]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_middle/ty/sty.rs
ty/walk: switch `walk_shallow` from `Ty` to `GenericArg`.
[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::middle::region;
10 use crate::mir::interpret::ConstValue;
11 use crate::mir::interpret::{LitToConstInput, Scalar};
12 use crate::mir::Promoted;
13 use crate::ty::subst::{GenericArg, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
14 use crate::ty::{
15     self, AdtDef, DefIdTree, Discr, Ty, TyCtxt, TypeFlags, TypeFoldable, WithConstness,
16 };
17 use crate::ty::{List, ParamEnv, ParamEnvAnd, TyS};
18 use polonius_engine::Atom;
19 use rustc_ast::ast::{self, Ident};
20 use rustc_data_structures::captures::Captures;
21 use rustc_hir as hir;
22 use rustc_hir::def_id::{DefId, LocalDefId};
23 use rustc_index::vec::Idx;
24 use rustc_macros::HashStable;
25 use rustc_span::symbol::{kw, Symbol};
26 use rustc_target::abi::{Size, VariantIdx};
27 use rustc_target::spec::abi;
28 use std::borrow::Cow;
29 use std::cmp::Ordering;
30 use std::marker::PhantomData;
31 use std::ops::Range;
32
33 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
34 #[derive(HashStable, TypeFoldable, Lift)]
35 pub struct TypeAndMut<'tcx> {
36     pub ty: Ty<'tcx>,
37     pub mutbl: hir::Mutability,
38 }
39
40 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
41 #[derive(HashStable)]
42 /// A "free" region `fr` can be interpreted as "some region
43 /// at least as big as the scope `fr.scope`".
44 pub struct FreeRegion {
45     pub scope: DefId,
46     pub bound_region: BoundRegion,
47 }
48
49 #[derive(Clone, PartialEq, PartialOrd, Eq, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Copy)]
50 #[derive(HashStable)]
51 pub enum BoundRegion {
52     /// An anonymous region parameter for a given fn (&T)
53     BrAnon(u32),
54
55     /// Named region parameters for functions (a in &'a T)
56     ///
57     /// The `DefId` is needed to distinguish free regions in
58     /// the event of shadowing.
59     BrNamed(DefId, Symbol),
60
61     /// Anonymous region for the implicit env pointer parameter
62     /// to a closure
63     BrEnv,
64 }
65
66 impl BoundRegion {
67     pub fn is_named(&self) -> bool {
68         match *self {
69             BoundRegion::BrNamed(_, name) => name != kw::UnderscoreLifetime,
70             _ => false,
71         }
72     }
73
74     /// When canonicalizing, we replace unbound inference variables and free
75     /// regions with anonymous late bound regions. This method asserts that
76     /// we have an anonymous late bound region, which hence may refer to
77     /// a canonical variable.
78     pub fn assert_bound_var(&self) -> BoundVar {
79         match *self {
80             BoundRegion::BrAnon(var) => BoundVar::from_u32(var),
81             _ => bug!("bound region is not anonymous"),
82         }
83     }
84 }
85
86 /// N.B., if you change this, you'll probably want to change the corresponding
87 /// AST structure in `librustc_ast/ast.rs` as well.
88 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Debug)]
89 #[derive(HashStable)]
90 #[rustc_diagnostic_item = "TyKind"]
91 pub enum TyKind<'tcx> {
92     /// The primitive boolean type. Written as `bool`.
93     Bool,
94
95     /// The primitive character type; holds a Unicode scalar value
96     /// (a non-surrogate code point). Written as `char`.
97     Char,
98
99     /// A primitive signed integer type. For example, `i32`.
100     Int(ast::IntTy),
101
102     /// A primitive unsigned integer type. For example, `u32`.
103     Uint(ast::UintTy),
104
105     /// A primitive floating-point type. For example, `f64`.
106     Float(ast::FloatTy),
107
108     /// Structures, enumerations and unions.
109     ///
110     /// InternalSubsts here, possibly against intuition, *may* contain `Param`s.
111     /// That is, even after substitution it is possible that there are type
112     /// variables. This happens when the `Adt` corresponds to an ADT
113     /// definition and not a concrete use of it.
114     Adt(&'tcx AdtDef, SubstsRef<'tcx>),
115
116     /// An unsized FFI type that is opaque to Rust. Written as `extern type T`.
117     Foreign(DefId),
118
119     /// The pointee of a string slice. Written as `str`.
120     Str,
121
122     /// An array with the given length. Written as `[T; n]`.
123     Array(Ty<'tcx>, &'tcx ty::Const<'tcx>),
124
125     /// The pointee of an array slice. Written as `[T]`.
126     Slice(Ty<'tcx>),
127
128     /// A raw pointer. Written as `*mut T` or `*const T`
129     RawPtr(TypeAndMut<'tcx>),
130
131     /// A reference; a pointer with an associated lifetime. Written as
132     /// `&'a mut T` or `&'a T`.
133     Ref(Region<'tcx>, Ty<'tcx>, hir::Mutability),
134
135     /// The anonymous type of a function declaration/definition. Each
136     /// function has a unique type, which is output (for a function
137     /// named `foo` returning an `i32`) as `fn() -> i32 {foo}`.
138     ///
139     /// For example the type of `bar` here:
140     ///
141     /// ```rust
142     /// fn foo() -> i32 { 1 }
143     /// let bar = foo; // bar: fn() -> i32 {foo}
144     /// ```
145     FnDef(DefId, SubstsRef<'tcx>),
146
147     /// A pointer to a function. Written as `fn() -> i32`.
148     ///
149     /// For example the type of `bar` here:
150     ///
151     /// ```rust
152     /// fn foo() -> i32 { 1 }
153     /// let bar: fn() -> i32 = foo;
154     /// ```
155     FnPtr(PolyFnSig<'tcx>),
156
157     /// A trait, defined with `trait`.
158     Dynamic(Binder<&'tcx List<ExistentialPredicate<'tcx>>>, ty::Region<'tcx>),
159
160     /// The anonymous type of a closure. Used to represent the type of
161     /// `|a| a`.
162     Closure(DefId, SubstsRef<'tcx>),
163
164     /// The anonymous type of a generator. Used to represent the type of
165     /// `|a| yield a`.
166     Generator(DefId, SubstsRef<'tcx>, hir::Movability),
167
168     /// A type representin the types stored inside a generator.
169     /// This should only appear in GeneratorInteriors.
170     GeneratorWitness(Binder<&'tcx List<Ty<'tcx>>>),
171
172     /// The never type `!`
173     Never,
174
175     /// A tuple type. For example, `(i32, bool)`.
176     /// Use `TyS::tuple_fields` to iterate over the field types.
