> Self {
1907         Self::new(List::empty(), self.reveal(), self.def_id)
1908     }
1909
1910     /// Creates a suitable environment in which to perform trait
1911     /// queries on the given value. When type-checking, this is simply
1912     /// the pair of the environment plus value. But when reveal is set to
1913     /// All, then if `value` does not reference any type parameters, we will
1914     /// pair it with the empty environment. This improves caching and is generally
1915     /// invisible.
1916     ///
1917     /// N.B., we preserve the environment when type-checking because it
1918     /// is possible for the user to have wacky where-clauses like
1919     /// `where Box<u32>: Copy`, which are clearly never
1920     /// satisfiable. We generally want to behave as if they were true,
1921     /// although the surrounding function is never reachable.
1922     pub fn and<T: TypeFoldable<'tcx>>(self, value: T) -> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1923         match self.reveal() {
1924             Reveal::UserFacing => ParamEnvAnd { param_env: self, value },
1925
1926             Reveal::All => {
1927                 if value.is_global() {
1928                     ParamEnvAnd { param_env: self.without_caller_bounds(), value }
1929                 } else {
1930                     ParamEnvAnd { param_env: self, value }
1931                 }
1932             }
1933         }
1934     }
1935 }
1936
1937 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
1938 pub struct ConstnessAnd<T> {
1939     pub constness: Constness,
1940     pub value: T,
1941 }
1942
1943 // FIXME(ecstaticmorse): Audit all occurrences of `without_const().to_predicate(tcx)` to ensure that
1944 // the constness of trait bounds is being propagated correctly.
1945 pub trait WithConstness: Sized {
1946     #[inline]
1947     fn with_constness(self, constness: Constness) -> ConstnessAnd<Self> {
1948         ConstnessAnd { constness, value: self }
1949     }
1950
1951     #[inline]
1952     fn with_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1953         self.with_constness(Constness::Const)
1954     }
1955
1956     #[inline]
1957     fn without_const(self) -> ConstnessAnd<Self> {
1958         self.with_constness(Constness::NotConst)
1959     }
1960 }
1961
1962 impl<T> WithConstness for T {}
1963
1964 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, TypeFoldable)]
1965 pub struct ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1966     pub param_env: ParamEnv<'tcx>,
1967     pub value: T,
1968 }
1969
1970 impl<'tcx, T> ParamEnvAnd<'tcx, T> {
1971     pub fn into_parts(self) -> (ParamEnv<'tcx>, T) {
1972         (self.param_env, self.value)
1973     }
1974 }
1975
1976 impl<'a, 'tcx, T> HashStable<StableHashingContext<'a>> for ParamEnvAnd<'tcx, T>
1977 where
1978     T: HashStable<StableHashingContext<'a>>,
1979 {
1980     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
1981         let ParamEnvAnd { ref param_env, ref value } = *self;
1982
1983         param_env.hash_stable(hcx, hasher);
1984         value.hash_stable(hcx, hasher);
1985     }
1986 }
1987
1988 #[derive(Copy, Clone, Debug, HashStable)]
1989 pub struct Destructor {
1990     /// The `DefId` of the destructor method
1991     pub did: DefId,
1992 }
1993
1994 bitflags! {
1995     #[derive(HashStable)]
1996     pub struct AdtFlags: u32 {
1997         const NO_ADT_FLAGS        = 0;
1998         /// Indicates whether the ADT is an enum.
1999         const IS_ENUM             = 1 << 0;
2000         /// Indicates whether the ADT is a union.
2001         const IS_UNION            = 1 << 1;
2002         /// Indicates whether the ADT is a struct.
2003         const IS_STRUCT           = 1 << 2;
2004         /// Indicates whether the ADT is a struct and has a constructor.
2005         const HAS_CTOR            = 1 << 3;
2006         /// Indicates whether the type is `PhantomData`.
2007         const IS_PHANTOM_DATA     = 1 << 4;
2008         /// Indicates whether the type has a `#[fundamental]` attribute.
2009         const IS_FUNDAMENTAL      = 1 << 5;
2010         /// Indicates whether the type is `Box`.
2011         const IS_BOX              = 1 << 6;
2012         /// Indicates whether the type is `ManuallyDrop`.
2013         const IS_MANUALLY_DROP    = 1 << 7;
2014         /// Indicates whether the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2015         /// (i.e., this flag is never set unless this ADT is an enum).
2016         const IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 8;
2017     }
2018 }
2019
2020 bitflags! {
2021     #[derive(HashStable)]
2022     pub struct VariantFlags: u32 {
2023         const NO_VARIANT_FLAGS        = 0;
2024         /// Indicates whether the field list of this variant is `#[non_exhaustive]`.
2025         const IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE = 1 << 0;
2026     }
2027 }
2028
2029 /// Definition of a variant -- a struct's fields or a enum variant.
2030 #[derive(Debug, HashStable)]
2031 pub struct VariantDef {
2032     /// `DefId` that identifies the variant itself.
2033     /// If this variant belongs to a struct or union, then this is a copy of its `DefId`.
2034     pub def_id: DefId,
2035     /// `DefId` that identifies the variant's constructor.
2036     /// If this variant is a struct variant, then this is `None`.
2037     pub ctor_def_id: Option<DefId>,
2038     /// Variant or struct name.
2039     #[stable_hasher(project(name))]
2040     pub ident: Ident,
2041     /// Discriminant of this variant.
2042     pub discr: VariantDiscr,
2043     /// Fields of this variant.
2044     pub fields: Vec<FieldDef>,
2045     /// Type of constructor of variant.
2046     pub ctor_kind: CtorKind,
2047     /// Flags of the variant (e.g. is field list non-exhaustive)?
2048     flags: VariantFlags,
2049     /// Variant is obtained as part of recovering from a syntactic error.
2050     /// May be incomplete or bogus.
2051     pub recovered: bool,
2052 }
2053
2054 impl<'tcx> VariantDef {
2055     /// Creates a new `VariantDef`.
2056     ///
2057     /// `variant_did` is the `DefId` that identifies the enum variant (if this `VariantDef`
2058     /// represents an enum variant).
2059     ///
2060     /// `ctor_did` is the `DefId` that identifies the constructor of unit or
2061     /// tuple-variants/structs. If this is a `struct`-variant then this should be `None`.
2062     ///
2063     /// `parent_did` is the `DefId` of the `AdtDef` representing the enum or struct that
2064     /// owns this variant. It is used for checking if a struct has `#[non_exhaustive]` w/out having
2065     /// to go through the redirect of checking the ctor's attributes - but compiling a small crate
2066     /// requires loading the `AdtDef`s for all the structs in the universe (e.g., coherence for any
2067     /// built-in trait), and we do not want to load attributes twice.
