]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_middle/ty/sty.rs
05cd1ae456b356b49a8011a55fe642d4d8c7a626
[rust.git] / src / librustc_middle / ty / sty.rs
1 //! This module contains `TyKind` and its major components.
2
3 #![allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
4
5 use self::InferTy::*;
6 use self::TyKind::*;
7
8 use crate::infer::canonical::Canonical;
9 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
10 use crate::ty::{
11     self, AdtDef, DefIdTree, Discr, Ty, TyCtxt, TypeFlags, TypeFoldable, WithConstness,
12 };
13 use crate::ty::{List, ParamEnv, TyS};
14 use polonius_engine::Atom;
15 use rustc_ast::ast;
16 use rustc_data_structures::captures::Captures;
17 use rustc_hir as hir;
18 use rustc_hir::def_id::DefId;
19 use rustc_index::vec::Idx;
20 use rustc_macros::HashStable;
21 use rustc_span::symbol::{kw, Ident, Symbol};
22 use rustc_target::abi::VariantIdx;
23 use rustc_target::spec::abi;
24 use std::borrow::Cow;
25 use std::cmp::Ordering;
26 use std::marker::PhantomData;
27 use std::ops::Range;
28 use ty::util::IntTypeExt;
29
30 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
31 #[derive(HashStable, TypeFoldable, Lift)]
32 pub struct TypeAndMut<'tcx> {
33     pub ty: Ty<'tcx>,
34     pub mutbl: hir::Mutability,
35 }
36
37 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Copy)]
38 #[derive(HashStable)]
39 /// A "free" region `fr` can be interpreted as "some region
40 /// at least as big as the scope `fr.scope`".
41 pub struct FreeRegion {
42     pub scope: DefId,
43     pub bound_region: BoundRegion,
44 }
45
46 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Copy)]
47 #[derive(HashStable)]
48 pub enum BoundRegion {
49     /// An anonymous region parameter for a given fn (&T)
50     BrAnon(u32),
51
52     /// Named region parameters for functions (a in &'a T)
53     ///
54     /// The `DefId` is needed to distinguish free regions in
55     /// the event of shadowing.
56     BrNamed(DefId, Symbol),
57
58     /// Anonymous region for the implicit env pointer parameter
59     /// to a closure
60     BrEnv,
61 }
62
63 impl BoundRegion {
64     pub fn is_named(&self) -> bool {
65         match *self {
66             BoundRegion::BrNamed(_, name) => name != kw::UnderscoreLifetime,
67             _ => false,
68         }
69     }
70
71     /// When canonicalizing, we replace unbound inference variables and free
72     /// regions with anonymous late bound regions. This method asserts that
73     /// we have an anonymous late bound region, which hence may refer to
74     /// a canonical variable.
75     pub fn assert_bound_var(&self) -> BoundVar {
76         match *self {
77             BoundRegion::BrAnon(var) => BoundVar::from_u32(var),
78             _ => bug!("bound region is not anonymous"),
79         }
80     }
81 }
82
83 /// N.B., if you change this, you'll probably want to change the corresponding
84 /// AST structure in `librustc_ast/ast.rs` as well.
85 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Debug)]
86 #[derive(HashStable)]
87 #[rustc_diagnostic_item = "TyKind"]
88 pub enum TyKind<'tcx> {
89     /// The primitive boolean type. Written as `bool`.
90     Bool,
91
92     /// The primitive character type; holds a Unicode scalar value
93     /// (a non-surrogate code point). Written as `char`.
94     Char,
95
96     /// A primitive signed integer type. For example, `i32`.
97     Int(ast::IntTy),
98
99     /// A primitive unsigned integer type. For example, `u32`.
100     Uint(ast::UintTy),
101
102     /// A primitive floating-point type. For example, `f64`.
103     Float(ast::FloatTy),
104
105     /// Structures, enumerations and unions.
106     ///
107     /// InternalSubsts here, possibly against intuition, *may* contain `Param`s.
108     /// That is, even after substitution it is possible that there are type
109     /// variables. This happens when the `Adt` corresponds to an ADT
110     /// definition and not a concrete use of it.
111     Adt(&'tcx AdtDef, SubstsRef<'tcx>),
112
113     /// An unsized FFI type that is opaque to Rust. Written as `extern type T`.
114     Foreign(DefId),
115
116     /// The pointee of a string slice. Written as `str`.
117     Str,
118
119     /// An array with the given length. Written as `[T; n]`.
120     Array(Ty<'tcx>, &'tcx ty::Const<'tcx>),
121
122     /// The pointee of an array slice. Written as `[T]`.
123     Slice(Ty<'tcx>),
124
125     /// A raw pointer. Written as `*mut T` or `*const T`
126     RawPtr(TypeAndMut<'tcx>),
127
128     /// A reference; a pointer with an associated lifetime. Written as
129     /// `&'a mut T` or `&'a T`.
130     Ref(Region<'tcx>, Ty<'tcx>, hir::Mutability),
131
132     /// The anonymous type of a function declaration/definition. Each
133     /// function has a unique type, which is output (for a function
134     /// named `foo` returning an `i32`) as `fn() -> i32 {foo}`.
135     ///
136     /// For example the type of `bar` here:
137     ///
138     /// ```rust
139     /// fn foo() -> i32 { 1 }
140     /// let bar = foo; // bar: fn() -> i32 {foo}
141     /// ```
142     FnDef(DefId, SubstsRef<'tcx>),
143
144     /// A pointer to a function. Written as `fn() -> i32`.
145     ///
146     /// For example the type of `bar` here:
147     ///
148     /// ```rust
149     /// fn foo() -> i32 { 1 }
150     /// let bar: fn() -> i32 = foo;
151     /// ```
152     FnPtr(PolyFnSig<'tcx>),
153
154     /// A trait, defined with `trait`.
155     Dynamic(Binder<&'tcx List<ExistentialPredicate<'tcx>>>, ty::Region<'tcx>),
156
157     /// The anonymous type of a closure. Used to represent the type of
158     /// `|a| a`.
159     Closure(DefId, SubstsRef<'tcx>),
160
161     /// The anonymous type of a generator. Used to represent the type of
162     /// `|a| yield a`.
163     Generator(DefId, SubstsRef<'tcx>, hir::Movability),
164
165     /// A type representin the types stored inside a generator.
166     /// This should only appear in GeneratorInteriors.
167     GeneratorWitness(Binder<&'tcx List<Ty<'tcx>>>),
168
169     /// The never type `!`
170     Never,
171
172     /// A tuple type. For example, `(i32, bool)`.
173     /// Use `TyS::tuple_fields` to iterate over the field types.
174     Tuple(SubstsRef<'tcx>),
175
176     /// The projection of an associated type. For example,
177     /// `<T as Trait<..>>::N`.
178     Projection(ProjectionTy<'tcx>),
179
180     /// Opaque (`impl Trait`) type found in a return type.
181     /// The `DefId` comes either from
182     /// * the `impl Trait` ast::Ty node,
183     /// * or the `type Foo = impl Trait` declaration
184     /// The substitutions are for the generics of the function in question.
185     /// After typeck, the concrete type can be found in the `types` map.
186     Opaque(DefId, SubstsRef<'tcx>),
187
188     /// A type parameter; for example, `T` in `fn f<T>(x: T) {}
189     Param(ParamTy),
190
191     /// Bound type variable, used only when preparing a trait query.
192     Bound(ty::DebruijnIndex, BoundTy),
193
194     /// A placeholder type - universally quantified higher-ranked type.
195     Placeholder(ty::PlaceholderType),
196
197     /// A type variable used during type checking.
198     Infer(InferTy),
199
200     /// A placeholder for a type which could not be computed; this is
201     /// propagated to avoid useless error messages.
202     Error(DelaySpanBugEmitted),
203 }
204
205 impl TyKind<'tcx> {
206     #[inline]
207     pub fn is_primitive(&self) -> bool {
208         match self {
209             Bool | Char | Int(_) | Uint(_) | Float(_) => true,
210             _ => false,
211         }
212     }
213 }
214
215 /// A type that is not publicly constructable. This prevents people from making `TyKind::Error`
216 /// except through `tcx.err*()`.
217 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, Hash, PartialEq, PartialOrd, Ord)]
218 #[derive(TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
219 pub struct DelaySpanBugEmitted(pub(super) ());
220
221 // `TyKind` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
222 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
223 static_assert_size!(TyKind<'_>, 24);
224
225 /// A closure can be modeled as a struct that looks like:
226 ///
227 ///     struct Closure<'l0...'li, T0...Tj, CK, CS, U>(...U);
228 ///
229 /// where:
230 ///
231 /// - 'l0...'li and T0...Tj are the generic parameters
232 ///   in scope on the function that defined the closure,
233 /// - CK represents the *closure kind* (Fn vs FnMut vs FnOnce). This
234 ///   is rather hackily encoded via a scalar type. See
235 ///   `TyS::to_opt_closure_kind` for details.
236 /// - CS represents the *closure signature*, representing as a `fn()`
237 ///   type. For example, `fn(u32, u32) -> u32` would mean that the closure
238 ///   implements `CK<(u32, u32), Output = u32>`, where `CK` is the trait
239 ///   specified above.
240 /// - U is a type parameter representing the types of its upvars, tupled up
241 ///   (borrowed, if appropriate; that is, if an U field represents a by-ref upvar,
242 ///    and the up-var has the type `Foo`, then that field of U will be `&Foo`).
243 ///
244 /// So, for example, given this function:
245 ///
246 ///     fn foo<'a, T>(data: &'a mut T) {
247 ///          do(|| data.count += 1)
248 ///     }
249 ///
250 /// the type of the closure would be something like:
251 ///
252 ///     struct Closure<'a, T, U>(...U);
253 ///
254 /// Note that the type of the upvar is not specified in the struct.
255 /// You may wonder how the impl would then be able to use the upvar,
256 /// if it doesn't know it's type? The answer is that the impl is
257 /// (conceptually) not fully generic over Closure but rather tied to
258 /// instances with the expected upvar types:
259 ///
260 ///     impl<'b, 'a, T> FnMut() for Closure<'a, T, (&'b mut &'a mut T,)> {
261 ///         ...
262 ///     }
263 ///
264 /// You can see that the *impl* fully specified the type of the upvar
265 /// and thus knows full well that `data` has type `&'b mut &'a mut T`.
266 /// (Here, I am assuming that `data` is mut-borrowed.)
267 ///
268 /// Now, the last question you may ask is: Why include the upvar types
269 /// in an extra type parameter? The reason for this design is that the
270 /// upvar types can reference lifetimes that are internal to the
271 /// creating function. In my example above, for example, the lifetime
272 /// `'b` represents the scope of the closure itself; this is some
273 /// subset of `foo`, probably just the scope of the call to the to
274 /// `do()`. If we just had the lifetime/type parameters from the
275 /// enclosing function, we couldn't name this lifetime `'b`. Note that
276 /// there can also be lifetimes in the types of the upvars themselves,
277 /// if one of them happens to be a reference to something that the
278 /// creating fn owns.