177     Tuple(SubstsRef<'tcx>),
178
179     /// The projection of an associated type. For example,
180     /// `<T as Trait<..>>::N`.
181     Projection(ProjectionTy<'tcx>),
182
183     /// A placeholder type used when we do not have enough information
184     /// to normalize the projection of an associated type to an
185     /// existing concrete type. Currently only used with chalk-engine.
186     UnnormalizedProjection(ProjectionTy<'tcx>),
187
188     /// Opaque (`impl Trait`) type found in a return type.
189     /// The `DefId` comes either from
190     /// * the `impl Trait` ast::Ty node,
191     /// * or the `type Foo = impl Trait` declaration
192     /// The substitutions are for the generics of the function in question.
193     /// After typeck, the concrete type can be found in the `types` map.
194     Opaque(DefId, SubstsRef<'tcx>),
195
196     /// A type parameter; for example, `T` in `fn f<T>(x: T) {}
197     Param(ParamTy),
198
199     /// Bound type variable, used only when preparing a trait query.
200     Bound(ty::DebruijnIndex, BoundTy),
201
202     /// A placeholder type - universally quantified higher-ranked type.
203     Placeholder(ty::PlaceholderType),
204
205     /// A type variable used during type checking.
206     Infer(InferTy),
207
208     /// A placeholder for a type which could not be computed; this is
209     /// propagated to avoid useless error messages.
210     Error,
211 }
212
213 // `TyKind` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
214 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
215 static_assert_size!(TyKind<'_>, 24);
216
217 /// A closure can be modeled as a struct that looks like:
218 ///
219 ///     struct Closure<'l0...'li, T0...Tj, CK, CS, U>(...U);
220 ///
221 /// where:
222 ///
223 /// - 'l0...'li and T0...Tj are the generic parameters
224 ///   in scope on the function that defined the closure,
225 /// - CK represents the *closure kind* (Fn vs FnMut vs FnOnce). This
226 ///   is rather hackily encoded via a scalar type. See
227 ///   `TyS::to_opt_closure_kind` for details.
228 /// - CS represents the *closure signature*, representing as a `fn()`
229 ///   type. For example, `fn(u32, u32) -> u32` would mean that the closure
230 ///   implements `CK<(u32, u32), Output = u32>`, where `CK` is the trait
231 ///   specified above.
232 /// - U is a type parameter representing the types of its upvars, tupled up
233 ///   (borrowed, if appropriate; that is, if an U field represents a by-ref upvar,
234 ///    and the up-var has the type `Foo`, then that field of U will be `&Foo`).
235 ///
236 /// So, for example, given this function:
237 ///
238 ///     fn foo<'a, T>(data: &'a mut T) {
239 ///          do(|| data.count += 1)
240 ///     }
241 ///
242 /// the type of the closure would be something like:
243 ///
244 ///     struct Closure<'a, T, U>(...U);
245 ///
246 /// Note that the type of the upvar is not specified in the struct.
247 /// You may wonder how the impl would then be able to use the upvar,
248 /// if it doesn't know it's type? The answer is that the impl is
249 /// (conceptually) not fully generic over Closure but rather tied to
250 /// instances with the expected upvar types:
251 ///
252 ///     impl<'b, 'a, T> FnMut() for Closure<'a, T, (&'b mut &'a mut T,)> {
253 ///         ...
254 ///     }
255 ///
256 /// You can see that the *impl* fully specified the type of the upvar
257 /// and thus knows full well that `data` has type `&'b mut &'a mut T`.
258 /// (Here, I am assuming that `data` is mut-borrowed.)
259 ///
260 /// Now, the last question you may ask is: Why include the upvar types
261 /// in an extra type parameter? The reason for this design is that the
262 /// upvar types can reference lifetimes that are internal to the
263 /// creating function. In my example above, for example, the lifetime
264 /// `'b` represents the scope of the closure itself; this is some
265 /// subset of `foo`, probably just the scope of the call to the to
266 /// `do()`. If we just had the lifetime/type parameters from the
267 /// enclosing function, we couldn't name this lifetime `'b`. Note that
268 /// there can also be lifetimes in the types of the upvars themselves,
269 /// if one of them happens to be a reference to something that the
270 /// creating fn owns.
271 ///
272 /// OK, you say, so why not create a more minimal set of parameters
273 /// that just includes the extra lifetime parameters? The answer is
274 /// primarily that it would be hard --- we don't know at the time when
275 /// we create the closure type what the full types of the upvars are,
276 /// nor do we know which are borrowed and which are not. In this
277 /// design, we can just supply a fresh type parameter and figure that
278 /// out later.
279 ///
280 /// All right, you say, but why include the type parameters from the
281 /// original function then? The answer is that codegen may need them
282 /// when monomorphizing, and they may not appear in the upvars. A
283 /// closure could capture no variables but still make use of some
284 /// in-scope type parameter with a bound (e.g., if our example above
285 /// had an extra `U: Default`, and the closure called `U::default()`).
286 ///
287 /// There is another reason. This design (implicitly) prohibits
288 /// closures from capturing themselves (except via a trait
289 /// object). This simplifies closure inference considerably, since it
290 /// means that when we infer the kind of a closure or its upvars, we
291 /// don't have to handle cycles where the decisions we make for
292 /// closure C wind up influencing the decisions we ought to make for
293 /// closure C (which would then require fixed point iteration to
294 /// handle). Plus it fixes an ICE. :P
295 ///
296 /// ## Generators
297 ///
298 /// Generators are handled similarly in `GeneratorSubsts`.  The set of
299 /// type parameters is similar, but `CK` and `CS` are replaced by the
300 /// following type parameters:
301 ///
302 /// * `GS`: The generator's "resume type", which is the type of the
303 ///   argument passed to `resume`, and the type of `yield` expressions
304 ///   inside the generator.
305 /// * `GY`: The "yield type", which is the type of values passed to
306 ///   `yield` inside the generator.
307 /// * `GR`: The "return type", which is the type of value returned upon
308 ///   completion of the generator.
309 /// * `GW`: The "generator witness".
310 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
311 pub struct ClosureSubsts<'tcx> {
312     /// Lifetime and type parameters from the enclosing function,
313     /// concatenated with a tuple containing the types of the upvars.
314     ///
315     /// These are separated out because codegen wants to pass them around
316     /// when monomorphizing.
317     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
318 }
319
320 /// Struct returned by `split()`. Note that these are subslices of the
321 /// parent slice and not canonical substs themselves.