2068     ///
2069     /// If someone speeds up attribute loading to not be a performance concern, they can
2070     /// remove this hack and use the constructor `DefId` everywhere.
2071     pub fn new(
2072         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2073         ident: Ident,
2074         variant_did: Option<DefId>,
2075         ctor_def_id: Option<DefId>,
2076         discr: VariantDiscr,
2077         fields: Vec<FieldDef>,
2078         ctor_kind: CtorKind,
2079         adt_kind: AdtKind,
2080         parent_did: DefId,
2081         recovered: bool,
2082     ) -> Self {
2083         debug!(
2084             "VariantDef::new(ident = {:?}, variant_did = {:?}, ctor_def_id = {:?}, discr = {:?},
2085              fields = {:?}, ctor_kind = {:?}, adt_kind = {:?}, parent_did = {:?})",
2086             ident, variant_did, ctor_def_id, discr, fields, ctor_kind, adt_kind, parent_did,
2087         );
2088
2089         let mut flags = VariantFlags::NO_VARIANT_FLAGS;
2090         if adt_kind == AdtKind::Struct && tcx.has_attr(parent_did, sym::non_exhaustive) {
2091             debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", parent_did);
2092             flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2093         } else if let Some(variant_did) = variant_did {
2094             if tcx.has_attr(variant_did, sym::non_exhaustive) {
2095                 debug!("found non-exhaustive field list for {:?}", variant_did);
2096                 flags = flags | VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2097             }
2098         }
2099
2100         VariantDef {
2101             def_id: variant_did.unwrap_or(parent_did),
2102             ctor_def_id,
2103             ident,
2104             discr,
2105             fields,
2106             ctor_kind,
2107             flags,
2108             recovered,
2109         }
2110     }
2111
2112     /// Is this field list non-exhaustive?
2113     #[inline]
2114     pub fn is_field_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2115         self.flags.intersects(VariantFlags::IS_FIELD_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2116     }
2117
2118     /// `repr(transparent)` structs can have a single non-ZST field, this function returns that
2119     /// field.
2120     pub fn transparent_newtype_field(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<&FieldDef> {
2121         for field in &self.fields {
2122             let field_ty = field.ty(tcx, InternalSubsts::identity_for_item(tcx, self.def_id));
2123             if !field_ty.is_zst(tcx, self.def_id) {
2124                 return Some(field);
2125             }
2126         }
2127
2128         None
2129     }
2130 }
2131
2132 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, RustcEncodable, RustcDecodable, HashStable)]
2133 pub enum VariantDiscr {
2134     /// Explicit value for this variant, i.e., `X = 123`.
2135     /// The `DefId` corresponds to the embedded constant.
2136     Explicit(DefId),
2137
2138     /// The previous variant's discriminant plus one.
2139     /// For efficiency reasons, the distance from the
2140     /// last `Explicit` discriminant is being stored,
2141     /// or `0` for the first variant, if it has none.
2142     Relative(u32),
2143 }
2144
2145 #[derive(Debug, HashStable)]
2146 pub struct FieldDef {
2147     pub did: DefId,
2148     #[stable_hasher(project(name))]
2149     pub ident: Ident,
2150     pub vis: Visibility,
2151 }
2152
2153 /// The definition of a user-defined type, e.g., a `struct`, `enum`, or `union`.
2154 ///
2155 /// These are all interned (by `alloc_adt_def`) into the global arena.
2156 ///
2157 /// The initialism *ADT* stands for an [*algebraic data type (ADT)*][adt].
2158 /// This is slightly wrong because `union`s are not ADTs.
2159 /// Moreover, Rust only allows recursive data types through indirection.
2160 ///
2161 /// [adt]: https://en.wikipedia.org/wiki/Algebraic_data_type
2162 pub struct AdtDef {
2163     /// The `DefId` of the struct, enum or union item.
2164     pub did: DefId,
2165     /// Variants of the ADT. If this is a struct or union, then there will be a single variant.
2166     pub variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2167     /// Flags of the ADT (e.g., is this a struct? is this non-exhaustive?).
2168     flags: AdtFlags,
2169     /// Repr options provided by the user.
2170     pub repr: ReprOptions,
2171 }
2172
2173 impl PartialOrd for AdtDef {
2174     fn partial_cmp(&self, other: &AdtDef) -> Option<Ordering> {
2175         Some(self.cmp(&other))
2176     }
2177 }
2178
2179 /// There should be only one AdtDef for each `did`, therefore
2180 /// it is fine to implement `Ord` only based on `did`.
2181 impl Ord for AdtDef {
2182     fn cmp(&self, other: &AdtDef) -> Ordering {
2183         self.did.cmp(&other.did)
2184     }
2185 }
2186
2187 impl PartialEq for AdtDef {
2188     // `AdtDef`s are always interned, and this is part of `TyS` equality.
2189     #[inline]
2190     fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
2191         ptr::eq(self, other)
2192     }
2193 }
2194
2195 impl Eq for AdtDef {}
2196
2197 impl Hash for AdtDef {
2198     #[inline]
2199     fn hash<H: Hasher>(&self, s: &mut H) {
2200         (self as *const AdtDef).hash(s)
2201     }
2202 }
2203
2204 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for &'tcx AdtDef {
2205     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
2206         self.did.encode(s)
2207     }
2208 }
2209
2210 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx AdtDef {}
2211
2212 impl<'a> HashStable<StableHashingContext<'a>> for AdtDef {
2213     fn hash_stable(&self, hcx: &mut StableHashingContext<'a>, hasher: &mut StableHasher) {
2214         thread_local! {
2215             static CACHE: RefCell<FxHashMap<usize, Fingerprint>> = Default::default();
2216         }
2217
2218         let hash: Fingerprint = CACHE.with(|cache| {
2219             let addr = self as *const AdtDef as usize;
2220             *cache.borrow_mut().entry(addr).or_insert_with(|| {
2221                 let ty::AdtDef { did, ref variants, ref flags, ref repr } = *self;
2222
2223                 let mut hasher = StableHasher::new();
2224                 did.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2225                 variants.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2226                 flags.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2227                 repr.hash_stable(hcx, &mut hasher);
2228
2229                 hasher.finish()
2230             })
2231         });
2232
2233         hash.hash_stable(hcx, hasher);
2234     }
2235 }
2236
2237 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, Hash)]
2238 pub enum AdtKind {
2239     Struct,
2240     Union,
2241     Enum,
2242 }
2243
2244 impl Into<DataTypeKind> for AdtKind {
2245     fn into(self) -> DataTypeKind {
2246         match self {
2247             AdtKind::Struct => DataTypeKind::Struct,
2248             AdtKind::Union => DataTypeKind::Union,
2249             AdtKind::Enum => DataTypeKind::Enum,
2250         }
2251     }
2252 }
2253
2254 bitflags! {
2255     #[derive(RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2256     pub struct ReprFlags: u8 {
2257         const IS_C               = 1 << 0;
2258         const IS_SIMD            = 1 << 1;
2259         const IS_TRANSPARENT     = 1 << 2;
2260         // Internal only for now. If true, don't reorder fields.