279 ///
280 /// OK, you say, so why not create a more minimal set of parameters
281 /// that just includes the extra lifetime parameters? The answer is
282 /// primarily that it would be hard --- we don't know at the time when
283 /// we create the closure type what the full types of the upvars are,
284 /// nor do we know which are borrowed and which are not. In this
285 /// design, we can just supply a fresh type parameter and figure that
286 /// out later.
287 ///
288 /// All right, you say, but why include the type parameters from the
289 /// original function then? The answer is that codegen may need them
290 /// when monomorphizing, and they may not appear in the upvars. A
291 /// closure could capture no variables but still make use of some
292 /// in-scope type parameter with a bound (e.g., if our example above
293 /// had an extra `U: Default`, and the closure called `U::default()`).
294 ///
295 /// There is another reason. This design (implicitly) prohibits
296 /// closures from capturing themselves (except via a trait
297 /// object). This simplifies closure inference considerably, since it
298 /// means that when we infer the kind of a closure or its upvars, we
299 /// don't have to handle cycles where the decisions we make for
300 /// closure C wind up influencing the decisions we ought to make for
301 /// closure C (which would then require fixed point iteration to
302 /// handle). Plus it fixes an ICE. :P
303 ///
304 /// ## Generators
305 ///
306 /// Generators are handled similarly in `GeneratorSubsts`.  The set of
307 /// type parameters is similar, but `CK` and `CS` are replaced by the
308 /// following type parameters:
309 ///
310 /// * `GS`: The generator's "resume type", which is the type of the
311 ///   argument passed to `resume`, and the type of `yield` expressions
312 ///   inside the generator.
313 /// * `GY`: The "yield type", which is the type of values passed to
314 ///   `yield` inside the generator.
315 /// * `GR`: The "return type", which is the type of value returned upon
316 ///   completion of the generator.
317 /// * `GW`: The "generator witness".
318 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
319 pub struct ClosureSubsts<'tcx> {
320     /// Lifetime and type parameters from the enclosing function,
321     /// concatenated with a tuple containing the types of the upvars.
322     ///
323     /// These are separated out because codegen wants to pass them around
324     /// when monomorphizing.
325     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
326 }
327
328 /// Struct returned by `split()`. Note that these are subslices of the
329 /// parent slice and not canonical substs themselves.
330 struct SplitClosureSubsts<'tcx> {
331     parent: &'tcx [GenericArg<'tcx>],
332     closure_kind_ty: GenericArg<'tcx>,
333     closure_sig_as_fn_ptr_ty: GenericArg<'tcx>,
334     tupled_upvars_ty: GenericArg<'tcx>,
335 }
336
337 impl<'tcx> ClosureSubsts<'tcx> {
338     /// Divides the closure substs into their respective
339     /// components. Single source of truth with respect to the
340     /// ordering.
341     fn split(self) -> SplitClosureSubsts<'tcx> {
342         match self.substs[..] {
343             [ref parent @ .., closure_kind_ty, closure_sig_as_fn_ptr_ty, tupled_upvars_ty] => {
344                 SplitClosureSubsts {
345                     parent,
346                     closure_kind_ty,
347                     closure_sig_as_fn_ptr_ty,
348                     tupled_upvars_ty,
349                 }
350             }
351             _ => bug!("closure substs missing synthetics"),
352         }
353     }
354
355     /// Returns `true` only if enough of the synthetic types are known to
356     /// allow using all of the methods on `ClosureSubsts` without panicking.
357     ///
358     /// Used primarily by `ty::print::pretty` to be able to handle closure
359     /// types that haven't had their synthetic types substituted in.
360     pub fn is_valid(self) -> bool {
361         self.substs.len() >= 3 && matches!(self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty().kind, Tuple(_))
362     }
363
364     /// Returns the substitutions of the closure's parent.
365     pub fn parent_substs(self) -> &'tcx [GenericArg<'tcx>] {
366         self.split().parent
367     }
368
369     #[inline]
370     pub fn upvar_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'tcx {
371         self.tupled_upvars_ty().tuple_fields()
372     }
373
374     /// Returns the tuple type representing the upvars for this closure.
375     #[inline]
376     pub fn tupled_upvars_ty(self) -> Ty<'tcx> {
377         self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty()
378     }
379
380     /// Returns the closure kind for this closure; may return a type
381     /// variable during inference. To get the closure kind during
382     /// inference, use `infcx.closure_kind(substs)`.
383     pub fn kind_ty(self) -> Ty<'tcx> {
384         self.split().closure_kind_ty.expect_ty()
385     }
386
387     /// Returns the `fn` pointer type representing the closure signature for this
388     /// closure.
389     // FIXME(eddyb) this should be unnecessary, as the shallowly resolved
390     // type is known at the time of the creation of `ClosureSubsts`,
391     // see `rustc_typeck::check::closure`.
392     pub fn sig_as_fn_ptr_ty(self) -> Ty<'tcx> {
393         self.split().closure_sig_as_fn_ptr_ty.expect_ty()
394     }
395
396     /// Returns the closure kind for this closure; only usable outside
397     /// of an inference context, because in that context we know that
398     /// there are no type variables.
399     ///
400     /// If you have an inference context, use `infcx.closure_kind()`.
401     pub fn kind(self) -> ty::ClosureKind {
402         self.kind_ty().to_opt_closure_kind().unwrap()
403     }
404
405     /// Extracts the signature from the closure.
406     pub fn sig(self) -> ty::PolyFnSig<'tcx> {
407         let ty = self.sig_as_fn_ptr_ty();
408         match ty.kind {
409             ty::FnPtr(sig) => sig,
410             _ => bug!("closure_sig_as_fn_ptr_ty is not a fn-ptr: {:?}", ty.kind),
411         }
412     }
413 }
414
415 /// Similar to `ClosureSubsts`; see the above documentation for more.
416 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
417 pub struct GeneratorSubsts<'tcx> {
418     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
419 }
420
421 struct SplitGeneratorSubsts<'tcx> {
422     parent: &'tcx [GenericArg<'tcx>],
423     resume_ty: GenericArg<'tcx>,
424     yield_ty: GenericArg<'tcx>,
425     return_ty: GenericArg<'tcx>,
426     witness: GenericArg<'tcx>,
427     tupled_upvars_ty: GenericArg<'tcx>,
428 }
429
430 impl<'tcx> GeneratorSubsts<'tcx> {
431     fn split(self) -> SplitGeneratorSubsts<'tcx> {
432         match self.substs[..] {
433             [ref parent @ .., resume_ty, yield_ty, return_ty, witness, tupled_upvars_ty] => {
434                 SplitGeneratorSubsts {
435                     parent,
436                     resume_ty,
437                     yield_ty,
438                     return_ty,
439                     witness,
440                     tupled_upvars_ty,
441                 }
442             }
443             _ => bug!("generator substs missing synthetics"),
444         }
445     }
446
447     /// Returns `true` only if enough of the synthetic types are known to
448     /// allow using all of the methods on `GeneratorSubsts` without panicking.
449     ///
450     /// Used primarily by `ty::print::pretty` to be able to handle generator
451     /// types that haven't had their synthetic types substituted in.
452     pub fn is_valid(self) -> bool {
453         self.substs.len() >= 5 && matches!(self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty().kind, Tuple(_))
454     }
455
456     /// Returns the substitutions of the generator's parent.
457     pub fn parent_substs(self) -> &'tcx [GenericArg<'tcx>] {
458         self.split().parent
459     }
460
461     /// This describes the types that can be contained in a generator.
462     /// It will be a type variable initially and unified in the last stages of typeck of a body.
463     /// It contains a tuple of all the types that could end up on a generator frame.
464     /// The state transformation MIR pass may only produce layouts which mention types
465     /// in this tuple. Upvars are not counted here.
466     pub fn witness(self) -> Ty<'tcx> {
467         self.split().witness.expect_ty()
468     }
469
470     #[inline]
471     pub fn upvar_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'tcx {
472         self.tupled_upvars_ty().tuple_fields()
473     }
474
475     /// Returns the tuple type representing the upvars for this generator.
476     #[inline]
477     pub fn tupled_upvars_ty(self) -> Ty<'tcx> {
478         self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty()
479     }
480
481     /// Returns the type representing the resume type of the generator.
482     pub fn resume_ty(self) -> Ty<'tcx> {
483         self.split().resume_ty.expect_ty()
484     }
485
486     /// Returns the type representing the yield type of the generator.
487     pub fn yield_ty(self) -> Ty<'tcx> {
488         self.split().yield_ty.expect_ty()
489     }
490
491     /// Returns the type representing the return type of the generator.
492     pub fn return_ty(self) -> Ty<'tcx> {
493         self.split().return_ty.expect_ty()
494     }
495
496     /// Returns the "generator signature", which consists of its yield
497     /// and return types.
498     ///
499     /// N.B., some bits of the code prefers to see this wrapped in a
500     /// binder, but it never contains bound regions. Probably this
501     /// function should be removed.
502     pub fn poly_sig(self) -> PolyGenSig<'tcx> {
503         ty::Binder::dummy(self.sig())
504     }
505
506     /// Returns the "generator signature", which consists of its resume, yield
507     /// and return types.
508     pub fn sig(self) -> GenSig<'tcx> {
509         ty::GenSig {
510             resume_ty: self.resume_ty(),
511             yield_ty: self.yield_ty(),
512             return_ty: self.return_ty(),
513         }
514     }
515 }
516
517 impl<'tcx> GeneratorSubsts<'tcx> {
518     /// Generator has not been resumed yet.
519     pub const UNRESUMED: usize = 0;
520     /// Generator has returned or is completed.
521     pub const RETURNED: usize = 1;
522     /// Generator has been poisoned.
523     pub const POISONED: usize = 2;
524
525     const UNRESUMED_NAME: &'static str = "Unresumed";
526     const RETURNED_NAME: &'static str = "Returned";
527     const POISONED_NAME: &'static str = "Panicked";
528
529     /// The valid variant indices of this generator.
530     #[inline]
531     pub fn variant_range(&self, def_id: DefId, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Range<VariantIdx> {
532         // FIXME requires optimized MIR
533         let num_variants = tcx.generator_layout(def_id).variant_fields.len();
534         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(num_variants)
535     }
536
537     /// The discriminant for the given variant. Panics if the `variant_index` is
538     /// out of range.
539     #[inline]
540     pub fn discriminant_for_variant(
541         &self,
542         def_id: DefId,
543         tcx: TyCtxt<'tcx>,
544         variant_index: VariantIdx,
545     ) -> Discr<'tcx> {
546         // Generators don't support explicit discriminant values, so they are
547         // the same as the variant index.