322 struct SplitClosureSubsts<'tcx> {
323     closure_kind_ty: GenericArg<'tcx>,
324     closure_sig_as_fn_ptr_ty: GenericArg<'tcx>,
325     tupled_upvars_ty: GenericArg<'tcx>,
326 }
327
328 impl<'tcx> ClosureSubsts<'tcx> {
329     /// Divides the closure substs into their respective
330     /// components. Single source of truth with respect to the
331     /// ordering.
332     fn split(self) -> SplitClosureSubsts<'tcx> {
333         match self.substs[..] {
334             [.., closure_kind_ty, closure_sig_as_fn_ptr_ty, tupled_upvars_ty] => {
335                 SplitClosureSubsts { closure_kind_ty, closure_sig_as_fn_ptr_ty, tupled_upvars_ty }
336             }
337             _ => bug!("closure substs missing synthetics"),
338         }
339     }
340
341     /// Returns `true` only if enough of the synthetic types are known to
342     /// allow using all of the methods on `ClosureSubsts` without panicking.
343     ///
344     /// Used primarily by `ty::print::pretty` to be able to handle closure
345     /// types that haven't had their synthetic types substituted in.
346     pub fn is_valid(self) -> bool {
347         self.substs.len() >= 3 && matches!(self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty().kind, Tuple(_))
348     }
349
350     #[inline]
351     pub fn upvar_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'tcx {
352         self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty().tuple_fields()
353     }
354
355     /// Returns the closure kind for this closure; may return a type
356     /// variable during inference. To get the closure kind during
357     /// inference, use `infcx.closure_kind(substs)`.
358     pub fn kind_ty(self) -> Ty<'tcx> {
359         self.split().closure_kind_ty.expect_ty()
360     }
361
362     /// Returns the `fn` pointer type representing the closure signature for this
363     /// closure.
364     // FIXME(eddyb) this should be unnecessary, as the shallowly resolved
365     // type is known at the time of the creation of `ClosureSubsts`,
366     // see `rustc_typeck::check::closure`.
367     pub fn sig_as_fn_ptr_ty(self) -> Ty<'tcx> {
368         self.split().closure_sig_as_fn_ptr_ty.expect_ty()
369     }
370
371     /// Returns the closure kind for this closure; only usable outside
372     /// of an inference context, because in that context we know that
373     /// there are no type variables.
374     ///
375     /// If you have an inference context, use `infcx.closure_kind()`.
376     pub fn kind(self) -> ty::ClosureKind {
377         self.kind_ty().to_opt_closure_kind().unwrap()
378     }
379
380     /// Extracts the signature from the closure.
381     pub fn sig(self) -> ty::PolyFnSig<'tcx> {
382         let ty = self.sig_as_fn_ptr_ty();
383         match ty.kind {
384             ty::FnPtr(sig) => sig,
385             _ => bug!("closure_sig_as_fn_ptr_ty is not a fn-ptr: {:?}", ty.kind),
386         }
387     }
388 }
389
390 /// Similar to `ClosureSubsts`; see the above documentation for more.
391 #[derive(Copy, Clone, Debug, TypeFoldable)]
392 pub struct GeneratorSubsts<'tcx> {
393     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
394 }
395
396 struct SplitGeneratorSubsts<'tcx> {
397     resume_ty: GenericArg<'tcx>,
398     yield_ty: GenericArg<'tcx>,
399     return_ty: GenericArg<'tcx>,
400     witness: GenericArg<'tcx>,
401     tupled_upvars_ty: GenericArg<'tcx>,
402 }
403
404 impl<'tcx> GeneratorSubsts<'tcx> {
405     fn split(self) -> SplitGeneratorSubsts<'tcx> {
406         match self.substs[..] {
407             [.., resume_ty, yield_ty, return_ty, witness, tupled_upvars_ty] => {
408                 SplitGeneratorSubsts { resume_ty, yield_ty, return_ty, witness, tupled_upvars_ty }
409             }
410             _ => bug!("generator substs missing synthetics"),
411         }
412     }
413
414     /// Returns `true` only if enough of the synthetic types are known to
415     /// allow using all of the methods on `GeneratorSubsts` without panicking.
416     ///
417     /// Used primarily by `ty::print::pretty` to be able to handle generator
418     /// types that haven't had their synthetic types substituted in.
419     pub fn is_valid(self) -> bool {
420         self.substs.len() >= 5 && matches!(self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty().kind, Tuple(_))
421     }
422
423     /// This describes the types that can be contained in a generator.
424     /// It will be a type variable initially and unified in the last stages of typeck of a body.
425     /// It contains a tuple of all the types that could end up on a generator frame.
426     /// The state transformation MIR pass may only produce layouts which mention types
427     /// in this tuple. Upvars are not counted here.
428     pub fn witness(self) -> Ty<'tcx> {
429         self.split().witness.expect_ty()
430     }
431
432     #[inline]
433     pub fn upvar_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'tcx {
434         self.split().tupled_upvars_ty.expect_ty().tuple_fields()
435     }
436
437     /// Returns the type representing the resume type of the generator.
438     pub fn resume_ty(self) -> Ty<'tcx> {
439         self.split().resume_ty.expect_ty()
440     }
441
442     /// Returns the type representing the yield type of the generator.
443     pub fn yield_ty(self) -> Ty<'tcx> {
444         self.split().yield_ty.expect_ty()
445     }
446
447     /// Returns the type representing the return type of the generator.
448     pub fn return_ty(self) -> Ty<'tcx> {
449         self.split().return_ty.expect_ty()
450     }
451
452     /// Returns the "generator signature", which consists of its yield
453     /// and return types.
454     ///
455     /// N.B., some bits of the code prefers to see this wrapped in a
456     /// binder, but it never contains bound regions. Probably this
457     /// function should be removed.
458     pub fn poly_sig(self) -> PolyGenSig<'tcx> {
459         ty::Binder::dummy(self.sig())
460     }
461
462     /// Returns the "generator signature", which consists of its resume, yield
463     /// and return types.
464     pub fn sig(self) -> GenSig<'tcx> {
465         ty::GenSig {
466             resume_ty: self.resume_ty(),
467             yield_ty: self.yield_ty(),
468             return_ty: self.return_ty(),
469         }
470     }
471 }
472
473 impl<'tcx> GeneratorSubsts<'tcx> {
474     /// Generator has not been resumed yet.
475     pub const UNRESUMED: usize = 0;
476     /// Generator has returned or is completed.
477     pub const RETURNED: usize = 1;
478     /// Generator has been poisoned.
479     pub const POISONED: usize = 2;
480
481     const UNRESUMED_NAME: &'static str = "Unresumed";
482     const RETURNED_NAME: &'static str = "Returned";
483     const POISONED_NAME: &'static str = "Panicked";
484
485     /// The valid variant indices of this generator.