2261         const IS_LINEAR          = 1 << 3;
2262         // If true, don't expose any niche to type's context.
2263         const HIDE_NICHE         = 1 << 4;
2264         // Any of these flags being set prevent field reordering optimisation.
2265         const IS_UNOPTIMISABLE   = ReprFlags::IS_C.bits |
2266                                    ReprFlags::IS_SIMD.bits |
2267                                    ReprFlags::IS_LINEAR.bits;
2268     }
2269 }
2270
2271 /// Represents the repr options provided by the user,
2272 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, RustcEncodable, RustcDecodable, Default, HashStable)]
2273 pub struct ReprOptions {
2274     pub int: Option<attr::IntType>,
2275     pub align: Option<Align>,
2276     pub pack: Option<Align>,
2277     pub flags: ReprFlags,
2278 }
2279
2280 impl ReprOptions {
2281     pub fn new(tcx: TyCtxt<'_>, did: DefId) -> ReprOptions {
2282         let mut flags = ReprFlags::empty();
2283         let mut size = None;
2284         let mut max_align: Option<Align> = None;
2285         let mut min_pack: Option<Align> = None;
2286         for attr in tcx.get_attrs(did).iter() {
2287             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2288                 flags.insert(match r {
2289                     attr::ReprC => ReprFlags::IS_C,
2290                     attr::ReprPacked(pack) => {
2291                         let pack = Align::from_bytes(pack as u64).unwrap();
2292                         min_pack = Some(if let Some(min_pack) = min_pack {
2293                             min_pack.min(pack)
2294                         } else {
2295                             pack
2296                         });
2297                         ReprFlags::empty()
2298                     }
2299                     attr::ReprTransparent => ReprFlags::IS_TRANSPARENT,
2300                     attr::ReprNoNiche => ReprFlags::HIDE_NICHE,
2301                     attr::ReprSimd => ReprFlags::IS_SIMD,
2302                     attr::ReprInt(i) => {
2303                         size = Some(i);
2304                         ReprFlags::empty()
2305                     }
2306                     attr::ReprAlign(align) => {
2307                         max_align = max_align.max(Some(Align::from_bytes(align as u64).unwrap()));
2308                         ReprFlags::empty()
2309                     }
2310                 });
2311             }
2312         }
2313
2314         // This is here instead of layout because the choice must make it into metadata.
2315         if !tcx.consider_optimizing(|| format!("Reorder fields of {:?}", tcx.def_path_str(did))) {
2316             flags.insert(ReprFlags::IS_LINEAR);
2317         }
2318         ReprOptions { int: size, align: max_align, pack: min_pack, flags }
2319     }
2320
2321     #[inline]
2322     pub fn simd(&self) -> bool {
2323         self.flags.contains(ReprFlags::IS_SIMD)
2324     }
2325     #[inline]
2326     pub fn c(&self) -> bool {
2327         self.flags.contains(ReprFlags::IS_C)
2328     }
2329     #[inline]
2330     pub fn packed(&self) -> bool {
2331         self.pack.is_some()
2332     }
2333     #[inline]
2334     pub fn transparent(&self) -> bool {
2335         self.flags.contains(ReprFlags::IS_TRANSPARENT)
2336     }
2337     #[inline]
2338     pub fn linear(&self) -> bool {
2339         self.flags.contains(ReprFlags::IS_LINEAR)
2340     }
2341     #[inline]
2342     pub fn hide_niche(&self) -> bool {
2343         self.flags.contains(ReprFlags::HIDE_NICHE)
2344     }
2345
2346     /// Returns the discriminant type, given these `repr` options.
2347     /// This must only be called on enums!
2348     pub fn discr_type(&self) -> attr::IntType {
2349         self.int.unwrap_or(attr::SignedInt(ast::IntTy::Isize))
2350     }
2351
2352     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhabit "smart enum
2353     /// layout" optimizations, such as representing `Foo<&T>` as a
2354     /// single pointer.
2355     pub fn inhibit_enum_layout_opt(&self) -> bool {
2356         self.c() || self.int.is_some()
2357     }
2358
2359     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit struct field reordering
2360     /// optimizations, such as with `repr(C)`, `repr(packed(1))`, or `repr(<int>)`.
2361     pub fn inhibit_struct_field_reordering_opt(&self) -> bool {
2362         if let Some(pack) = self.pack {
2363             if pack.bytes() == 1 {
2364                 return true;
2365             }
2366         }
2367         self.flags.intersects(ReprFlags::IS_UNOPTIMISABLE) || self.int.is_some()
2368     }
2369
2370     /// Returns `true` if this `#[repr()]` should inhibit union ABI optimisations.
2371     pub fn inhibit_union_abi_opt(&self) -> bool {
2372         self.c()
2373     }
2374 }
2375
2376 impl<'tcx> AdtDef {
2377     /// Creates a new `AdtDef`.
2378     fn new(
2379         tcx: TyCtxt<'_>,
2380         did: DefId,
2381         kind: AdtKind,
2382         variants: IndexVec<VariantIdx, VariantDef>,
2383         repr: ReprOptions,
2384     ) -> Self {
2385         debug!("AdtDef::new({:?}, {:?}, {:?}, {:?})", did, kind, variants, repr);
2386         let mut flags = AdtFlags::NO_ADT_FLAGS;
2387
2388         if kind == AdtKind::Enum && tcx.has_attr(did, sym::non_exhaustive) {
2389             debug!("found non-exhaustive variant list for {:?}", did);
2390             flags = flags | AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE;
2391         }
2392
2393         flags |= match kind {
2394             AdtKind::Enum => AdtFlags::IS_ENUM,
2395             AdtKind::Union => AdtFlags::IS_UNION,
2396             AdtKind::Struct => AdtFlags::IS_STRUCT,
2397         };
2398
2399         if kind == AdtKind::Struct && variants[VariantIdx::new(0)].ctor_def_id.is_some() {
2400             flags |= AdtFlags::HAS_CTOR;
2401         }
2402
2403         let attrs = tcx.get_attrs(did);
2404         if attr::contains_name(&attrs, sym::fundamental) {
2405             flags |= AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL;
2406         }
2407         if Some(did) == tcx.lang_items().phantom_data() {
2408             flags |= AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA;
2409         }
2410         if Some(did) == tcx.lang_items().owned_box() {
2411             flags |= AdtFlags::IS_BOX;
2412         }
2413         if Some(did) == tcx.lang_items().manually_drop() {
2414             flags |= AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP;
2415         }
2416
2417         AdtDef { did, variants, flags, repr }
2418     }
2419
2420     /// Returns `true` if this is a struct.