548         assert!(self.variant_range(def_id, tcx).contains(&variant_index));
549         Discr { val: variant_index.as_usize() as u128, ty: self.discr_ty(tcx) }
550     }
551
552     /// The set of all discriminants for the generator, enumerated with their
553     /// variant indices.
554     #[inline]
555     pub fn discriminants(
556         self,
557         def_id: DefId,
558         tcx: TyCtxt<'tcx>,
559     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
560         self.variant_range(def_id, tcx).map(move |index| {
561             (index, Discr { val: index.as_usize() as u128, ty: self.discr_ty(tcx) })
562         })
563     }
564
565     /// Calls `f` with a reference to the name of the enumerator for the given
566     /// variant `v`.
567     pub fn variant_name(v: VariantIdx) -> Cow<'static, str> {
568         match v.as_usize() {
569             Self::UNRESUMED => Cow::from(Self::UNRESUMED_NAME),
570             Self::RETURNED => Cow::from(Self::RETURNED_NAME),
571             Self::POISONED => Cow::from(Self::POISONED_NAME),
572             _ => Cow::from(format!("Suspend{}", v.as_usize() - 3)),
573         }
574     }
575
576     /// The type of the state discriminant used in the generator type.
577     #[inline]
578     pub fn discr_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
579         tcx.types.u32
580     }
581
582     /// This returns the types of the MIR locals which had to be stored across suspension points.
583     /// It is calculated in rustc_mir::transform::generator::StateTransform.
584     /// All the types here must be in the tuple in GeneratorInterior.
585     ///
586     /// The locals are grouped by their variant number. Note that some locals may
587     /// be repeated in multiple variants.
588     #[inline]
589     pub fn state_tys(
590         self,
591         def_id: DefId,
592         tcx: TyCtxt<'tcx>,
593     ) -> impl Iterator<Item = impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + Captures<'tcx>> {
594         let layout = tcx.generator_layout(def_id);
595         layout.variant_fields.iter().map(move |variant| {
596             variant.iter().map(move |field| layout.field_tys[*field].subst(tcx, self.substs))
597         })
598     }
599
600     /// This is the types of the fields of a generator which are not stored in a
601     /// variant.
602     #[inline]
603     pub fn prefix_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> {
604         self.upvar_tys()
605     }
606 }
607
608 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
609 pub enum UpvarSubsts<'tcx> {
610     Closure(SubstsRef<'tcx>),
611     Generator(SubstsRef<'tcx>),
612 }
613
614 impl<'tcx> UpvarSubsts<'tcx> {
615     #[inline]
616     pub fn upvar_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'tcx {
617         let tupled_upvars_ty = match self {
618             UpvarSubsts::Closure(substs) => substs.as_closure().split().tupled_upvars_ty,
619             UpvarSubsts::Generator(substs) => substs.as_generator().split().tupled_upvars_ty,
620         };
621         tupled_upvars_ty.expect_ty().tuple_fields()
622     }
623 }
624
625 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, PartialOrd, Ord, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
626 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
627 pub enum ExistentialPredicate<'tcx> {
628     /// E.g., `Iterator`.
629     Trait(ExistentialTraitRef<'tcx>),
630     /// E.g., `Iterator::Item = T`.
631     Projection(ExistentialProjection<'tcx>),
632     /// E.g., `Send`.
633     AutoTrait(DefId),
634 }
635
636 impl<'tcx> ExistentialPredicate<'tcx> {
637     /// Compares via an ordering that will not change if modules are reordered or other changes are
638     /// made to the tree. In particular, this ordering is preserved across incremental compilations.
639     pub fn stable_cmp(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, other: &Self) -> Ordering {
640         use self::ExistentialPredicate::*;
641         match (*self, *other) {
642             (Trait(_), Trait(_)) => Ordering::Equal,
643             (Projection(ref a), Projection(ref b)) => {
644                 tcx.def_path_hash(a.item_def_id).cmp(&tcx.def_path_hash(b.item_def_id))
645             }
646             (AutoTrait(ref a), AutoTrait(ref b)) => {
647                 tcx.trait_def(*a).def_path_hash.cmp(&tcx.trait_def(*b).def_path_hash)
648             }
649             (Trait(_), _) => Ordering::Less,
650             (Projection(_), Trait(_)) => Ordering::Greater,
651             (Projection(_), _) => Ordering::Less,
652             (AutoTrait(_), _) => Ordering::Greater,
653         }
654     }
655 }
656
657 impl<'tcx> Binder<ExistentialPredicate<'tcx>> {
658     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> ty::Predicate<'tcx> {
659         use crate::ty::ToPredicate;
660         match self.skip_binder() {
661             ExistentialPredicate::Trait(tr) => {
662                 Binder(tr).with_self_ty(tcx, self_ty).without_const().to_predicate(tcx)
663             }
664             ExistentialPredicate::Projection(p) => {
665                 Binder(p.with_self_ty(tcx, self_ty)).to_predicate(tcx)
666             }
667             ExistentialPredicate::AutoTrait(did) => {
668                 let trait_ref =
669                     Binder(ty::TraitRef { def_id: did, substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, &[]) });
670                 trait_ref.without_const().to_predicate(tcx)
671             }
672         }
673     }
674 }
675
676 impl<'tcx> List<ExistentialPredicate<'tcx>> {
677     /// Returns the "principal `DefId`" of this set of existential predicates.
678     ///
679     /// A Rust trait object type consists (in addition to a lifetime bound)
680     /// of a set of trait bounds, which are separated into any number
681     /// of auto-trait bounds, and at most one non-auto-trait bound. The
682     /// non-auto-trait bound is called the "principal" of the trait
683     /// object.
684     ///
685     /// Only the principal can have methods or type parameters (because
686     /// auto traits can have neither of them). This is important, because
687     /// it means the auto traits can be treated as an unordered set (methods
688     /// would force an order for the vtable, while relating traits with
689     /// type parameters without knowing the order to relate them in is
690     /// a rather non-trivial task).
691     ///
692     /// For example, in the trait object `dyn fmt::Debug + Sync`, the
693     /// principal bound is `Some(fmt::Debug)`, while the auto-trait bounds
694     /// are the set `{Sync}`.
695     ///
696     /// It is also possible to have a "trivial" trait object that
697     /// consists only of auto traits, with no principal - for example,
698     /// `dyn Send + Sync`. In that case, the set of auto-trait bounds
699     /// is `{Send, Sync}`, while there is no principal. These trait objects
700     /// have a "trivial" vtable consisting of just the size, alignment,
701     /// and destructor.
702     pub fn principal(&self) -> Option<ExistentialTraitRef<'tcx>> {
703         match self[0] {
704             ExistentialPredicate::Trait(tr) => Some(tr),
705             _ => None,
706         }
707     }
708
709     pub fn principal_def_id(&self) -> Option<DefId> {
710         self.principal().map(|trait_ref| trait_ref.def_id)
711     }
712
713     #[inline]
714     pub fn projection_bounds<'a>(
715         &'a self,
716     ) -> impl Iterator<Item = ExistentialProjection<'tcx>> + 'a {
717         self.iter().filter_map(|predicate| match predicate {
718             ExistentialPredicate::Projection(projection) => Some(projection),
719             _ => None,
720         })
721     }
722
723     #[inline]
724     pub fn auto_traits<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = DefId> + 'a {
725         self.iter().filter_map(|predicate| match predicate {
726             ExistentialPredicate::AutoTrait(did) => Some(did),
727             _ => None,
728         })
729     }
730 }
731
732 impl<'tcx> Binder<&'tcx List<ExistentialPredicate<'tcx>>> {
733     pub fn principal(&self) -> Option<ty::Binder<ExistentialTraitRef<'tcx>>> {
734         self.skip_binder().principal().map(Binder::bind)
735     }
736
737     pub fn principal_def_id(&self) -> Option<DefId> {
738         self.skip_binder().principal_def_id()
739     }
740
741     #[inline]
742     pub fn projection_bounds<'a>(
743         &'a self,
744     ) -> impl Iterator<Item = PolyExistentialProjection<'tcx>> + 'a {
745         self.skip_binder().projection_bounds().map(Binder::bind)
746     }
747
748     #[inline]
749     pub fn auto_traits<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = DefId> + 'a {
750         self.skip_binder().auto_traits()
751     }
752
753     pub fn iter<'a>(
754         &'a self,
755     ) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Binder<ExistentialPredicate<'tcx>>> + 'tcx {
756         self.skip_binder().iter().map(Binder::bind)
757     }
758 }
759
760 /// A complete reference to a trait. These take numerous guises in syntax,
761 /// but perhaps the most recognizable form is in a where-clause:
762 ///
763 ///     T: Foo<U>
764 ///
765 /// This would be represented by a trait-reference where the `DefId` is the
766 /// `DefId` for the trait `Foo` and the substs define `T` as parameter 0,
767 /// and `U` as parameter 1.
768 ///
769 /// Trait references also appear in object types like `Foo<U>`, but in
770 /// that case the `Self` parameter is absent from the substitutions.
771 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
772 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
773 pub struct TraitRef<'tcx> {
774     pub def_id: DefId,
775     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
776 }
777
778 impl<'tcx> TraitRef<'tcx> {
779     pub fn new(def_id: DefId, substs: SubstsRef<'tcx>) -> TraitRef<'tcx> {
780         TraitRef { def_id, substs }
781     }
782
783     /// Returns a `TraitRef` of the form `P0: Foo<P1..Pn>` where `Pi`
784     /// are the parameters defined on trait.
785     pub fn identity(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: DefId) -> TraitRef<'tcx> {
786         TraitRef { def_id, substs: InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def_id) }
787     }
788
789     #[inline]
790     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
791         self.substs.type_at(0)
792     }
793
794     pub fn from_method(
795         tcx: TyCtxt<'tcx>,
796         trait_id: DefId,
797         substs: SubstsRef<'tcx>,
798     ) -> ty::TraitRef<'tcx> {
799         let defs = tcx.generics_of(trait_id);
800
801         ty::TraitRef { def_id: trait_id, substs: tcx.intern_substs(&substs[..defs.params.len()]) }
802     }
803 }
804
805 pub type PolyTraitRef<'tcx> = Binder<TraitRef<'tcx>>;
806
807 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
808     pub fn self_ty(&self) -> Binder<Ty<'tcx>> {
809         self.map_bound_ref(|tr| tr.self_ty())
810     }
811
812     pub fn def_id(&self) -> DefId {
813         self.skip_binder().def_id
814     }
815
816     pub fn to_poly_trait_predicate(&self) -> ty::PolyTraitPredicate<'tcx> {
817         // Note that we preserve binding levels
818         Binder(ty::TraitPredicate { trait_ref: self.skip_binder() })
819     }
820 }
821
822 /// An existential reference to a trait, where `Self` is erased.