486     #[inline]
487     pub fn variant_range(&self, def_id: DefId, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Range<VariantIdx> {
488         // FIXME requires optimized MIR
489         let num_variants = tcx.generator_layout(def_id).variant_fields.len();
490         VariantIdx::new(0)..VariantIdx::new(num_variants)
491     }
492
493     /// The discriminant for the given variant. Panics if the `variant_index` is
494     /// out of range.
495     #[inline]
496     pub fn discriminant_for_variant(
497         &self,
498         def_id: DefId,
499         tcx: TyCtxt<'tcx>,
500         variant_index: VariantIdx,
501     ) -> Discr<'tcx> {
502         // Generators don't support explicit discriminant values, so they are
503         // the same as the variant index.
504         assert!(self.variant_range(def_id, tcx).contains(&variant_index));
505         Discr { val: variant_index.as_usize() as u128, ty: self.discr_ty(tcx) }
506     }
507
508     /// The set of all discriminants for the generator, enumerated with their
509     /// variant indices.
510     #[inline]
511     pub fn discriminants(
512         self,
513         def_id: DefId,
514         tcx: TyCtxt<'tcx>,
515     ) -> impl Iterator<Item = (VariantIdx, Discr<'tcx>)> + Captures<'tcx> {
516         self.variant_range(def_id, tcx).map(move |index| {
517             (index, Discr { val: index.as_usize() as u128, ty: self.discr_ty(tcx) })
518         })
519     }
520
521     /// Calls `f` with a reference to the name of the enumerator for the given
522     /// variant `v`.
523     #[inline]
524     pub fn variant_name(self, v: VariantIdx) -> Cow<'static, str> {
525         match v.as_usize() {
526             Self::UNRESUMED => Cow::from(Self::UNRESUMED_NAME),
527             Self::RETURNED => Cow::from(Self::RETURNED_NAME),
528             Self::POISONED => Cow::from(Self::POISONED_NAME),
529             _ => Cow::from(format!("Suspend{}", v.as_usize() - 3)),
530         }
531     }
532
533     /// The type of the state discriminant used in the generator type.
534     #[inline]
535     pub fn discr_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
536         tcx.types.u32
537     }
538
539     /// This returns the types of the MIR locals which had to be stored across suspension points.
540     /// It is calculated in rustc_mir::transform::generator::StateTransform.
541     /// All the types here must be in the tuple in GeneratorInterior.
542     ///
543     /// The locals are grouped by their variant number. Note that some locals may
544     /// be repeated in multiple variants.
545     #[inline]
546     pub fn state_tys(
547         self,
548         def_id: DefId,
549         tcx: TyCtxt<'tcx>,
550     ) -> impl Iterator<Item = impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + Captures<'tcx>> {
551         let layout = tcx.generator_layout(def_id);
552         layout.variant_fields.iter().map(move |variant| {
553             variant.iter().map(move |field| layout.field_tys[*field].subst(tcx, self.substs))
554         })
555     }
556
557     /// This is the types of the fields of a generator which are not stored in a
558     /// variant.
559     #[inline]
560     pub fn prefix_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> {
561         self.upvar_tys()
562     }
563 }
564
565 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
566 pub enum UpvarSubsts<'tcx> {
567     Closure(SubstsRef<'tcx>),
568     Generator(SubstsRef<'tcx>),
569 }
570
571 impl<'tcx> UpvarSubsts<'tcx> {
572     #[inline]
573     pub fn upvar_tys(self) -> impl Iterator<Item = Ty<'tcx>> + 'tcx {
574         let tupled_upvars_ty = match self {
575             UpvarSubsts::Closure(substs) => substs.as_closure().split().tupled_upvars_ty,
576             UpvarSubsts::Generator(substs) => substs.as_generator().split().tupled_upvars_ty,
577         };
578         tupled_upvars_ty.expect_ty().tuple_fields()
579     }
580 }
581
582 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, PartialOrd, Ord, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
583 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
584 pub enum ExistentialPredicate<'tcx> {
585     /// E.g., `Iterator`.
586     Trait(ExistentialTraitRef<'tcx>),
587     /// E.g., `Iterator::Item = T`.
588     Projection(ExistentialProjection<'tcx>),
589     /// E.g., `Send`.
590     AutoTrait(DefId),
591 }
592
593 impl<'tcx> ExistentialPredicate<'tcx> {
594     /// Compares via an ordering that will not change if modules are reordered or other changes are
595     /// made to the tree. In particular, this ordering is preserved across incremental compilations.
596     pub fn stable_cmp(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, other: &Self) -> Ordering {
597         use self::ExistentialPredicate::*;
598         match (*self, *other) {
599             (Trait(_), Trait(_)) => Ordering::Equal,
600             (Projection(ref a), Projection(ref b)) => {
601                 tcx.def_path_hash(a.item_def_id).cmp(&tcx.def_path_hash(b.item_def_id))
602             }
603             (AutoTrait(ref a), AutoTrait(ref b)) => {
604                 tcx.trait_def(*a).def_path_hash.cmp(&tcx.trait_def(*b).def_path_hash)
605             }
606             (Trait(_), _) => Ordering::Less,
607             (Projection(_), Trait(_)) => Ordering::Greater,
608             (Projection(_), _) => Ordering::Less,
609             (AutoTrait(_), _) => Ordering::Greater,
610         }
611     }
612 }
613
614 impl<'tcx> Binder<ExistentialPredicate<'tcx>> {
615     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> ty::Predicate<'tcx> {
616         use crate::ty::ToPredicate;
617         match *self.skip_binder() {
618             ExistentialPredicate::Trait(tr) => {
619                 Binder(tr).with_self_ty(tcx, self_ty).without_const().to_predicate()
620             }
621             ExistentialPredicate::Projection(p) => {
622                 ty::Predicate::Projection(Binder(p.with_self_ty(tcx, self_ty)))
623             }
624             ExistentialPredicate::AutoTrait(did) => {
625                 let trait_ref =
626                     Binder(ty::TraitRef { def_id: did, substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, &[]) });
627                 trait_ref.without_const().to_predicate()
628             }
629         }
630     }
631 }
632
633 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx List<ExistentialPredicate<'tcx>> {}
634
635 impl<'tcx> List<ExistentialPredicate<'tcx>> {
636     /// Returns the "principal `DefId`" of this set of existential predicates.
637     ///
638     /// A Rust trait object type consists (in addition to a lifetime bound)
639     /// of a set of trait bounds, which are separated into any number
640     /// of auto-trait bounds, and at most one non-auto-trait bound. The
641     /// non-auto-trait bound is called the "principal" of the trait
642     /// object.