2421     #[inline]
2422     pub fn is_struct(&self) -> bool {
2423         self.flags.contains(AdtFlags::IS_STRUCT)
2424     }
2425
2426     /// Returns `true` if this is a union.
2427     #[inline]
2428     pub fn is_union(&self) -> bool {
2429         self.flags.contains(AdtFlags::IS_UNION)
2430     }
2431
2432     /// Returns `true` if this is a enum.
2433     #[inline]
2434     pub fn is_enum(&self) -> bool {
2435         self.flags.contains(AdtFlags::IS_ENUM)
2436     }
2437
2438     /// Returns `true` if the variant list of this ADT is `#[non_exhaustive]`.
2439     #[inline]
2440     pub fn is_variant_list_non_exhaustive(&self) -> bool {
2441         self.flags.contains(AdtFlags::IS_VARIANT_LIST_NON_EXHAUSTIVE)
2442     }
2443
2444     /// Returns the kind of the ADT.
2445     #[inline]
2446     pub fn adt_kind(&self) -> AdtKind {
2447         if self.is_enum() {
2448             AdtKind::Enum
2449         } else if self.is_union() {
2450             AdtKind::Union
2451         } else {
2452             AdtKind::Struct
2453         }
2454     }
2455
2456     /// Returns a description of this abstract data type.
2457     pub fn descr(&self) -> &'static str {
2458         match self.adt_kind() {
2459             AdtKind::Struct => "struct",
2460             AdtKind::Union => "union",
2461             AdtKind::Enum => "enum",
2462         }
2463     }
2464
2465     /// Returns a description of a variant of this abstract data type.
2466     #[inline]
2467     pub fn variant_descr(&self) -> &'static str {
2468         match self.adt_kind() {
2469             AdtKind::Struct => "struct",
2470             AdtKind::Union => "union",
2471             AdtKind::Enum => "variant",
2472         }
2473     }
2474
2475     /// If this function returns `true`, it implies that `is_struct` must return `true`.
2476     #[inline]
2477     pub fn has_ctor(&self) -> bool {
2478         self.flags.contains(AdtFlags::HAS_CTOR)
2479     }
2480
2481     /// Returns `true` if this type is `#[fundamental]` for the purposes
2482     /// of coherence checking.
2483     #[inline]
2484     pub fn is_fundamental(&self) -> bool {
2485         self.flags.contains(AdtFlags::IS_FUNDAMENTAL)
2486     }
2487
2488     /// Returns `true` if this is `PhantomData<T>`.
2489     #[inline]
2490     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
2491         self.flags.contains(AdtFlags::IS_PHANTOM_DATA)
2492     }
2493
2494     /// Returns `true` if this is Box<T>.
2495     #[inline]
2496     pub fn is_box(&self) -> bool {
2497         self.flags.contains(AdtFlags::IS_BOX)
2498     }
2499
2500     /// Returns `true` if this is `ManuallyDrop<T>`.
2501     #[inline]
2502     pub fn is_manually_drop(&self) -> bool {
2503         self.flags.contains(AdtFlags::IS_MANUALLY_DROP)
2504     }
2505
2506     /// Returns `true` if this type has a destructor.
2507     pub fn has_dtor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2508         self.destructor(tcx).is_some()
2509     }
2510
2511     /// Asserts this is a struct or union and returns its unique variant.
2512     pub fn non_enum_variant(&self) -> &VariantDef {
2513         assert!(self.is_struct() || self.is_union());
2514         &self.variants[VariantIdx::new(0)]
2515     }
2516
2517     #[inline]
2518     pub fn predicates(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> GenericPredicates<'tcx> {
2519         tcx.predicates_of(self.did)
2520     }
2521
2522     /// Returns an iterator over all fields contained
2523     /// by this ADT.
2524     #[inline]
2525     pub fn all_fields(&self) -> impl Iterator<Item = &FieldDef> + Clone {
2526         self.variants.iter().flat_map(|v| v.fields.iter())
2527     }
2528
2529     pub fn is_payloadfree(&self) -> bool {
2530         !self.variants.is_empty() && self.variants.iter().all(|v| v.fields.is_empty())
2531     }
2532
2533     /// Return a `VariantDef` given a variant id.
2534     pub fn variant_with_id(&self, vid: DefId) -> &VariantDef {
2535         self.variants.iter().find(|v| v.def_id == vid).expect("variant_with_id: unknown variant")
2536     }
2537
2538     /// Return a `VariantDef` given a constructor id.
2539     pub fn variant_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> &VariantDef {
2540         self.variants
2541             .iter()
2542             .find(|v| v.ctor_def_id == Some(cid))
2543             .expect("variant_with_ctor_id: unknown variant")
2544     }
2545
2546     /// Return the index of `VariantDef` given a variant id.
2547     pub fn variant_index_with_id(&self, vid: DefId) -> VariantIdx {
2548         self.variants
2549             .iter_enumerated()
2550             .find(|(_, v)| v.def_id == vid)
2551             .expect("variant_index_with_id: unknown variant")
2552             .0
2553     }
2554
2555     /// Return the index of `VariantDef` given a constructor id.
2556     pub fn variant_index_with_ctor_id(&self, cid: DefId) -> VariantIdx {
2557         self.variants
2558             .iter_enumerated()
2559             .find(|(_, v)| v.ctor_def_id == Some(cid))
2560             .expect("variant_index_with_ctor_id: unknown variant")
2561             .0
2562     }
2563
2564     pub fn variant_of_res(&self, res: Res) -> &VariantDef {
2565         match res {
2566             Res::Def(DefKind::Variant, vid) => self.variant_with_id(vid),
2567             Res::Def(DefKind::Ctor(..), cid) => self.variant_with_ctor_id(cid),
2568             Res::Def(DefKind::Struct, _)
2569             | Res::Def(DefKind::Union, _)
2570             | Res::Def(DefKind::TyAlias, _)
2571             | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
2572             | Res::SelfTy(..)