823 /// For example, the trait object `Trait<'a, 'b, X, Y>` is:
824 ///
825 ///     exists T. T: Trait<'a, 'b, X, Y>
826 ///
827 /// The substitutions don't include the erased `Self`, only trait
828 /// type and lifetime parameters (`[X, Y]` and `['a, 'b]` above).
829 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
830 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
831 pub struct ExistentialTraitRef<'tcx> {
832     pub def_id: DefId,
833     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
834 }
835
836 impl<'tcx> ExistentialTraitRef<'tcx> {
837     pub fn erase_self_ty(
838         tcx: TyCtxt<'tcx>,
839         trait_ref: ty::TraitRef<'tcx>,
840     ) -> ty::ExistentialTraitRef<'tcx> {
841         // Assert there is a Self.
842         trait_ref.substs.type_at(0);
843
844         ty::ExistentialTraitRef {
845             def_id: trait_ref.def_id,
846             substs: tcx.intern_substs(&trait_ref.substs[1..]),
847         }
848     }
849
850     /// Object types don't have a self type specified. Therefore, when
851     /// we convert the principal trait-ref into a normal trait-ref,
852     /// you must give *some* self type. A common choice is `mk_err()`
853     /// or some placeholder type.
854     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> ty::TraitRef<'tcx> {
855         // otherwise the escaping vars would be captured by the binder
856         // debug_assert!(!self_ty.has_escaping_bound_vars());
857
858         ty::TraitRef { def_id: self.def_id, substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, self.substs) }
859     }
860 }
861
862 pub type PolyExistentialTraitRef<'tcx> = Binder<ExistentialTraitRef<'tcx>>;
863
864 impl<'tcx> PolyExistentialTraitRef<'tcx> {
865     pub fn def_id(&self) -> DefId {
866         self.skip_binder().def_id
867     }
868
869     /// Object types don't have a self type specified. Therefore, when
870     /// we convert the principal trait-ref into a normal trait-ref,
871     /// you must give *some* self type. A common choice is `mk_err()`
872     /// or some placeholder type.
873     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> ty::PolyTraitRef<'tcx> {
874         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.with_self_ty(tcx, self_ty))
875     }
876 }
877
878 /// Binder is a binder for higher-ranked lifetimes or types. It is part of the
879 /// compiler's representation for things like `for<'a> Fn(&'a isize)`
880 /// (which would be represented by the type `PolyTraitRef ==
881 /// Binder<TraitRef>`). Note that when we instantiate,
882 /// erase, or otherwise "discharge" these bound vars, we change the
883 /// type from `Binder<T>` to just `T` (see
884 /// e.g., `liberate_late_bound_regions`).
885 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
886 pub struct Binder<T>(T);
887
888 impl<T> Binder<T> {
889     /// Wraps `value` in a binder, asserting that `value` does not
890     /// contain any bound vars that would be bound by the
891     /// binder. This is commonly used to 'inject' a value T into a
892     /// different binding level.
893     pub fn dummy<'tcx>(value: T) -> Binder<T>
894     where
895         T: TypeFoldable<'tcx>,
896     {
897         debug_assert!(!value.has_escaping_bound_vars());
898         Binder(value)
899     }
900
901     /// Wraps `value` in a binder, binding higher-ranked vars (if any).
902     pub fn bind(value: T) -> Binder<T> {
903         Binder(value)
904     }
905
906     /// Wraps `value` in a binder without actually binding any currently
907     /// unbound variables.
908     ///
909     /// Note that this will shift all debrujin indices of escaping bound variables
910     /// by 1 to avoid accidential captures.
911     pub fn wrap_nonbinding(tcx: TyCtxt<'tcx>, value: T) -> Binder<T>
912     where
913         T: TypeFoldable<'tcx>,
914     {
915         if value.has_escaping_bound_vars() {
916             Binder::bind(super::fold::shift_vars(tcx, &value, 1))
917         } else {
918             Binder::dummy(value)
919         }
920     }
921
922     /// Skips the binder and returns the "bound" value. This is a
923     /// risky thing to do because it's easy to get confused about
924     /// De Bruijn indices and the like. It is usually better to
925     /// discharge the binder using `no_bound_vars` or
926     /// `replace_late_bound_regions` or something like
927     /// that. `skip_binder` is only valid when you are either
928     /// extracting data that has nothing to do with bound vars, you
929     /// are doing some sort of test that does not involve bound
930     /// regions, or you are being very careful about your depth
931     /// accounting.
932     ///
933     /// Some examples where `skip_binder` is reasonable:
934     ///
935     /// - extracting the `DefId` from a PolyTraitRef;
936     /// - comparing the self type of a PolyTraitRef to see if it is equal to
937     ///   a type parameter `X`, since the type `X` does not reference any regions
938     pub fn skip_binder(self) -> T {
939         self.0
940     }
941
942     pub fn as_ref(&self) -> Binder<&T> {
943         Binder(&self.0)
944     }
945
946     pub fn map_bound_ref<F, U>(&self, f: F) -> Binder<U>
947     where
948         F: FnOnce(&T) -> U,
949     {
950         self.as_ref().map_bound(f)
951     }
952
953     pub fn map_bound<F, U>(self, f: F) -> Binder<U>
954     where
955         F: FnOnce(T) -> U,
956     {
957         Binder(f(self.0))
958     }
959
960     /// Unwraps and returns the value within, but only if it contains
961     /// no bound vars at all. (In other words, if this binder --
962     /// and indeed any enclosing binder -- doesn't bind anything at
963     /// all.) Otherwise, returns `None`.
964     ///
965     /// (One could imagine having a method that just unwraps a single
966     /// binder, but permits late-bound vars bound by enclosing
967     /// binders, but that would require adjusting the debruijn
968     /// indices, and given the shallow binding structure we often use,
969     /// would not be that useful.)
970     pub fn no_bound_vars<'tcx>(self) -> Option<T>
971     where
972         T: TypeFoldable<'tcx>,
973     {
974         if self.0.has_escaping_bound_vars() { None } else { Some(self.skip_binder()) }
975     }
976
977     /// Given two things that have the same binder level,
978     /// and an operation that wraps on their contents, executes the operation
979     /// and then wraps its result.
980     ///
981     /// `f` should consider bound regions at depth 1 to be free, and
982     /// anything it produces with bound regions at depth 1 will be
983     /// bound in the resulting return value.
984     pub fn fuse<U, F, R>(self, u: Binder<U>, f: F) -> Binder<R>
985     where
986         F: FnOnce(T, U) -> R,
987     {
988         Binder(f(self.0, u.0))
989     }
990
991     /// Splits the contents into two things that share the same binder
992     /// level as the original, returning two distinct binders.
993     ///
994     /// `f` should consider bound regions at depth 1 to be free, and
995     /// anything it produces with bound regions at depth 1 will be
996     /// bound in the resulting return values.
997     pub fn split<U, V, F>(self, f: F) -> (Binder<U>, Binder<V>)
998     where
999         F: FnOnce(T) -> (U, V),
1000     {
1001         let (u, v) = f(self.0);
1002         (Binder(u), Binder(v))
1003     }
1004 }
1005
1006 impl<T> Binder<Option<T>> {
1007     pub fn transpose(self) -> Option<Binder<T>> {
1008         match self.0 {
1009             Some(v) => Some(Binder(v)),
1010             None => None,
1011         }
1012     }
1013 }
1014
1015 /// Represents the projection of an associated type. In explicit UFCS
1016 /// form this would be written `<T as Trait<..>>::N`.
1017 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1018 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1019 pub struct ProjectionTy<'tcx> {
1020     /// The parameters of the associated item.
1021     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1022
1023     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type `N`.
1024     ///
1025     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
1026     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(item_def_id).container`.
1027     pub item_def_id: DefId,
1028 }
1029
1030 impl<'tcx> ProjectionTy<'tcx> {
1031     /// Construct a `ProjectionTy` by searching the trait from `trait_ref` for the
1032     /// associated item named `item_name`.
1033     pub fn from_ref_and_name(
1034         tcx: TyCtxt<'_>,
1035         trait_ref: ty::TraitRef<'tcx>,
1036         item_name: Ident,
1037     ) -> ProjectionTy<'tcx> {
1038         let item_def_id = tcx
1039             .associated_items(trait_ref.def_id)
1040             .find_by_name_and_kind(tcx, item_name, ty::AssocKind::Type, trait_ref.def_id)
1041             .unwrap()
1042             .def_id;
1043
1044         ProjectionTy { substs: trait_ref.substs, item_def_id }
1045     }
1046
1047     /// Extracts the underlying trait reference from this projection.
1048     /// For example, if this is a projection of `<T as Iterator>::Item`,
1049     /// then this function would return a `T: Iterator` trait reference.
1050     pub fn trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> ty::TraitRef<'tcx> {
1051         let def_id = tcx.associated_item(self.item_def_id).container.id();
1052         ty::TraitRef { def_id, substs: self.substs.truncate_to(tcx, tcx.generics_of(def_id)) }
1053     }
1054
1055     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1056         self.substs.type_at(0)
1057     }
1058 }
1059
1060 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
1061 pub struct GenSig<'tcx> {
1062     pub resume_ty: Ty<'tcx>,
1063     pub yield_ty: Ty<'tcx>,
1064     pub return_ty: Ty<'tcx>,
1065 }
1066
1067 pub type PolyGenSig<'tcx> = Binder<GenSig<'tcx>>;
1068
1069 impl<'tcx> PolyGenSig<'tcx> {
1070     pub fn resume_ty(&self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1071         self.map_bound_ref(|sig| sig.resume_ty)
1072     }
1073     pub fn yield_ty(&self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1074         self.map_bound_ref(|sig| sig.yield_ty)
1075     }
1076     pub fn return_ty(&self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1077         self.map_bound_ref(|sig| sig.return_ty)
1078     }
1079 }
1080
1081 /// Signature of a function type, which we have arbitrarily
1082 /// decided to use to refer to the input/output types.
1083 ///
1084 /// - `inputs`: is the list of arguments and their modes.
1085 /// - `output`: is the return type.
1086 /// - `c_variadic`: indicates whether this is a C-variadic function.
1087 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1088 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1089 pub struct FnSig<'tcx> {
1090     pub inputs_and_output: &'tcx List<Ty<'tcx>>,
1091     pub c_variadic: bool,
1092     pub unsafety: hir::Unsafety,
1093     pub abi: abi::Abi,
1094 }
1095
1096 impl<'tcx> FnSig<'tcx> {
1097     pub fn inputs(&self) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
1098         &self.inputs_and_output[..self.inputs_and_output.len() - 1]
1099     }
1100
1101     pub fn output(&self) -> Ty<'tcx> {
1102         self.inputs_and_output[self.inputs_and_output.len() - 1]
1103     }
1104
1105     // Creates a minimal `FnSig` to be used when encountering a `TyKind::Error` in a fallible
1106     // method.