643     ///
644     /// Only the principal can have methods or type parameters (because
645     /// auto traits can have neither of them). This is important, because
646     /// it means the auto traits can be treated as an unordered set (methods
647     /// would force an order for the vtable, while relating traits with
648     /// type parameters without knowing the order to relate them in is
649     /// a rather non-trivial task).
650     ///
651     /// For example, in the trait object `dyn fmt::Debug + Sync`, the
652     /// principal bound is `Some(fmt::Debug)`, while the auto-trait bounds
653     /// are the set `{Sync}`.
654     ///
655     /// It is also possible to have a "trivial" trait object that
656     /// consists only of auto traits, with no principal - for example,
657     /// `dyn Send + Sync`. In that case, the set of auto-trait bounds
658     /// is `{Send, Sync}`, while there is no principal. These trait objects
659     /// have a "trivial" vtable consisting of just the size, alignment,
660     /// and destructor.
661     pub fn principal(&self) -> Option<ExistentialTraitRef<'tcx>> {
662         match self[0] {
663             ExistentialPredicate::Trait(tr) => Some(tr),
664             _ => None,
665         }
666     }
667
668     pub fn principal_def_id(&self) -> Option<DefId> {
669         self.principal().map(|trait_ref| trait_ref.def_id)
670     }
671
672     #[inline]
673     pub fn projection_bounds<'a>(
674         &'a self,
675     ) -> impl Iterator<Item = ExistentialProjection<'tcx>> + 'a {
676         self.iter().filter_map(|predicate| match *predicate {
677             ExistentialPredicate::Projection(projection) => Some(projection),
678             _ => None,
679         })
680     }
681
682     #[inline]
683     pub fn auto_traits<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = DefId> + 'a {
684         self.iter().filter_map(|predicate| match *predicate {
685             ExistentialPredicate::AutoTrait(did) => Some(did),
686             _ => None,
687         })
688     }
689 }
690
691 impl<'tcx> Binder<&'tcx List<ExistentialPredicate<'tcx>>> {
692     pub fn principal(&self) -> Option<ty::Binder<ExistentialTraitRef<'tcx>>> {
693         self.skip_binder().principal().map(Binder::bind)
694     }
695
696     pub fn principal_def_id(&self) -> Option<DefId> {
697         self.skip_binder().principal_def_id()
698     }
699
700     #[inline]
701     pub fn projection_bounds<'a>(
702         &'a self,
703     ) -> impl Iterator<Item = PolyExistentialProjection<'tcx>> + 'a {
704         self.skip_binder().projection_bounds().map(Binder::bind)
705     }
706
707     #[inline]
708     pub fn auto_traits<'a>(&'a self) -> impl Iterator<Item = DefId> + 'a {
709         self.skip_binder().auto_traits()
710     }
711
712     pub fn iter<'a>(
713         &'a self,
714     ) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Binder<ExistentialPredicate<'tcx>>> + 'tcx {
715         self.skip_binder().iter().cloned().map(Binder::bind)
716     }
717 }
718
719 /// A complete reference to a trait. These take numerous guises in syntax,
720 /// but perhaps the most recognizable form is in a where-clause:
721 ///
722 ///     T: Foo<U>
723 ///
724 /// This would be represented by a trait-reference where the `DefId` is the
725 /// `DefId` for the trait `Foo` and the substs define `T` as parameter 0,
726 /// and `U` as parameter 1.
727 ///
728 /// Trait references also appear in object types like `Foo<U>`, but in
729 /// that case the `Self` parameter is absent from the substitutions.
730 ///
731 /// Note that a `TraitRef` introduces a level of region binding, to
732 /// account for higher-ranked trait bounds like `T: for<'a> Foo<&'a U>`
733 /// or higher-ranked object types.
734 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
735 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
736 pub struct TraitRef<'tcx> {
737     pub def_id: DefId,
738     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
739 }
740
741 impl<'tcx> TraitRef<'tcx> {
742     pub fn new(def_id: DefId, substs: SubstsRef<'tcx>) -> TraitRef<'tcx> {
743         TraitRef { def_id, substs }
744     }
745
746     /// Returns a `TraitRef` of the form `P0: Foo<P1..Pn>` where `Pi`
747     /// are the parameters defined on trait.
748     pub fn identity(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: DefId) -> TraitRef<'tcx> {
749         TraitRef { def_id, substs: InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def_id) }
750     }
751
752     #[inline]
753     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
754         self.substs.type_at(0)
755     }
756
757     pub fn input_types<'a>(&'a self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'a {
758         // Select only the "input types" from a trait-reference. For
759         // now this is all the types that appear in the
760         // trait-reference, but it should eventually exclude
761         // associated types.
762         self.substs.types()
763     }
764
765     pub fn from_method(
766         tcx: TyCtxt<'tcx>,
767         trait_id: DefId,
768         substs: SubstsRef<'tcx>,
769     ) -> ty::TraitRef<'tcx> {
770         let defs = tcx.generics_of(trait_id);
771
772         ty::TraitRef { def_id: trait_id, substs: tcx.intern_substs(&substs[..defs.params.len()]) }
773     }
774 }
775
776 pub type PolyTraitRef<'tcx> = Binder<TraitRef<'tcx>>;
777
778 impl<'tcx> PolyTraitRef<'tcx> {
779     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
780         self.skip_binder().self_ty()
781     }
782
783     pub fn def_id(&self) -> DefId {
784         self.skip_binder().def_id
785     }
786
787     pub fn to_poly_trait_predicate(&self) -> ty::PolyTraitPredicate<'tcx> {
788         // Note that we preserve binding levels
789         Binder(ty::TraitPredicate { trait_ref: *self.skip_binder() })
790     }
791 }
792
793 /// An existential reference to a trait, where `Self` is erased.
794 /// For example, the trait object `Trait<'a, 'b, X, Y>` is:
795 ///
796 ///     exists T. T: Trait<'a, 'b, X, Y>
797 ///
798 /// The substitutions don't include the erased `Self`, only trait
799 /// type and lifetime parameters (`[X, Y]` and `['a, 'b]` above).
800 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
801 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
802 pub struct ExistentialTraitRef<'tcx> {
803     pub def_id: DefId,
804     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
805 }
806
807 impl<'tcx> ExistentialTraitRef<'tcx> {
808     pub fn input_types<'b>(&'b self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> + 'b {
809         // Select only the "input types" from a trait-reference. For
810         // now this is all the types that appear in the
811         // trait-reference, but it should eventually exclude
812         // associated types.
813         self.substs.types()
814     }
815
816     pub fn erase_self_ty(
817         tcx: TyCtxt<'tcx>,
818         trait_ref: ty::TraitRef<'tcx>,
819     ) -> ty::ExistentialTraitRef<'tcx> {
820         // Assert there is a Self.