2573             | Res::SelfCtor(..) => self.non_enum_variant(),
2574             _ => bug!("unexpected res {:?} in variant_of_res", res),
2575         }
2576     }
2577
2578     #[inline]
2579     pub fn eval_explicit_discr(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, expr_did: DefId) -> Option<Discr<'tcx>> {
2580         assert!(self.is_enum());
2581         let param_env = tcx.param_env(expr_did);
2582         let repr_type = self.repr.discr_type();
2583         match tcx.const_eval_poly(expr_did) {
2584             Ok(val) => {
2585                 let ty = repr_type.to_ty(tcx);
2586                 if let Some(b) = val.try_to_bits_for_ty(tcx, param_env, ty) {
2587                     trace!("discriminants: {} ({:?})", b, repr_type);
2588                     Some(Discr { val: b, ty })
2589                 } else {
2590                     info!("invalid enum discriminant: {:#?}", val);
2591                     crate::mir::interpret::struct_error(
2592                         tcx.at(tcx.def_span(expr_did)),
2593                         "constant evaluation of enum discriminant resulted in non-integer",
2594                     )
2595                     .emit();
2596                     None
2597                 }
2598             }
2599             Err(err) => {
2600                 let msg = match err {
2601                     ErrorHandled::Reported(ErrorReported) | ErrorHandled::Linted => {
2602                         "enum discriminant evaluation failed"
2603                     }
2604                     ErrorHandled::TooGeneric => "enum discriminant depends on generics",
2605                 };
2606                 tcx.sess.delay_span_bug(tcx.def_span(expr_did), msg);
2607                 None
2608             }
2609         }
2610     }
2611
2612     #[inline]
2613     pub fn discriminants(
2614         &'tcx self,
2615         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2616     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
2617         assert!(self.is_enum());
2618         let repr_type = self.repr.discr_type();
2619         let initial = repr_type.initial_discriminant(tcx);
2620         let mut prev_discr = None::<Discr<'tcx>>;
2621         self.variants.iter_enumerated().map(move |(i, v)| {
2622             let mut discr = prev_discr.map_or(initial, |d| d.wrap_incr(tcx));
2623             if let VariantDiscr::Explicit(expr_did) = v.discr {
2624                 if let Some(new_discr) = self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did) {
2625                     discr = new_discr;
2626                 }
2627             }
2628             prev_discr = Some(discr);
2629
2630             (i, discr)
2631         })
2632     }
2633
2634     #[inline]
2635     pub fn variant_range(&self) -> Range<VariantIdx> {
2636         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(self.variants.len())
2637     }
2638
2639     /// Computes the discriminant value used by a specific variant.
2640     /// Unlike `discriminants`, this is (amortized) constant-time,
2641     /// only doing at most one query for evaluating an explicit
2642     /// discriminant (the last one before the requested variant),
2643     /// assuming there are no constant-evaluation errors there.
2644     #[inline]
2645     pub fn discriminant_for_variant(
2646         &self,
2647         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2648         variant_index: VariantIdx,
2649     ) -> Discr<'tcx> {
2650         assert!(self.is_enum());
2651         let (val, offset) = self.discriminant_def_for_variant(variant_index);
2652         let explicit_value = val
2653             .and_then(|expr_did| self.eval_explicit_discr(tcx, expr_did))
2654             .unwrap_or_else(|| self.repr.discr_type().initial_discriminant(tcx));
2655         explicit_value.checked_add(tcx, offset as u128).0
2656     }
2657
2658     /// Yields a `DefId` for the discriminant and an offset to add to it
2659     /// Alternatively, if there is no explicit discriminant, returns the
2660     /// inferred discriminant directly.
2661     pub fn discriminant_def_for_variant(&self, variant_index: VariantIdx) -> (Option<DefId>, u32) {
2662         assert!(!self.variants.is_empty());
2663         let mut explicit_index = variant_index.as_u32();
2664         let expr_did;
2665         loop {
2666             match self.variants[VariantIdx::from_u32(explicit_index)].discr {
2667                 ty::VariantDiscr::Relative(0) => {
2668                     expr_did = None;
2669                     break;
2670                 }
2671                 ty::VariantDiscr::Relative(distance) => {
2672                     explicit_index -= distance;
2673                 }
2674                 ty::VariantDiscr::Explicit(did) => {
2675                     expr_did = Some(did);
2676                     break;
2677                 }
2678             }
2679         }
2680         (expr_did, variant_index.as_u32() - explicit_index)
2681     }
2682
2683     pub fn destructor(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Destructor> {
2684         tcx.adt_destructor(self.did)
2685     }
2686
2687     /// Returns a list of types such that `Self: Sized` if and only
2688     /// if that type is `Sized`, or `TyErr` if this type is recursive.
2689     ///
2690     /// Oddly enough, checking that the sized-constraint is `Sized` is
2691     /// actually more expressive than checking all members:
2692     /// the `Sized` trait is inductive, so an associated type that references
2693     /// `Self` would prevent its containing ADT from being `Sized`.
2694     ///
2695     /// Due to normalization being eager, this applies even if
2696     /// the associated type is behind a pointer (e.g., issue #31299).
2697     pub fn sized_constraint(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
2698         tcx.adt_sized_constraint(self.did).0
2699     }
2700 }
2701
2702 impl<'tcx> FieldDef {
2703     /// Returns the type of this field. The `subst` is typically obtained
2704     /// via the second field of `TyKind::AdtDef`.
2705     pub fn ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, subst: SubstsRef<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2706         tcx.type_of(self.did).subst(tcx, subst)
2707     }
2708 }
2709
2710 /// Represents the various closure traits in the language. This
2711 /// will determine the type of the environment (`self`, in the
2712 /// desugaring) argument that the closure expects.
2713 ///
2714 /// You can get the environment type of a closure using
2715 /// `tcx.closure_env_ty()`.
2716 #[derive(Clone, Copy, PartialOrd, Ord, PartialEq, Eq, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
2717 #[derive(HashStable)]
2718 pub enum ClosureKind {
2719     // Warning: Ordering is significant here! The ordering is chosen
2720     // because the trait Fn is a subtrait of FnMut and so in turn, and
2721     // hence we order it so that Fn < FnMut < FnOnce.
2722     Fn,
2723     FnMut,
2724     FnOnce,
2725 }
2726
2727 impl<'tcx> ClosureKind {
2728     // This is the initial value used when doing upvar inference.
2729     pub const LATTICE_BOTTOM: ClosureKind = ClosureKind::Fn;
2730
2731     pub fn trait_did(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> DefId {
2732         match *self {
2733             ClosureKind::Fn => tcx.require_lang_item(FnTraitLangItem, None),
2734             ClosureKind::FnMut => tcx.require_lang_item(FnMutTraitLangItem, None),
2735             ClosureKind::FnOnce => tcx.require_lang_item(FnOnceTraitLangItem, None),
2736         }
2737     }
2738
2739     /// Returns `true` if this a type that impls this closure kind
2740     /// must also implement `other`.