1107     fn fake() -> FnSig<'tcx> {
1108         FnSig {
1109             inputs_and_output: List::empty(),
1110             c_variadic: false,
1111             unsafety: hir::Unsafety::Normal,
1112             abi: abi::Abi::Rust,
1113         }
1114     }
1115 }
1116
1117 pub type PolyFnSig<'tcx> = Binder<FnSig<'tcx>>;
1118
1119 impl<'tcx> PolyFnSig<'tcx> {
1120     #[inline]
1121     pub fn inputs(&self) -> Binder<&'tcx [Ty<'tcx>]> {
1122         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.inputs())
1123     }
1124     #[inline]
1125     pub fn input(&self, index: usize) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1126         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.inputs()[index])
1127     }
1128     pub fn inputs_and_output(&self) -> ty::Binder<&'tcx List<Ty<'tcx>>> {
1129         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.inputs_and_output)
1130     }
1131     #[inline]
1132     pub fn output(&self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1133         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.output())
1134     }
1135     pub fn c_variadic(&self) -> bool {
1136         self.skip_binder().c_variadic
1137     }
1138     pub fn unsafety(&self) -> hir::Unsafety {
1139         self.skip_binder().unsafety
1140     }
1141     pub fn abi(&self) -> abi::Abi {
1142         self.skip_binder().abi
1143     }
1144 }
1145
1146 pub type CanonicalPolyFnSig<'tcx> = Canonical<'tcx, Binder<FnSig<'tcx>>>;
1147
1148 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1149 #[derive(HashStable)]
1150 pub struct ParamTy {
1151     pub index: u32,
1152     pub name: Symbol,
1153 }
1154
1155 impl<'tcx> ParamTy {
1156     pub fn new(index: u32, name: Symbol) -> ParamTy {
1157         ParamTy { index, name }
1158     }
1159
1160     pub fn for_self() -> ParamTy {
1161         ParamTy::new(0, kw::SelfUpper)
1162     }
1163
1164     pub fn for_def(def: &ty::GenericParamDef) -> ParamTy {
1165         ParamTy::new(def.index, def.name)
1166     }
1167
1168     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1169         tcx.mk_ty_param(self.index, self.name)
1170     }
1171 }
1172
1173 #[derive(Copy, Clone, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Eq, PartialEq, Ord, PartialOrd)]
1174 #[derive(HashStable)]
1175 pub struct ParamConst {
1176     pub index: u32,
1177     pub name: Symbol,
1178 }
1179
1180 impl<'tcx> ParamConst {
1181     pub fn new(index: u32, name: Symbol) -> ParamConst {
1182         ParamConst { index, name }
1183     }
1184
1185     pub fn for_def(def: &ty::GenericParamDef) -> ParamConst {
1186         ParamConst::new(def.index, def.name)
1187     }
1188
1189     pub fn to_const(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> &'tcx ty::Const<'tcx> {
1190         tcx.mk_const_param(self.index, self.name, ty)
1191     }
1192 }
1193
1194 rustc_index::newtype_index! {
1195     /// A [De Bruijn index][dbi] is a standard means of representing
1196     /// regions (and perhaps later types) in a higher-ranked setting. In
1197     /// particular, imagine a type like this:
1198     ///
1199     ///     for<'a> fn(for<'b> fn(&'b isize, &'a isize), &'a char)
1200     ///     ^          ^            |        |         |
1201     ///     |          |            |        |         |
1202     ///     |          +------------+ 0      |         |
1203     ///     |                                |         |
1204     ///     +--------------------------------+ 1       |
1205     ///     |                                          |
1206     ///     +------------------------------------------+ 0
1207     ///
1208     /// In this type, there are two binders (the outer fn and the inner
1209     /// fn). We need to be able to determine, for any given region, which
1210     /// fn type it is bound by, the inner or the outer one. There are
1211     /// various ways you can do this, but a De Bruijn index is one of the
1212     /// more convenient and has some nice properties. The basic idea is to
1213     /// count the number of binders, inside out. Some examples should help
1214     /// clarify what I mean.
1215     ///
1216     /// Let's start with the reference type `&'b isize` that is the first
1217     /// argument to the inner function. This region `'b` is assigned a De
1218     /// Bruijn index of 0, meaning "the innermost binder" (in this case, a
1219     /// fn). The region `'a` that appears in the second argument type (`&'a
1220     /// isize`) would then be assigned a De Bruijn index of 1, meaning "the
1221     /// second-innermost binder". (These indices are written on the arrays
1222     /// in the diagram).
1223     ///
1224     /// What is interesting is that De Bruijn index attached to a particular
1225     /// variable will vary depending on where it appears. For example,
1226     /// the final type `&'a char` also refers to the region `'a` declared on
1227     /// the outermost fn. But this time, this reference is not nested within
1228     /// any other binders (i.e., it is not an argument to the inner fn, but
1229     /// rather the outer one). Therefore, in this case, it is assigned a
1230     /// De Bruijn index of 0, because the innermost binder in that location
1231     /// is the outer fn.
1232     ///
1233     /// [dbi]: http://en.wikipedia.org/wiki/De_Bruijn_index
1234     #[derive(HashStable)]
1235     pub struct DebruijnIndex {
1236         DEBUG_FORMAT = "DebruijnIndex({})",
1237         const INNERMOST = 0,
1238     }
1239 }
1240
1241 pub type Region<'tcx> = &'tcx RegionKind;
1242
1243 /// Representation of regions. Note that the NLL checker uses a distinct
1244 /// representation of regions. For this reason, it internally replaces all the
1245 /// regions with inference variables -- the index of the variable is then used
1246 /// to index into internal NLL data structures. See `rustc_mir::borrow_check`
1247 /// module for more information.
1248 ///
1249 /// ## The Region lattice within a given function
1250 ///
1251 /// In general, the region lattice looks like
1252 ///
1253 /// ```
1254 /// static ----------+-----...------+       (greatest)
1255 /// |                |              |
1256 /// early-bound and  |              |
1257 /// free regions     |              |
1258 /// |                |              |
1259 /// |                |              |
1260 /// empty(root)   placeholder(U1)   |
1261 /// |            /                  |
1262 /// |           /         placeholder(Un)
1263 /// empty(U1) --         /
1264 /// |                   /
1265 /// ...                /
1266 /// |                 /
1267 /// empty(Un) --------                      (smallest)
1268 /// ```
1269 ///
1270 /// Early-bound/free regions are the named lifetimes in scope from the
1271 /// function declaration. They have relationships to one another
1272 /// determined based on the declared relationships from the
1273 /// function.
1274 ///
1275 /// Note that inference variables and bound regions are not included
1276 /// in this diagram. In the case of inference variables, they should
1277 /// be inferred to some other region from the diagram.  In the case of
1278 /// bound regions, they are excluded because they don't make sense to
1279 /// include -- the diagram indicates the relationship between free
1280 /// regions.
1281 ///
1282 /// ## Inference variables
1283 ///
1284 /// During region inference, we sometimes create inference variables,
1285 /// represented as `ReVar`. These will be inferred by the code in
1286 /// `infer::lexical_region_resolve` to some free region from the
1287 /// lattice above (the minimal region that meets the
1288 /// constraints).
1289 ///
1290 /// During NLL checking, where regions are defined differently, we
1291 /// also use `ReVar` -- in that case, the index is used to index into
1292 /// the NLL region checker's data structures. The variable may in fact
1293 /// represent either a free region or an inference variable, in that
1294 /// case.
1295 ///
1296 /// ## Bound Regions
1297 ///
1298 /// These are regions that are stored behind a binder and must be substituted
1299 /// with some concrete region before being used. There are two kind of
1300 /// bound regions: early-bound, which are bound in an item's `Generics`,
1301 /// and are substituted by a `InternalSubsts`, and late-bound, which are part of
1302 /// higher-ranked types (e.g., `for<'a> fn(&'a ())`), and are substituted by
1303 /// the likes of `liberate_late_bound_regions`. The distinction exists
1304 /// because higher-ranked lifetimes aren't supported in all places. See [1][2].
1305 ///
1306 /// Unlike `Param`s, bound regions are not supposed to exist "in the wild"
1307 /// outside their binder, e.g., in types passed to type inference, and
1308 /// should first be substituted (by placeholder regions, free regions,
1309 /// or region variables).
1310 ///
1311 /// ## Placeholder and Free Regions
1312 ///
1313 /// One often wants to work with bound regions without knowing their precise
1314 /// identity. For example, when checking a function, the lifetime of a borrow
1315 /// can end up being assigned to some region parameter. In these cases,
1316 /// it must be ensured that bounds on the region can't be accidentally
1317 /// assumed without being checked.
1318 ///
1319 /// To do this, we replace the bound regions with placeholder markers,
1320 /// which don't satisfy any relation not explicitly provided.
1321 ///
1322 /// There are two kinds of placeholder regions in rustc: `ReFree` and
1323 /// `RePlaceholder`. When checking an item's body, `ReFree` is supposed
1324 /// to be used. These also support explicit bounds: both the internally-stored
1325 /// *scope*, which the region is assumed to outlive, as well as other
1326 /// relations stored in the `FreeRegionMap`. Note that these relations
1327 /// aren't checked when you `make_subregion` (or `eq_types`), only by
1328 /// `resolve_regions_and_report_errors`.
1329 ///
1330 /// When working with higher-ranked types, some region relations aren't
1331 /// yet known, so you can't just call `resolve_regions_and_report_errors`.
1332 /// `RePlaceholder` is designed for this purpose. In these contexts,
1333 /// there's also the risk that some inference variable laying around will
1334 /// get unified with your placeholder region: if you want to check whether
1335 /// `for<'a> Foo<'_>: 'a`, and you substitute your bound region `'a`
1336 /// with a placeholder region `'%a`, the variable `'_` would just be
1337 /// instantiated to the placeholder region `'%a`, which is wrong because
1338 /// the inference variable is supposed to satisfy the relation
1339 /// *for every value of the placeholder region*. To ensure that doesn't
1340 /// happen, you can use `leak_check`. This is more clearly explained
1341 /// by the [rustc dev guide].
1342 ///
1343 /// [1]: http://smallcultfollowing.com/babysteps/blog/2013/10/29/intermingled-parameter-lists/
1344 /// [2]: http://smallcultfollowing.com/babysteps/blog/2013/11/04/intermingled-parameter-lists/
1345 /// [rustc dev guide]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/traits/hrtb.html
1346 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Copy, TyEncodable, TyDecodable, PartialOrd, Ord)]
1347 pub enum RegionKind {
1348     /// Region bound in a type or fn declaration which will be
1349     /// substituted 'early' -- that is, at the same time when type
1350     /// parameters are substituted.