821         trait_ref.substs.type_at(0);
822
823         ty::ExistentialTraitRef {
824             def_id: trait_ref.def_id,
825             substs: tcx.intern_substs(&trait_ref.substs[1..]),
826         }
827     }
828
829     /// Object types don't have a self type specified. Therefore, when
830     /// we convert the principal trait-ref into a normal trait-ref,
831     /// you must give *some* self type. A common choice is `mk_err()`
832     /// or some placeholder type.
833     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> ty::TraitRef<'tcx> {
834         // otherwise the escaping vars would be captured by the binder
835         // debug_assert!(!self_ty.has_escaping_bound_vars());
836
837         ty::TraitRef { def_id: self.def_id, substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, self.substs) }
838     }
839 }
840
841 pub type PolyExistentialTraitRef<'tcx> = Binder<ExistentialTraitRef<'tcx>>;
842
843 impl<'tcx> PolyExistentialTraitRef<'tcx> {
844     pub fn def_id(&self) -> DefId {
845         self.skip_binder().def_id
846     }
847
848     /// Object types don't have a self type specified. Therefore, when
849     /// we convert the principal trait-ref into a normal trait-ref,
850     /// you must give *some* self type. A common choice is `mk_err()`
851     /// or some placeholder type.
852     pub fn with_self_ty(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, self_ty: Ty<'tcx>) -> ty::PolyTraitRef<'tcx> {
853         self.map_bound(|trait_ref| trait_ref.with_self_ty(tcx, self_ty))
854     }
855 }
856
857 /// Binder is a binder for higher-ranked lifetimes or types. It is part of the
858 /// compiler's representation for things like `for<'a> Fn(&'a isize)`
859 /// (which would be represented by the type `PolyTraitRef ==
860 /// Binder<TraitRef>`). Note that when we instantiate,
861 /// erase, or otherwise "discharge" these bound vars, we change the
862 /// type from `Binder<T>` to just `T` (see
863 /// e.g., `liberate_late_bound_regions`).
864 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
865 pub struct Binder<T>(T);
866
867 impl<T> Binder<T> {
868     /// Wraps `value` in a binder, asserting that `value` does not
869     /// contain any bound vars that would be bound by the
870     /// binder. This is commonly used to 'inject' a value T into a
871     /// different binding level.
872     pub fn dummy<'tcx>(value: T) -> Binder<T>
873     where
874         T: TypeFoldable<'tcx>,
875     {
876         debug_assert!(!value.has_escaping_bound_vars());
877         Binder(value)
878     }
879
880     /// Wraps `value` in a binder, binding higher-ranked vars (if any).
881     pub fn bind(value: T) -> Binder<T> {
882         Binder(value)
883     }
884
885     /// Skips the binder and returns the "bound" value. This is a
886     /// risky thing to do because it's easy to get confused about
887     /// De Bruijn indices and the like. It is usually better to
888     /// discharge the binder using `no_bound_vars` or
889     /// `replace_late_bound_regions` or something like
890     /// that. `skip_binder` is only valid when you are either
891     /// extracting data that has nothing to do with bound vars, you
892     /// are doing some sort of test that does not involve bound
893     /// regions, or you are being very careful about your depth
894     /// accounting.
895     ///
896     /// Some examples where `skip_binder` is reasonable:
897     ///
898     /// - extracting the `DefId` from a PolyTraitRef;
899     /// - comparing the self type of a PolyTraitRef to see if it is equal to
900     ///   a type parameter `X`, since the type `X` does not reference any regions
901     pub fn skip_binder(&self) -> &T {
902         &self.0
903     }
904
905     pub fn as_ref(&self) -> Binder<&T> {
906         Binder(&self.0)
907     }
908
909     pub fn map_bound_ref<F, U>(&self, f: F) -> Binder<U>
910     where
911         F: FnOnce(&T) -> U,
912     {
913         self.as_ref().map_bound(f)
914     }
915
916     pub fn map_bound<F, U>(self, f: F) -> Binder<U>
917     where
918         F: FnOnce(T) -> U,
919     {
920         Binder(f(self.0))
921     }
922
923     /// Unwraps and returns the value within, but only if it contains
924     /// no bound vars at all. (In other words, if this binder --
925     /// and indeed any enclosing binder -- doesn't bind anything at
926     /// all.) Otherwise, returns `None`.
927     ///
928     /// (One could imagine having a method that just unwraps a single
929     /// binder, but permits late-bound vars bound by enclosing
930     /// binders, but that would require adjusting the debruijn
931     /// indices, and given the shallow binding structure we often use,
932     /// would not be that useful.)
933     pub fn no_bound_vars<'tcx>(self) -> Option<T>
934     where
935         T: TypeFoldable<'tcx>,
936     {
937         if self.skip_binder().has_escaping_bound_vars() {
938             None
939         } else {
940             Some(self.skip_binder().clone())
941         }
942     }
943
944     /// Given two things that have the same binder level,
945     /// and an operation that wraps on their contents, executes the operation
946     /// and then wraps its result.
947     ///
948     /// `f` should consider bound regions at depth 1 to be free, and
949     /// anything it produces with bound regions at depth 1 will be
950     /// bound in the resulting return value.
951     pub fn fuse<U, F, R>(self, u: Binder<U>, f: F) -> Binder<R>
952     where
953         F: FnOnce(T, U) -> R,
954     {
955         Binder(f(self.0, u.0))
956     }
957
958     /// Splits the contents into two things that share the same binder
959     /// level as the original, returning two distinct binders.
960     ///
961     /// `f` should consider bound regions at depth 1 to be free, and
962     /// anything it produces with bound regions at depth 1 will be
963     /// bound in the resulting return values.
964     pub fn split<U, V, F>(self, f: F) -> (Binder<U>, Binder<V>)
965     where
966         F: FnOnce(T) -> (U, V),
967     {
968         let (u, v) = f(self.0);
969         (Binder(u), Binder(v))
970     }
971 }
972
973 /// Represents the projection of an associated type. In explicit UFCS
974 /// form this would be written `<T as Trait<..>>::N`.
975 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
976 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
977 pub struct ProjectionTy<'tcx> {
978     /// The parameters of the associated item.
979     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
980
981     /// The `DefId` of the `TraitItem` for the associated type `N`.
982     ///
983     /// Note that this is not the `DefId` of the `TraitRef` containing this
984     /// associated type, which is in `tcx.associated_item(item_def_id).container`.