2741     pub fn extends(self, other: ty::ClosureKind) -> bool {
2742         match (self, other) {
2743             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::Fn) => true,
2744             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnMut) => true,
2745             (ClosureKind::Fn, ClosureKind::FnOnce) => true,
2746             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnMut) => true,
2747             (ClosureKind::FnMut, ClosureKind::FnOnce) => true,
2748             (ClosureKind::FnOnce, ClosureKind::FnOnce) => true,
2749             _ => false,
2750         }
2751     }
2752
2753     /// Returns the representative scalar type for this closure kind.
2754     /// See `TyS::to_opt_closure_kind` for more details.
2755     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2756         match self {
2757             ty::ClosureKind::Fn => tcx.types.i8,
2758             ty::ClosureKind::FnMut => tcx.types.i16,
2759             ty::ClosureKind::FnOnce => tcx.types.i32,
2760         }
2761     }
2762 }
2763
2764 impl BorrowKind {
2765     pub fn from_mutbl(m: hir::Mutability) -> BorrowKind {
2766         match m {
2767             hir::Mutability::Mut => MutBorrow,
2768             hir::Mutability::Not => ImmBorrow,
2769         }
2770     }
2771
2772     /// Returns a mutability `m` such that an `&m T` pointer could be used to obtain this borrow
2773     /// kind. Because borrow kinds are richer than mutabilities, we sometimes have to pick a
2774     /// mutability that is stronger than necessary so that it at least *would permit* the borrow in
2775     /// question.
2776     pub fn to_mutbl_lossy(self) -> hir::Mutability {
2777         match self {
2778             MutBorrow => hir::Mutability::Mut,
2779             ImmBorrow => hir::Mutability::Not,
2780
2781             // We have no type corresponding to a unique imm borrow, so
2782             // use `&mut`. It gives all the capabilities of an `&uniq`
2783             // and hence is a safe "over approximation".
2784             UniqueImmBorrow => hir::Mutability::Mut,
2785         }
2786     }
2787
2788     pub fn to_user_str(&self) -> &'static str {
2789         match *self {
2790             MutBorrow => "mutable",
2791             ImmBorrow => "immutable",
2792             UniqueImmBorrow => "uniquely immutable",
2793         }
2794     }
2795 }
2796
2797 pub type Attributes<'tcx> = &'tcx [ast::Attribute];
2798
2799 #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
2800 pub enum ImplOverlapKind {
2801     /// These impls are always allowed to overlap.
2802     Permitted {
2803         /// Whether or not the impl is permitted due to the trait being a `#[marker]` trait
2804         marker: bool,
2805     },
2806     /// These impls are allowed to overlap, but that raises
2807     /// an issue #33140 future-compatibility warning.
2808     ///
2809     /// Some background: in Rust 1.0, the trait-object types `Send + Sync` (today's
2810     /// `dyn Send + Sync`) and `Sync + Send` (now `dyn Sync + Send`) were different.
2811     ///
2812     /// The widely-used version 0.1.0 of the crate `traitobject` had accidentally relied
2813     /// that difference, making what reduces to the following set of impls:
2814     ///
2815     /// ```
2816     /// trait Trait {}
2817     /// impl Trait for dyn Send + Sync {}
2818     /// impl Trait for dyn Sync + Send {}
2819     /// ```
2820     ///
2821     /// Obviously, once we made these types be identical, that code causes a coherence
2822     /// error and a fairly big headache for us. However, luckily for us, the trait
2823     /// `Trait` used in this case is basically a marker trait, and therefore having
2824     /// overlapping impls for it is sound.
2825     ///
2826     /// To handle this, we basically regard the trait as a marker trait, with an additional
2827     /// future-compatibility warning. To avoid accidentally "stabilizing" this feature,
2828     /// it has the following restrictions:
2829     ///
2830     /// 1. The trait must indeed be a marker-like trait (i.e., no items), and must be
2831     /// positive impls.
2832     /// 2. The trait-ref of both impls must be equal.
2833     /// 3. The trait-ref of both impls must be a trait object type consisting only of
2834     /// marker traits.
2835     /// 4. Neither of the impls can have any where-clauses.
2836     ///
2837     /// Once `traitobject` 0.1.0 is no longer an active concern, this hack can be removed.
2838     Issue33140,
2839 }
2840
2841 impl<'tcx> TyCtxt<'tcx> {
2842     pub fn typeck_body(self, body: hir::BodyId) -> &'tcx TypeckResults<'tcx> {
2843         self.typeck(self.hir().body_owner_def_id(body))
2844     }
2845
2846     /// Returns an iterator of the `DefId`s for all body-owners in this
2847     /// crate. If you would prefer to iterate over the bodies
2848     /// themselves, you can do `self.hir().krate().body_ids.iter()`.
2849     pub fn body_owners(self) -> impl Iterator<Item = LocalDefId> + Captures<'tcx> + 'tcx {
2850         self.hir()
2851             .krate()
2852             .body_ids
2853             .iter()
2854             .map(move |&body_id| self.hir().body_owner_def_id(body_id))
2855     }
2856
2857     pub fn par_body_owners<F: Fn(LocalDefId) + sync::Sync + sync::Send>(self, f: F) {
2858         par_iter(&self.hir().krate().body_ids)
2859             .for_each(|&body_id| f(self.hir().body_owner_def_id(body_id)));
2860     }
2861
2862     pub fn provided_trait_methods(self, id: DefId) -> impl 'tcx + Iterator<Item = &'tcx AssocItem> {
2863         self.associated_items(id)
2864             .in_definition_order()
2865             .filter(|item| item.kind == AssocKind::Fn && item.defaultness.has_value())
2866     }
2867
2868     pub fn opt_item_name(self, def_id: DefId) -> Option<Ident> {
2869         def_id
2870             .as_local()
2871             .and_then(|def_id| self.hir().get(self.hir().as_local_hir_id(def_id)).ident())
2872     }
2873
2874     pub fn opt_associated_item(self, def_id: DefId) -> Option<&'tcx AssocItem> {
2875         let is_associated_item = if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
2876             match self.hir().get(self.hir().as_local_hir_id(def_id)) {
2877                 Node::TraitItem(_) | Node::ImplItem(_) => true,
2878                 _ => false,
2879             }
2880         } else {
2881             match self.def_kind(def_id) {
2882                 DefKind::AssocConst | DefKind::AssocFn | DefKind::AssocTy => true,
2883                 _ => false,
2884             }
2885         };
2886
2887         is_associated_item.then(|| self.associated_item(def_id))
2888     }
2889
2890     pub fn field_index(self, hir_id: hir::HirId, typeck_results: &TypeckResults<'_>) -> usize {
2891         typeck_results.field_indices().get(hir_id).cloned().expect("no index for a field")
2892     }
2893
2894     pub fn find_field_index(self, ident: Ident, variant: &VariantDef) -> Option<usize> {
2895         variant.fields.iter().position(|field| self.hygienic_eq(ident, field.ident, variant.def_id))
2896     }
2897
2898     /// Returns `true` if the impls are the same polarity and the trait either
2899     /// has no items or is annotated `#[marker]` and prevents item overrides.