1351     ReEarlyBound(EarlyBoundRegion),
1352
1353     /// Region bound in a function scope, which will be substituted when the
1354     /// function is called.
1355     ReLateBound(DebruijnIndex, BoundRegion),
1356
1357     /// When checking a function body, the types of all arguments and so forth
1358     /// that refer to bound region parameters are modified to refer to free
1359     /// region parameters.
1360     ReFree(FreeRegion),
1361
1362     /// Static data that has an "infinite" lifetime. Top in the region lattice.
1363     ReStatic,
1364
1365     /// A region variable. Should not exist after typeck.
1366     ReVar(RegionVid),
1367
1368     /// A placeholder region -- basically, the higher-ranked version of `ReFree`.
1369     /// Should not exist after typeck.
1370     RePlaceholder(ty::PlaceholderRegion),
1371
1372     /// Empty lifetime is for data that is never accessed.  We tag the
1373     /// empty lifetime with a universe -- the idea is that we don't
1374     /// want `exists<'a> { forall<'b> { 'b: 'a } }` to be satisfiable.
1375     /// Therefore, the `'empty` in a universe `U` is less than all
1376     /// regions visible from `U`, but not less than regions not visible
1377     /// from `U`.
1378     ReEmpty(ty::UniverseIndex),
1379
1380     /// Erased region, used by trait selection, in MIR and during codegen.
1381     ReErased,
1382 }
1383
1384 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, TyEncodable, TyDecodable, Debug, PartialOrd, Ord)]
1385 pub struct EarlyBoundRegion {
1386     pub def_id: DefId,
1387     pub index: u32,
1388     pub name: Symbol,
1389 }
1390
1391 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1392 pub struct TyVid {
1393     pub index: u32,
1394 }
1395
1396 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1397 pub struct ConstVid<'tcx> {
1398     pub index: u32,
1399     pub phantom: PhantomData<&'tcx ()>,
1400 }
1401
1402 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1403 pub struct IntVid {
1404     pub index: u32,
1405 }
1406
1407 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1408 pub struct FloatVid {
1409     pub index: u32,
1410 }
1411
1412 rustc_index::newtype_index! {
1413     pub struct RegionVid {
1414         DEBUG_FORMAT = custom,
1415     }
1416 }
1417
1418 impl Atom for RegionVid {
1419     fn index(self) -> usize {
1420         Idx::index(self)
1421     }
1422 }
1423
1424 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, TyEncodable, TyDecodable)]
1425 #[derive(HashStable)]
1426 pub enum InferTy {
1427     TyVar(TyVid),
1428     IntVar(IntVid),
1429     FloatVar(FloatVid),
1430
1431     /// A `FreshTy` is one that is generated as a replacement for an
1432     /// unbound type variable. This is convenient for caching etc. See
1433     /// `infer::freshen` for more details.
1434     FreshTy(u32),
1435     FreshIntTy(u32),
1436     FreshFloatTy(u32),
1437 }
1438
1439 rustc_index::newtype_index! {
1440     pub struct BoundVar { .. }
1441 }
1442
1443 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1444 #[derive(HashStable)]
1445 pub struct BoundTy {
1446     pub var: BoundVar,
1447     pub kind: BoundTyKind,
1448 }
1449
1450 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1451 #[derive(HashStable)]
1452 pub enum BoundTyKind {
1453     Anon,
1454     Param(Symbol),
1455 }
1456
1457 impl From<BoundVar> for BoundTy {
1458     fn from(var: BoundVar) -> Self {
1459         BoundTy { var, kind: BoundTyKind::Anon }
1460     }
1461 }
1462
1463 /// A `ProjectionPredicate` for an `ExistentialTraitRef`.
1464 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, TyEncodable, TyDecodable)]
1465 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1466 pub struct ExistentialProjection<'tcx> {
1467     pub item_def_id: DefId,
1468     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1469     pub ty: Ty<'tcx>,
1470 }
1471
1472 pub type PolyExistentialProjection<'tcx> = Binder<ExistentialProjection<'tcx>>;
1473
1474 impl<'tcx> ExistentialProjection<'tcx> {
1475     /// Extracts the underlying existential trait reference from this projection.
1476     /// For example, if this is a projection of `exists T. <T as Iterator>::Item == X`,
1477     /// then this function would return a `exists T. T: Iterator` existential trait
1478     /// reference.
1479     pub fn trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> ty::ExistentialTraitRef<'tcx> {
1480         let def_id = tcx.associated_item(self.item_def_id).container.id();
1481         ty::ExistentialTraitRef { def_id, substs: self.substs }
1482     }
1483
1484     pub fn with_self_ty(
1485         &self,
1486         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1487         self_ty: Ty<'tcx>,
1488     ) -> ty::ProjectionPredicate<'tcx> {
1489         // otherwise the escaping regions would be captured by the binders
1490         debug_assert!(!self_ty.has_escaping_bound_vars());
1491
1492         ty::ProjectionPredicate {
1493             projection_ty: ty::ProjectionTy {
1494                 item_def_id: self.item_def_id,
1495                 substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, self.substs),
1496             },
1497             ty: self.ty,
1498         }
1499     }
1500 }
1501
1502 impl<'tcx> PolyExistentialProjection<'tcx> {
1503     pub fn with_self_ty(
1504         &self,
1505         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1506         self_ty: Ty<'tcx>,
1507     ) -> ty::PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1508         self.map_bound(|p| p.with_self_ty(tcx, self_ty))
1509     }
1510
1511     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1512         self.skip_binder().item_def_id
1513     }
1514 }
1515
1516 impl DebruijnIndex {
1517     /// Returns the resulting index when this value is moved into
1518     /// `amount` number of new binders. So, e.g., if you had
1519     ///
1520     ///    for<'a> fn(&'a x)
1521     ///
1522     /// and you wanted to change it to
1523     ///
1524     ///    for<'a> fn(for<'b> fn(&'a x))
1525     ///
1526     /// you would need to shift the index for `'a` into a new binder.
1527     #[must_use]
1528     pub fn shifted_in(self, amount: u32) -> DebruijnIndex {
1529         DebruijnIndex::from_u32(self.as_u32() + amount)
1530     }
1531
1532     /// Update this index in place by shifting it "in" through
1533     /// `amount` number of binders.
1534     pub fn shift_in(&mut self, amount: u32) {
1535         *self = self.shifted_in(amount);
1536     }
1537
1538     /// Returns the resulting index when this value is moved out from
1539     /// `amount` number of new binders.
1540     #[must_use]
1541     pub fn shifted_out(self, amount: u32) -> DebruijnIndex {
1542         DebruijnIndex::from_u32(self.as_u32() - amount)
1543     }
1544
1545     /// Update in place by shifting out from `amount` binders.
1546     pub fn shift_out(&mut self, amount: u32) {
1547         *self = self.shifted_out(amount);
1548     }
1549
1550     /// Adjusts any De Bruijn indices so as to make `to_binder` the
1551     /// innermost binder. That is, if we have something bound at `to_binder`,
1552     /// it will now be bound at INNERMOST. This is an appropriate thing to do
1553     /// when moving a region out from inside binders:
1554     ///
1555     /// ```
1556     ///             for<'a>   fn(for<'b>   for<'c>   fn(&'a u32), _)
1557     /// // Binder:  D3           D2        D1            ^^
1558     /// ```
1559     ///
1560     /// Here, the region `'a` would have the De Bruijn index D3,
1561     /// because it is the bound 3 binders out. However, if we wanted
1562     /// to refer to that region `'a` in the second argument (the `_`),
1563     /// those two binders would not be in scope. In that case, we
1564     /// might invoke `shift_out_to_binder(D3)`. This would adjust the
1565     /// De Bruijn index of `'a` to D1 (the innermost binder).
1566     ///
1567     /// If we invoke `shift_out_to_binder` and the region is in fact
1568     /// bound by one of the binders we are shifting out of, that is an
1569     /// error (and should fail an assertion failure).
1570     pub fn shifted_out_to_binder(self, to_binder: DebruijnIndex) -> Self {
1571         self.shifted_out(to_binder.as_u32() - INNERMOST.as_u32())
1572     }
1573 }
1574
1575 /// Region utilities
1576 impl RegionKind {
1577     /// Is this region named by the user?
1578     pub fn has_name(&self) -> bool {
1579         match *self {
1580             RegionKind::ReEarlyBound(ebr) => ebr.has_name(),
1581             RegionKind::ReLateBound(_, br) => br.is_named(),
1582             RegionKind::ReFree(fr) => fr.bound_region.is_named(),
1583             RegionKind::ReStatic => true,
1584             RegionKind::ReVar(..) => false,
1585             RegionKind::RePlaceholder(placeholder) => placeholder.name.is_named(),
1586             RegionKind::ReEmpty(_) => false,
1587             RegionKind::ReErased => false,
1588         }
1589     }
1590
1591     pub fn is_late_bound(&self) -> bool {
1592         match *self {
1593             ty::ReLateBound(..) => true,
1594             _ => false,
1595         }
1596     }
1597
1598     pub fn is_placeholder(&self) -> bool {
1599         match *self {
1600             ty::RePlaceholder(..) => true,
1601             _ => false,
1602         }
1603     }
1604
1605     pub fn bound_at_or_above_binder(&self, index: DebruijnIndex) -> bool {
1606         match *self {
1607             ty::ReLateBound(debruijn, _) => debruijn >= index,
1608             _ => false,
1609         }
1610     }
1611
1612     /// Adjusts any De Bruijn indices so as to make `to_binder` the
1613     /// innermost binder. That is, if we have something bound at `to_binder`,
1614     /// it will now be bound at INNERMOST. This is an appropriate thing to do
1615     /// when moving a region out from inside binders:
1616     ///
1617     /// ```
1618     ///             for<'a>   fn(for<'b>   for<'c>   fn(&'a u32), _)
1619     /// // Binder:  D3           D2        D1            ^^
1620     /// ```
1621     ///
1622     /// Here, the region `'a` would have the De Bruijn index D3,
1623     /// because it is the bound 3 binders out. However, if we wanted
1624     /// to refer to that region `'a` in the second argument (the `_`),
1625     /// those two binders would not be in scope. In that case, we
1626     /// might invoke `shift_out_to_binder(D3)`. This would adjust the
1627     /// De Bruijn index of `'a` to D1 (the innermost binder).
1628     ///
1629     /// If we invoke `shift_out_to_binder` and the region is in fact
1630     /// bound by one of the binders we are shifting out of, that is an
1631     /// error (and should fail an assertion failure).