985     pub item_def_id: DefId,
986 }
987
988 impl<'tcx> ProjectionTy<'tcx> {
989     /// Construct a `ProjectionTy` by searching the trait from `trait_ref` for the
990     /// associated item named `item_name`.
991     pub fn from_ref_and_name(
992         tcx: TyCtxt<'_>,
993         trait_ref: ty::TraitRef<'tcx>,
994         item_name: Ident,
995     ) -> ProjectionTy<'tcx> {
996         let item_def_id = tcx
997             .associated_items(trait_ref.def_id)
998             .find_by_name_and_kind(tcx, item_name, ty::AssocKind::Type, trait_ref.def_id)
999             .unwrap()
1000             .def_id;
1001
1002         ProjectionTy { substs: trait_ref.substs, item_def_id }
1003     }
1004
1005     /// Extracts the underlying trait reference from this projection.
1006     /// For example, if this is a projection of `<T as Iterator>::Item`,
1007     /// then this function would return a `T: Iterator` trait reference.
1008     pub fn trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> ty::TraitRef<'tcx> {
1009         let def_id = tcx.associated_item(self.item_def_id).container.id();
1010         ty::TraitRef { def_id, substs: self.substs.truncate_to(tcx, tcx.generics_of(def_id)) }
1011     }
1012
1013     pub fn self_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1014         self.substs.type_at(0)
1015     }
1016 }
1017
1018 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable)]
1019 pub struct GenSig<'tcx> {
1020     pub resume_ty: Ty<'tcx>,
1021     pub yield_ty: Ty<'tcx>,
1022     pub return_ty: Ty<'tcx>,
1023 }
1024
1025 pub type PolyGenSig<'tcx> = Binder<GenSig<'tcx>>;
1026
1027 impl<'tcx> PolyGenSig<'tcx> {
1028     pub fn resume_ty(&self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1029         self.map_bound_ref(|sig| sig.resume_ty)
1030     }
1031     pub fn yield_ty(&self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1032         self.map_bound_ref(|sig| sig.yield_ty)
1033     }
1034     pub fn return_ty(&self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1035         self.map_bound_ref(|sig| sig.return_ty)
1036     }
1037 }
1038
1039 /// Signature of a function type, which we have arbitrarily
1040 /// decided to use to refer to the input/output types.
1041 ///
1042 /// - `inputs`: is the list of arguments and their modes.
1043 /// - `output`: is the return type.
1044 /// - `c_variadic`: indicates whether this is a C-variadic function.
1045 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1046 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1047 pub struct FnSig<'tcx> {
1048     pub inputs_and_output: &'tcx List<Ty<'tcx>>,
1049     pub c_variadic: bool,
1050     pub unsafety: hir::Unsafety,
1051     pub abi: abi::Abi,
1052 }
1053
1054 impl<'tcx> FnSig<'tcx> {
1055     pub fn inputs(&self) -> &'tcx [Ty<'tcx>] {
1056         &self.inputs_and_output[..self.inputs_and_output.len() - 1]
1057     }
1058
1059     pub fn output(&self) -> Ty<'tcx> {
1060         self.inputs_and_output[self.inputs_and_output.len() - 1]
1061     }
1062
1063     // Creates a minimal `FnSig` to be used when encountering a `TyKind::Error` in a fallible
1064     // method.
1065     fn fake() -> FnSig<'tcx> {
1066         FnSig {
1067             inputs_and_output: List::empty(),
1068             c_variadic: false,
1069             unsafety: hir::Unsafety::Normal,
1070             abi: abi::Abi::Rust,
1071         }
1072     }
1073 }
1074
1075 pub type PolyFnSig<'tcx> = Binder<FnSig<'tcx>>;
1076
1077 impl<'tcx> PolyFnSig<'tcx> {
1078     #[inline]
1079     pub fn inputs(&self) -> Binder<&'tcx [Ty<'tcx>]> {
1080         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.inputs())
1081     }
1082     #[inline]
1083     pub fn input(&self, index: usize) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1084         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.inputs()[index])
1085     }
1086     pub fn inputs_and_output(&self) -> ty::Binder<&'tcx List<Ty<'tcx>>> {
1087         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.inputs_and_output)
1088     }
1089     #[inline]
1090     pub fn output(&self) -> ty::Binder<Ty<'tcx>> {
1091         self.map_bound_ref(|fn_sig| fn_sig.output())
1092     }
1093     pub fn c_variadic(&self) -> bool {
1094         self.skip_binder().c_variadic
1095     }
1096     pub fn unsafety(&self) -> hir::Unsafety {
1097         self.skip_binder().unsafety
1098     }
1099     pub fn abi(&self) -> abi::Abi {
1100         self.skip_binder().abi
1101     }
1102 }
1103
1104 pub type CanonicalPolyFnSig<'tcx> = Canonical<'tcx, Binder<FnSig<'tcx>>>;
1105
1106 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1107 #[derive(HashStable)]
1108 pub struct ParamTy {
1109     pub index: u32,
1110     pub name: Symbol,
1111 }
1112
1113 impl<'tcx> ParamTy {
1114     pub fn new(index: u32, name: Symbol) -> ParamTy {
1115         ParamTy { index, name }
1116     }
1117
1118     pub fn for_self() -> ParamTy {
1119         ParamTy::new(0, kw::SelfUpper)
1120     }
1121
1122     pub fn for_def(def: &ty::GenericParamDef) -> ParamTy {
1123         ParamTy::new(def.index, def.name)
1124     }
1125
1126     pub fn to_ty(self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1127         tcx.mk_ty_param(self.index, self.name)
1128     }
1129 }
1130
1131 #[derive(Copy, Clone, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Eq, PartialEq, Ord, PartialOrd)]
1132 #[derive(HashStable)]
1133 pub struct ParamConst {
1134     pub index: u32,
1135     pub name: Symbol,
1136 }
1137
1138 impl<'tcx> ParamConst {
1139     pub fn new(index: u32, name: Symbol) -> ParamConst {
1140         ParamConst { index, name }
1141     }
1142
1143     pub fn for_def(def: &ty::GenericParamDef) -> ParamConst {
1144         ParamConst::new(def.index, def.name)
1145     }
1146
1147     pub fn to_const(self, tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> &'tcx Const<'tcx> {
1148         tcx.mk_const_param(self.index, self.name, ty)
1149     }
1150 }
1151
1152 rustc_index::newtype_index! {
1153     /// A [De Bruijn index][dbi] is a standard means of representing
1154     /// regions (and perhaps later types) in a higher-ranked setting. In
1155     /// particular, imagine a type like this:
1156     ///
1157     ///     for<'a> fn(for<'b> fn(&'b isize, &'a isize), &'a char)
1158     ///     ^          ^            |        |         |
1159     ///     |          |            |        |         |
1160     ///     |          +------------+ 0      |         |
1161     ///     |                                |         |
1162     ///     +--------------------------------+ 1       |
1163     ///     |                                          |
1164     ///     +------------------------------------------+ 0
1165     ///
1166     /// In this type, there are two binders (the outer fn and the inner
1167     /// fn). We need to be able to determine, for any given region, which
1168     /// fn type it is bound by, the inner or the outer one. There are
1169     /// various ways you can do this, but a De Bruijn index is one of the
1170     /// more convenient and has some nice properties. The basic idea is to
1171     /// count the number of binders, inside out. Some examples should help
1172     /// clarify what I mean.