2900     pub fn impls_are_allowed_to_overlap(
2901         self,
2902         def_id1: DefId,
2903         def_id2: DefId,
2904     ) -> Option<ImplOverlapKind> {
2905         // If either trait impl references an error, they're allowed to overlap,
2906         // as one of them essentially doesn't exist.
2907         if self.impl_trait_ref(def_id1).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2908             || self.impl_trait_ref(def_id2).map_or(false, |tr| tr.references_error())
2909         {
2910             return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2911         }
2912
2913         match (self.impl_polarity(def_id1), self.impl_polarity(def_id2)) {
2914             (ImplPolarity::Reservation, _) | (_, ImplPolarity::Reservation) => {
2915                 // `#[rustc_reservation_impl]` impls don't overlap with anything
2916                 debug!(
2917                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (reservations)",
2918                     def_id1, def_id2
2919                 );
2920                 return Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: false });
2921             }
2922             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Negative)
2923             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Positive) => {
2924                 // `impl AutoTrait for Type` + `impl !AutoTrait for Type`
2925                 debug!(
2926                     "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - None (differing polarities)",
2927                     def_id1, def_id2
2928                 );
2929                 return None;
2930             }
2931             (ImplPolarity::Positive, ImplPolarity::Positive)
2932             | (ImplPolarity::Negative, ImplPolarity::Negative) => {}
2933         };
2934
2935         let is_marker_overlap = {
2936             let is_marker_impl = |def_id: DefId| -> bool {
2937                 let trait_ref = self.impl_trait_ref(def_id);
2938                 trait_ref.map_or(false, |tr| self.trait_def(tr.def_id).is_marker)
2939             };
2940             is_marker_impl(def_id1) && is_marker_impl(def_id2)
2941         };
2942
2943         if is_marker_overlap {
2944             debug!(
2945                 "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = Some(Permitted) (marker overlap)",
2946                 def_id1, def_id2
2947             );
2948             Some(ImplOverlapKind::Permitted { marker: true })
2949         } else {
2950             if let Some(self_ty1) = self.issue33140_self_ty(def_id1) {
2951                 if let Some(self_ty2) = self.issue33140_self_ty(def_id2) {
2952                     if self_ty1 == self_ty2 {
2953                         debug!(
2954                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - issue #33140 HACK",
2955                             def_id1, def_id2
2956                         );
2957                         return Some(ImplOverlapKind::Issue33140);
2958                     } else {
2959                         debug!(
2960                             "impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) - found {:?} != {:?}",
2961                             def_id1, def_id2, self_ty1, self_ty2
2962                         );
2963                     }
2964                 }
2965             }
2966
2967             debug!("impls_are_allowed_to_overlap({:?}, {:?}) = None", def_id1, def_id2);
2968             None
2969         }
2970     }
2971
2972     /// Returns `ty::VariantDef` if `res` refers to a struct,
2973     /// or variant or their constructors, panics otherwise.
2974     pub fn expect_variant_res(self, res: Res) -> &'tcx VariantDef {
2975         match res {
2976             Res::Def(DefKind::Variant, did) => {
2977                 let enum_did = self.parent(did).unwrap();
2978                 self.adt_def(enum_did).variant_with_id(did)
2979             }
2980             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union, did) => self.adt_def(did).non_enum_variant(),
2981             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, ..), variant_ctor_did) => {
2982                 let variant_did = self.parent(variant_ctor_did).unwrap();
2983                 let enum_did = self.parent(variant_did).unwrap();
2984                 self.adt_def(enum_did).variant_with_ctor_id(variant_ctor_did)
2985             }
2986             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, ..), ctor_did) => {
2987                 let struct_did = self.parent(ctor_did).expect("struct ctor has no parent");
2988                 self.adt_def(struct_did).non_enum_variant()
2989             }
2990             _ => bug!("expect_variant_res used with unexpected res {:?}", res),
2991         }
2992     }
2993
2994     pub fn item_name(self, id: DefId) -> Symbol {
2995         if id.index == CRATE_DEF_INDEX {
2996             self.original_crate_name(id.krate)
2997         } else {
2998             let def_key = self.def_key(id);
2999             match def_key.disambiguated_data.data {
3000                 // The name of a constructor is that of its parent.
3001                 rustc_hir::definitions::DefPathData::Ctor => {
3002                     self.item_name(DefId { krate: id.krate, index: def_key.parent.unwrap() })
3003                 }
3004                 _ => def_key.disambiguated_data.data.get_opt_name().unwrap_or_else(|| {
3005                     bug!("item_name: no name for {:?}", self.def_path(id));
3006                 }),
3007             }
3008         }
3009     }
3010
3011     /// Returns the possibly-auto-generated MIR of a `(DefId, Subst)` pair.
3012     pub fn instance_mir(self, instance: ty::InstanceDef<'tcx>) -> &'tcx Body<'tcx> {
3013         match instance {
3014             ty::InstanceDef::Item(def) => {
3015                 if let Some((did, param_did)) = def.as_const_arg() {
3016                     self.optimized_mir_of_const_arg((did, param_did))
3017                 } else {
3018                     self.optimized_mir(def.did)
3019                 }
3020             }
3021             ty::InstanceDef::VtableShim(..)
3022             | ty::InstanceDef::ReifyShim(..)
3023             | ty::InstanceDef::Intrinsic(..)
3024             | ty::InstanceDef::FnPtrShim(..)
3025             | ty::InstanceDef::Virtual(..)
3026             | ty::InstanceDef::ClosureOnceShim { .. }
3027             | ty::InstanceDef::DropGlue(..)
3028             | ty::InstanceDef::CloneShim(..) => self.mir_shims(instance),
3029         }
3030     }
3031
3032     /// Gets the attributes of a definition.
3033     pub fn get_attrs(self, did: DefId) -> Attributes<'tcx> {
3034         if let Some(did) = did.as_local() {
3035             self.hir().attrs(self.hir().as_local_hir_id(did))
3036         } else {
3037             self.item_attrs(did)
3038         }
3039     }
3040
3041     /// Determines whether an item is annotated with an attribute.