1632     pub fn shifted_out_to_binder(&self, to_binder: ty::DebruijnIndex) -> RegionKind {
1633         match *self {
1634             ty::ReLateBound(debruijn, r) => {
1635                 ty::ReLateBound(debruijn.shifted_out_to_binder(to_binder), r)
1636             }
1637             r => r,
1638         }
1639     }
1640
1641     pub fn type_flags(&self) -> TypeFlags {
1642         let mut flags = TypeFlags::empty();
1643
1644         match *self {
1645             ty::ReVar(..) => {
1646                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1647                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1648                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_INFER;
1649             }
1650             ty::RePlaceholder(..) => {
1651                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1652                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1653                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER;
1654             }
1655             ty::ReEarlyBound(..) => {
1656                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1657                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1658                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_PARAM;
1659             }
1660             ty::ReFree { .. } => {
1661                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1662                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1663             }
1664             ty::ReEmpty(_) | ty::ReStatic => {
1665                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1666             }
1667             ty::ReLateBound(..) => {
1668                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND;
1669             }
1670             ty::ReErased => {
1671                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_ERASED;
1672             }
1673         }
1674
1675         debug!("type_flags({:?}) = {:?}", self, flags);
1676
1677         flags
1678     }
1679
1680     /// Given an early-bound or free region, returns the `DefId` where it was bound.
1681     /// For example, consider the regions in this snippet of code:
1682     ///
1683     /// ```
1684     /// impl<'a> Foo {
1685     ///      ^^ -- early bound, declared on an impl
1686     ///
1687     ///     fn bar<'b, 'c>(x: &self, y: &'b u32, z: &'c u64) where 'static: 'c
1688     ///            ^^  ^^     ^ anonymous, late-bound
1689     ///            |   early-bound, appears in where-clauses
1690     ///            late-bound, appears only in fn args
1691     ///     {..}
1692     /// }
1693     /// ```
1694     ///
1695     /// Here, `free_region_binding_scope('a)` would return the `DefId`
1696     /// of the impl, and for all the other highlighted regions, it
1697     /// would return the `DefId` of the function. In other cases (not shown), this
1698     /// function might return the `DefId` of a closure.
1699     pub fn free_region_binding_scope(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> DefId {
1700         match self {
1701             ty::ReEarlyBound(br) => tcx.parent(br.def_id).unwrap(),
1702             ty::ReFree(fr) => fr.scope,
1703             _ => bug!("free_region_binding_scope invoked on inappropriate region: {:?}", self),
1704         }
1705     }
1706 }
1707
1708 /// Type utilities
1709 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
1710     #[inline]
1711     pub fn is_unit(&self) -> bool {
1712         match self.kind {
1713             Tuple(ref tys) => tys.is_empty(),
1714             _ => false,
1715         }
1716     }
1717
1718     #[inline]
1719     pub fn is_never(&self) -> bool {
1720         match self.kind {
1721             Never => true,
1722             _ => false,
1723         }
1724     }
1725
1726     /// Checks whether a type is definitely uninhabited. This is
1727     /// conservative: for some types that are uninhabited we return `false`,
1728     /// but we only return `true` for types that are definitely uninhabited.
1729     /// `ty.conservative_is_privately_uninhabited` implies that any value of type `ty`
1730     /// will be `Abi::Uninhabited`. (Note that uninhabited types may have nonzero
1731     /// size, to account for partial initialisation. See #49298 for details.)
1732     pub fn conservative_is_privately_uninhabited(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
1733         // FIXME(varkor): we can make this less conversative by substituting concrete
1734         // type arguments.
1735         match self.kind {
1736             ty::Never => true,
1737             ty::Adt(def, _) if def.is_union() => {
1738                 // For now, `union`s are never considered uninhabited.
1739                 false
1740             }
1741             ty::Adt(def, _) => {
1742                 // Any ADT is uninhabited if either:
1743                 // (a) It has no variants (i.e. an empty `enum`);
1744                 // (b) Each of its variants (a single one in the case of a `struct`) has at least
1745                 //     one uninhabited field.
1746                 def.variants.iter().all(|var| {
1747                     var.fields.iter().any(|field| {
1748                         tcx.type_of(field.did).conservative_is_privately_uninhabited(tcx)
1749                     })
1750                 })
1751             }
1752             ty::Tuple(..) => {
1753                 self.tuple_fields().any(|ty| ty.conservative_is_privately_uninhabited(tcx))
1754             }
1755             ty::Array(ty, len) => {
1756                 match len.try_eval_usize(tcx, ParamEnv::empty()) {
1757                     // If the array is definitely non-empty, it's uninhabited if
1758                     // the type of its elements is uninhabited.
1759                     Some(n) if n != 0 => ty.conservative_is_privately_uninhabited(tcx),
1760                     _ => false,
1761                 }
1762             }
1763             ty::Ref(..) => {
1764                 // References to uninitialised memory is valid for any type, including
1765                 // uninhabited types, in unsafe code, so we treat all references as
1766                 // inhabited.
1767                 false
1768             }
1769             _ => false,
1770         }
1771     }
1772
1773     #[inline]
1774     pub fn is_primitive(&self) -> bool {
1775         self.kind.is_primitive()
1776     }
1777
1778     #[inline]
1779     pub fn is_ty_var(&self) -> bool {
1780         match self.kind {
1781             Infer(TyVar(_)) => true,
1782             _ => false,
1783         }
1784     }
1785
1786     #[inline]
1787     pub fn is_ty_infer(&self) -> bool {
1788         match self.kind {
1789             Infer(_) => true,
1790             _ => false,
1791         }
1792     }
1793
1794     #[inline]
1795     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
1796         if let Adt(def, _) = self.kind { def.is_phantom_data() } else { false }
1797     }
1798
1799     #[inline]
1800     pub fn is_bool(&self) -> bool {
1801         self.kind == Bool
1802     }
1803
1804     /// Returns `true` if this type is a `str`.
1805     #[inline]
1806     pub fn is_str(&self) -> bool {
1807         self.kind == Str
1808     }
1809
1810     #[inline]
1811     pub fn is_param(&self, index: u32) -> bool {
1812         match self.kind {
1813             ty::Param(ref data) => data.index == index,
1814             _ => false,
1815         }
1816     }
1817
1818     #[inline]
1819     pub fn is_slice(&self) -> bool {
1820         match self.kind {
1821             RawPtr(TypeAndMut { ty, .. }) | Ref(_, ty, _) => match ty.kind {
1822                 Slice(_) | Str => true,
1823                 _ => false,
1824             },
1825             _ => false,
1826         }
1827     }
1828
1829     #[inline]
1830     pub fn is_simd(&self) -> bool {
1831         match self.kind {
1832             Adt(def, _) => def.repr.simd(),
1833             _ => false,
1834         }
1835     }
1836
1837     pub fn sequence_element_type(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1838         match self.kind {
1839             Array(ty, _) | Slice(ty) => ty,
1840             Str => tcx.mk_mach_uint(ast::UintTy::U8),
1841             _ => bug!("`sequence_element_type` called on non-sequence value: {}", self),
1842         }
1843     }
1844
1845     pub fn simd_type(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1846         match self.kind {
1847             Adt(def, substs) => def.non_enum_variant().fields[0].ty(tcx, substs),
1848             _ => bug!("`simd_type` called on invalid type"),
1849         }
1850     }
1851
1852     pub fn simd_size(&self, _tcx: TyCtxt<'tcx>) -> u64 {
1853         // Parameter currently unused, but probably needed in the future to
1854         // allow `#[repr(simd)] struct Simd<T, const N: usize>([T; N]);`.
1855         match self.kind {
1856             Adt(def, _) => def.non_enum_variant().fields.len() as u64,
1857             _ => bug!("`simd_size` called on invalid type"),
1858         }
1859     }
1860
1861     pub fn simd_size_and_type(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> (u64, Ty<'tcx>) {
1862         match self.kind {
1863             Adt(def, substs) => {
1864                 let variant = def.non_enum_variant();
1865                 (variant.fields.len() as u64, variant.fields[0].ty(tcx, substs))
1866             }
1867             _ => bug!("`simd_size_and_type` called on invalid type"),
1868         }
1869     }
1870
1871     #[inline]
1872     pub fn is_region_ptr(&self) -> bool {
1873         match self.kind {
1874             Ref(..) => true,
1875             _ => false,
1876         }
1877     }
1878
1879     #[inline]
1880     pub fn is_mutable_ptr(&self) -> bool {
1881         match self.kind {
1882             RawPtr(TypeAndMut { mutbl: hir::Mutability::Mut, .. })
1883             | Ref(_, _, hir::Mutability::Mut) => true,
1884             _ => false,
1885         }
1886     }
1887
1888     #[inline]
1889     pub fn is_unsafe_ptr(&self) -> bool {
1890         match self.kind {
1891             RawPtr(_) => true,
1892             _ => false,
1893         }
1894     }
1895
1896     /// Tests if this is any kind of primitive pointer type (reference, raw pointer, fn pointer).
1897     #[inline]
1898     pub fn is_any_ptr(&self) -> bool {
1899         self.is_region_ptr() || self.is_unsafe_ptr() || self.is_fn_ptr()
1900     }
1901
1902     #[inline]
1903     pub fn is_box(&self) -> bool {
1904         match self.kind {
1905             Adt(def, _) => def.is_box(),
1906             _ => false,
1907         }
1908     }
1909
1910     /// Panics if called on any type other than `Box<T>`.
1911     pub fn boxed_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1912         match self.kind {
1913             Adt(def, substs) if def.is_box() => substs.type_at(0),
1914             _ => bug!("`boxed_ty` is called on non-box type {:?}", self),
1915         }
1916     }
1917
1918     /// A scalar type is one that denotes an atomic datum, with no sub-components.
1919     /// (A RawPtr is scalar because it represents a non-managed pointer, so its
1920     /// contents are abstract to rustc.)
1921     #[inline]
1922     pub fn is_scalar(&self) -> bool {
1923         match self.kind {
1924             Bool
1925             | Char
1926             | Int(_)
1927             | Float(_)
1928             | Uint(_)
1929             | Infer(IntVar(_) | FloatVar(_))
1930             | FnDef(..)
1931             | FnPtr(_)
1932             | RawPtr(_) => true,
1933             _ => false,
1934         }
1935     }
1936
1937     /// Returns `true` if this type is a floating point type.