3042     pub fn has_attr(self, did: DefId, attr: Symbol) -> bool {
3043         attr::contains_name(&self.get_attrs(did), attr)
3044     }
3045
3046     /// Returns `true` if this is an `auto trait`.
3047     pub fn trait_is_auto(self, trait_def_id: DefId) -> bool {
3048         self.trait_def(trait_def_id).has_auto_impl
3049     }
3050
3051     pub fn generator_layout(self, def_id: DefId) -> &'tcx GeneratorLayout<'tcx> {
3052         self.optimized_mir(def_id).generator_layout.as_ref().unwrap()
3053     }
3054
3055     /// Given the `DefId` of an impl, returns the `DefId` of the trait it implements.
3056     /// If it implements no trait, returns `None`.
3057     pub fn trait_id_of_impl(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3058         self.impl_trait_ref(def_id).map(|tr| tr.def_id)
3059     }
3060
3061     /// If the given defid describes a method belonging to an impl, returns the
3062     /// `DefId` of the impl that the method belongs to; otherwise, returns `None`.
3063     pub fn impl_of_method(self, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3064         self.opt_associated_item(def_id).and_then(|trait_item| match trait_item.container {
3065             TraitContainer(_) => None,
3066             ImplContainer(def_id) => Some(def_id),
3067         })
3068     }
3069
3070     /// Looks up the span of `impl_did` if the impl is local; otherwise returns `Err`
3071     /// with the name of the crate containing the impl.
3072     pub fn span_of_impl(self, impl_did: DefId) -> Result<Span, Symbol> {
3073         if let Some(impl_did) = impl_did.as_local() {
3074             let hir_id = self.hir().as_local_hir_id(impl_did);
3075             Ok(self.hir().span(hir_id))
3076         } else {
3077             Err(self.crate_name(impl_did.krate))
3078         }
3079     }
3080
3081     /// Hygienically compares a use-site name (`use_name`) for a field or an associated item with
3082     /// its supposed definition name (`def_name`). The method also needs `DefId` of the supposed
3083     /// definition's parent/scope to perform comparison.
3084     pub fn hygienic_eq(self, use_name: Ident, def_name: Ident, def_parent_def_id: DefId) -> bool {
3085         // We could use `Ident::eq` here, but we deliberately don't. The name
3086         // comparison fails frequently, and we want to avoid the expensive
3087         // `normalize_to_macros_2_0()` calls required for the span comparison whenever possible.
3088         use_name.name == def_name.name
3089             && use_name
3090                 .span
3091                 .ctxt()
3092                 .hygienic_eq(def_name.span.ctxt(), self.expansion_that_defined(def_parent_def_id))
3093     }
3094
3095     fn expansion_that_defined(self, scope: DefId) -> ExpnId {
3096         match scope.as_local() {
3097             Some(scope) => self.hir().definitions().expansion_that_defined(scope),
3098             None => ExpnId::root(),
3099         }
3100     }
3101
3102     pub fn adjust_ident(self, mut ident: Ident, scope: DefId) -> Ident {
3103         ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope));
3104         ident
3105     }
3106
3107     pub fn adjust_ident_and_get_scope(
3108         self,
3109         mut ident: Ident,
3110         scope: DefId,
3111         block: hir::HirId,
3112     ) -> (Ident, DefId) {
3113         let scope =
3114             match ident.span.normalize_to_macros_2_0_and_adjust(self.expansion_that_defined(scope))
3115             {
3116                 Some(actual_expansion) => {
3117                     self.hir().definitions().parent_module_of_macro_def(actual_expansion)
3118                 }
3119                 None => self.parent_module(block).to_def_id(),
3120             };
3121         (ident, scope)
3122     }
3123
3124     pub fn is_object_safe(self, key: DefId) -> bool {
3125         self.object_safety_violations(key).is_empty()
3126     }
3127 }
3128
3129 #[derive(Clone, HashStable)]
3130 pub struct AdtSizedConstraint<'tcx>(pub &'tcx [Ty<'tcx>]);
3131
3132 /// Yields the parent function's `DefId` if `def_id` is an `impl Trait` definition.
3133 pub fn is_impl_trait_defn(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<DefId> {
3134     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
3135         if let Node::Item(item) = tcx.hir().get(tcx.hir().as_local_hir_id(def_id)) {
3136             if let hir::ItemKind::OpaqueTy(ref opaque_ty) = item.kind {
3137                 return opaque_ty.impl_trait_fn;
3138             }
3139         }
3140     }
3141     None
3142 }
3143
3144 pub fn provide(providers: &mut ty::query::Providers) {
3145     context::provide(providers);
3146     erase_regions::provide(providers);
3147     layout::provide(providers);
3148     super::util::bug::provide(providers);
3149     *providers = ty::query::Providers {
3150         trait_impls_of: trait_def::trait_impls_of_provider,
3151         all_local_trait_impls: trait_def::all_local_trait_impls,
3152         ..*providers
3153     };
3154 }
3155
3156 /// A map for the local crate mapping each type to a vector of its
3157 /// inherent impls. This is not meant to be used outside of coherence;
3158 /// rather, you should request the vector for a specific type via
3159 /// `tcx.inherent_impls(def_id)` so as to minimize your dependencies
3160 /// (constructing this map requires touching the entire crate).
3161 #[derive(Clone, Debug, Default, HashStable)]
3162 pub struct CrateInherentImpls {
3163     pub inherent_impls: DefIdMap<Vec<DefId>>,
3164 }
3165
3166 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, HashStable)]
3167 pub struct SymbolName<'tcx> {
3168     /// `&str` gives a consistent ordering, which ensures reproducible builds.
3169     pub name: &'tcx str,
3170 }
3171
3172 impl<'tcx> SymbolName<'tcx> {
3173     pub fn new(tcx: TyCtxt<'tcx>, name: &str) -> SymbolName<'tcx> {
3174         SymbolName {
3175             name: unsafe { str::from_utf8_unchecked(tcx.arena.alloc_slice(name.as_bytes())) },
3176         }
3177     }
3178 }
3179
3180 impl<'tcx> fmt::Display for SymbolName<'tcx> {
3181     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3182         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3183     }
3184 }
3185
3186 impl<'tcx> fmt::Debug for SymbolName<'tcx> {
3187     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
3188         fmt::Display::fmt(&self.name, fmt)
3189     }
3190 }
3191
3192 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedEncodable for SymbolName<'tcx> {
3193     fn default_encode<S: Encoder>(&self, s: &mut S) -> Result<(), S::Error> {
3194         s.emit_str(self.name)
3195     }
3196 }
3197
3198 // The decoding takes place in `decode_symbol_name()`.
3199 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for SymbolName<'tcx> {}