1938     #[inline]
1939     pub fn is_floating_point(&self) -> bool {
1940         match self.kind {
1941             Float(_) | Infer(FloatVar(_)) => true,
1942             _ => false,
1943         }
1944     }
1945
1946     #[inline]
1947     pub fn is_trait(&self) -> bool {
1948         match self.kind {
1949             Dynamic(..) => true,
1950             _ => false,
1951         }
1952     }
1953
1954     #[inline]
1955     pub fn is_enum(&self) -> bool {
1956         match self.kind {
1957             Adt(adt_def, _) => adt_def.is_enum(),
1958             _ => false,
1959         }
1960     }
1961
1962     #[inline]
1963     pub fn is_closure(&self) -> bool {
1964         match self.kind {
1965             Closure(..) => true,
1966             _ => false,
1967         }
1968     }
1969
1970     #[inline]
1971     pub fn is_generator(&self) -> bool {
1972         match self.kind {
1973             Generator(..) => true,
1974             _ => false,
1975         }
1976     }
1977
1978     #[inline]
1979     pub fn is_integral(&self) -> bool {
1980         match self.kind {
1981             Infer(IntVar(_)) | Int(_) | Uint(_) => true,
1982             _ => false,
1983         }
1984     }
1985
1986     #[inline]
1987     pub fn is_fresh_ty(&self) -> bool {
1988         match self.kind {
1989             Infer(FreshTy(_)) => true,
1990             _ => false,
1991         }
1992     }
1993
1994     #[inline]
1995     pub fn is_fresh(&self) -> bool {
1996         match self.kind {
1997             Infer(FreshTy(_)) => true,
1998             Infer(FreshIntTy(_)) => true,
1999             Infer(FreshFloatTy(_)) => true,
2000             _ => false,
2001         }
2002     }
2003
2004     #[inline]
2005     pub fn is_char(&self) -> bool {
2006         match self.kind {
2007             Char => true,
2008             _ => false,
2009         }
2010     }
2011
2012     #[inline]
2013     pub fn is_numeric(&self) -> bool {
2014         self.is_integral() || self.is_floating_point()
2015     }
2016
2017     #[inline]
2018     pub fn is_signed(&self) -> bool {
2019         match self.kind {
2020             Int(_) => true,
2021             _ => false,
2022         }
2023     }
2024
2025     #[inline]
2026     pub fn is_ptr_sized_integral(&self) -> bool {
2027         match self.kind {
2028             Int(ast::IntTy::Isize) | Uint(ast::UintTy::Usize) => true,
2029             _ => false,
2030         }
2031     }
2032
2033     #[inline]
2034     pub fn is_machine(&self) -> bool {
2035         match self.kind {
2036             Int(..) | Uint(..) | Float(..) => true,
2037             _ => false,
2038         }
2039     }
2040
2041     #[inline]
2042     pub fn has_concrete_skeleton(&self) -> bool {
2043         match self.kind {
2044             Param(_) | Infer(_) | Error(_) => false,
2045             _ => true,
2046         }
2047     }
2048
2049     /// Returns the type and mutability of `*ty`.
2050     ///
2051     /// The parameter `explicit` indicates if this is an *explicit* dereference.
2052     /// Some types -- notably unsafe ptrs -- can only be dereferenced explicitly.
2053     pub fn builtin_deref(&self, explicit: bool) -> Option<TypeAndMut<'tcx>> {
2054         match self.kind {
2055             Adt(def, _) if def.is_box() => {
2056                 Some(TypeAndMut { ty: self.boxed_ty(), mutbl: hir::Mutability::Not })
2057             }
2058             Ref(_, ty, mutbl) => Some(TypeAndMut { ty, mutbl }),
2059             RawPtr(mt) if explicit => Some(mt),
2060             _ => None,
2061         }
2062     }
2063
2064     /// Returns the type of `ty[i]`.
2065     pub fn builtin_index(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
2066         match self.kind {
2067             Array(ty, _) | Slice(ty) => Some(ty),
2068             _ => None,
2069         }
2070     }
2071
2072     pub fn fn_sig(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyFnSig<'tcx> {
2073         match self.kind {
2074             FnDef(def_id, substs) => tcx.fn_sig(def_id).subst(tcx, substs),
2075             FnPtr(f) => f,
2076             Error(_) => {
2077                 // ignore errors (#54954)
2078                 ty::Binder::dummy(FnSig::fake())
2079             }
2080             Closure(..) => bug!(
2081                 "to get the signature of a closure, use `substs.as_closure().sig()` not `fn_sig()`",
2082             ),
2083             _ => bug!("Ty::fn_sig() called on non-fn type: {:?}", self),
2084         }
2085     }
2086
2087     #[inline]
2088     pub fn is_fn(&self) -> bool {
2089         match self.kind {
2090             FnDef(..) | FnPtr(_) => true,
2091             _ => false,
2092         }
2093     }
2094
2095     #[inline]
2096     pub fn is_fn_ptr(&self) -> bool {
2097         match self.kind {
2098             FnPtr(_) => true,
2099             _ => false,
2100         }
2101     }
2102
2103     #[inline]
2104     pub fn is_impl_trait(&self) -> bool {
2105         match self.kind {
2106             Opaque(..) => true,
2107             _ => false,
2108         }
2109     }
2110
2111     #[inline]
2112     pub fn ty_adt_def(&self) -> Option<&'tcx AdtDef> {
2113         match self.kind {
2114             Adt(adt, _) => Some(adt),
2115             _ => None,
2116         }
2117     }
2118
2119     /// Iterates over tuple fields.
2120     /// Panics when called on anything but a tuple.
2121     pub fn tuple_fields(&self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> {
2122         match self.kind {
2123             Tuple(substs) => substs.iter().map(|field| field.expect_ty()),
2124             _ => bug!("tuple_fields called on non-tuple"),
2125         }
2126     }
2127
2128     /// If the type contains variants, returns the valid range of variant indices.
2129     //
2130     // FIXME: This requires the optimized MIR in the case of generators.
2131     #[inline]
2132     pub fn variant_range(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Range<VariantIdx>> {
2133         match self.kind {
2134             TyKind::Adt(adt, _) => Some(adt.variant_range()),
2135             TyKind::Generator(def_id, substs, _) => {
2136                 Some(substs.as_generator().variant_range(def_id, tcx))
2137             }
2138             _ => None,
2139         }
2140     }
2141
2142     /// If the type contains variants, returns the variant for `variant_index`.
2143     /// Panics if `variant_index` is out of range.
2144     //
2145     // FIXME: This requires the optimized MIR in the case of generators.
2146     #[inline]
2147     pub fn discriminant_for_variant(
2148         &self,
2149         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2150         variant_index: VariantIdx,
2151     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2152         match self.kind {
2153             TyKind::Adt(adt, _) if adt.variants.is_empty() => {
2154                 bug!("discriminant_for_variant called on zero variant enum");
2155             }
2156             TyKind::Adt(adt, _) if adt.is_enum() => {
2157                 Some(adt.discriminant_for_variant(tcx, variant_index))
2158             }
2159             TyKind::Generator(def_id, substs, _) => {
2160                 Some(substs.as_generator().discriminant_for_variant(def_id, tcx, variant_index))
2161             }
2162             _ => None,
2163         }
2164     }
2165
2166     /// Returns the type of the discriminant of this type.
2167     pub fn discriminant_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2168         match self.kind {
2169             ty::Adt(adt, _) if adt.is_enum() => adt.repr.discr_type().to_ty(tcx),
2170             ty::Generator(_, substs, _) => substs.as_generator().discr_ty(tcx),
2171             _ => {
2172                 // This can only be `0`, for now, so `u8` will suffice.
2173                 tcx.types.u8
2174             }
2175         }
2176     }
2177
2178     /// When we create a closure, we record its kind (i.e., what trait
2179     /// it implements) into its `ClosureSubsts` using a type
2180     /// parameter. This is kind of a phantom type, except that the
2181     /// most convenient thing for us to are the integral types. This
2182     /// function converts such a special type into the closure
2183     /// kind. To go the other way, use
2184     /// `tcx.closure_kind_ty(closure_kind)`.
2185     ///
2186     /// Note that during type checking, we use an inference variable
2187     /// to represent the closure kind, because it has not yet been
2188     /// inferred. Once upvar inference (in `src/librustc_typeck/check/upvar.rs`)
2189     /// is complete, that type variable will be unified.
2190     pub fn to_opt_closure_kind(&self) -> Option<ty::ClosureKind> {
2191         match self.kind {
2192             Int(int_ty) => match int_ty {
2193                 ast::IntTy::I8 => Some(ty::ClosureKind::Fn),
2194                 ast::IntTy::I16 => Some(ty::ClosureKind::FnMut),
2195                 ast::IntTy::I32 => Some(ty::ClosureKind::FnOnce),
2196                 _ => bug!("cannot convert type `{:?}` to a closure kind", self),
2197             },
2198
2199             // "Bound" types appear in canonical queries when the
2200             // closure type is not yet known
2201             Bound(..) | Infer(_) => None,
2202
2203             Error(_) => Some(ty::ClosureKind::Fn),
2204
2205             _ => bug!("cannot convert type `{:?}` to a closure kind", self),
2206         }
2207     }
2208
2209     /// Fast path helper for testing if a type is `Sized`.
2210     ///
2211     /// Returning true means the type is known to be sized. Returning
2212     /// `false` means nothing -- could be sized, might not be.
2213     pub fn is_trivially_sized(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2214         match self.kind {
2215             ty::Infer(ty::IntVar(_) | ty::FloatVar(_))
2216             | ty::Uint(_)
2217             | ty::Int(_)
2218             | ty::Bool
2219             | ty::Float(_)
2220             | ty::FnDef(..)
2221             | ty::FnPtr(_)
2222             | ty::RawPtr(..)
2223             | ty::Char
2224             | ty::Ref(..)
2225             | ty::Generator(..)
2226             | ty::GeneratorWitness(..)
2227             | ty::Array(..)
2228             | ty::Closure(..)
2229             | ty::Never
2230             | ty::Error(_) => true,
2231
2232             ty::Str | ty::Slice(_) | ty::Dynamic(..) | ty::Foreign(..) => false,
2233
2234             ty::Tuple(tys) => tys.iter().all(|ty| ty.expect_ty().is_trivially_sized(tcx)),
2235
2236             ty::Adt(def, _substs) => def.sized_constraint(tcx).is_empty(),
2237
2238             ty::Projection(_) | ty::Param(_) | ty::Opaque(..) => false,
2239
2240             ty::Infer(ty::TyVar(_)) => false,
2241
2242             ty::Bound(..)
2243             | ty::Placeholder(..)
2244             | ty::Infer(ty::FreshTy(_) | ty::FreshIntTy(_) | ty::FreshFloatTy(_)) => {
2245                 bug!("`is_trivially_sized` applied to unexpected type: {:?}", self)
2246             }
2247         }
2248     }
2249
2250     /// Is this a zero-sized type?
2251     pub fn is_zst(&'tcx self, tcx: TyCtxt<'tcx>, did: DefId) -> bool {
2252         tcx.layout_of(tcx.param_env(did).and(self)).map(|layout| layout.is_zst()).unwrap_or(false)
2253     }
2254 }