1173     ///
1174     /// Let's start with the reference type `&'b isize` that is the first
1175     /// argument to the inner function. This region `'b` is assigned a De
1176     /// Bruijn index of 0, meaning "the innermost binder" (in this case, a
1177     /// fn). The region `'a` that appears in the second argument type (`&'a
1178     /// isize`) would then be assigned a De Bruijn index of 1, meaning "the
1179     /// second-innermost binder". (These indices are written on the arrays
1180     /// in the diagram).
1181     ///
1182     /// What is interesting is that De Bruijn index attached to a particular
1183     /// variable will vary depending on where it appears. For example,
1184     /// the final type `&'a char` also refers to the region `'a` declared on
1185     /// the outermost fn. But this time, this reference is not nested within
1186     /// any other binders (i.e., it is not an argument to the inner fn, but
1187     /// rather the outer one). Therefore, in this case, it is assigned a
1188     /// De Bruijn index of 0, because the innermost binder in that location
1189     /// is the outer fn.
1190     ///
1191     /// [dbi]: http://en.wikipedia.org/wiki/De_Bruijn_index
1192     #[derive(HashStable)]
1193     pub struct DebruijnIndex {
1194         DEBUG_FORMAT = "DebruijnIndex({})",
1195         const INNERMOST = 0,
1196     }
1197 }
1198
1199 pub type Region<'tcx> = &'tcx RegionKind;
1200
1201 /// Representation of (lexical) regions. Note that the NLL checker
1202 /// uses a distinct representation of regions. For this reason, it
1203 /// internally replaces all the regions with inference variables --
1204 /// the index of the variable is then used to index into internal NLL
1205 /// data structures. See `rustc_mir::borrow_check` module for more
1206 /// information.
1207 ///
1208 /// ## The Region lattice within a given function
1209 ///
1210 /// In general, the (lexical, and hence deprecated) region lattice
1211 /// looks like
1212 ///
1213 /// ```
1214 /// static ----------+-----...------+       (greatest)
1215 /// |                |              |
1216 /// early-bound and  |              |
1217 /// free regions     |              |
1218 /// |                |              |
1219 /// scope regions    |              |
1220 /// |                |              |
1221 /// empty(root)   placeholder(U1)   |
1222 /// |            /                  |
1223 /// |           /         placeholder(Un)
1224 /// empty(U1) --         /
1225 /// |                   /
1226 /// ...                /
1227 /// |                 /
1228 /// empty(Un) --------                      (smallest)
1229 /// ```
1230 ///
1231 /// Early-bound/free regions are the named lifetimes in scope from the
1232 /// function declaration. They have relationships to one another
1233 /// determined based on the declared relationships from the
1234 /// function. They all collectively outlive the scope regions. (See
1235 /// `RegionRelations` type, and particularly
1236 /// `crate::infer::outlives::free_region_map::FreeRegionMap`.)
1237 ///
1238 /// The scope regions are related to one another based on the AST
1239 /// structure. (See `RegionRelations` type, and particularly the
1240 /// `rustc_middle::middle::region::ScopeTree`.)
1241 ///
1242 /// Note that inference variables and bound regions are not included
1243 /// in this diagram. In the case of inference variables, they should
1244 /// be inferred to some other region from the diagram.  In the case of
1245 /// bound regions, they are excluded because they don't make sense to
1246 /// include -- the diagram indicates the relationship between free
1247 /// regions.
1248 ///
1249 /// ## Inference variables
1250 ///
1251 /// During region inference, we sometimes create inference variables,
1252 /// represented as `ReVar`. These will be inferred by the code in
1253 /// `infer::lexical_region_resolve` to some free region from the
1254 /// lattice above (the minimal region that meets the
1255 /// constraints).
1256 ///
1257 /// During NLL checking, where regions are defined differently, we
1258 /// also use `ReVar` -- in that case, the index is used to index into
1259 /// the NLL region checker's data structures. The variable may in fact
1260 /// represent either a free region or an inference variable, in that
1261 /// case.
1262 ///
1263 /// ## Bound Regions
1264 ///
1265 /// These are regions that are stored behind a binder and must be substituted
1266 /// with some concrete region before being used. There are two kind of
1267 /// bound regions: early-bound, which are bound in an item's `Generics`,
1268 /// and are substituted by a `InternalSubsts`, and late-bound, which are part of
1269 /// higher-ranked types (e.g., `for<'a> fn(&'a ())`), and are substituted by
1270 /// the likes of `liberate_late_bound_regions`. The distinction exists
1271 /// because higher-ranked lifetimes aren't supported in all places. See [1][2].
1272 ///
1273 /// Unlike `Param`s, bound regions are not supposed to exist "in the wild"
1274 /// outside their binder, e.g., in types passed to type inference, and
1275 /// should first be substituted (by placeholder regions, free regions,
1276 /// or region variables).
1277 ///
1278 /// ## Placeholder and Free Regions
1279 ///
1280 /// One often wants to work with bound regions without knowing their precise
1281 /// identity. For example, when checking a function, the lifetime of a borrow
1282 /// can end up being assigned to some region parameter. In these cases,
1283 /// it must be ensured that bounds on the region can't be accidentally
1284 /// assumed without being checked.
1285 ///
1286 /// To do this, we replace the bound regions with placeholder markers,
1287 /// which don't satisfy any relation not explicitly provided.
1288 ///
1289 /// There are two kinds of placeholder regions in rustc: `ReFree` and
1290 /// `RePlaceholder`. When checking an item's body, `ReFree` is supposed
1291 /// to be used. These also support explicit bounds: both the internally-stored
1292 /// *scope*, which the region is assumed to outlive, as well as other
1293 /// relations stored in the `FreeRegionMap`. Note that these relations
1294 /// aren't checked when you `make_subregion` (or `eq_types`), only by
1295 /// `resolve_regions_and_report_errors`.
1296 ///
1297 /// When working with higher-ranked types, some region relations aren't
1298 /// yet known, so you can't just call `resolve_regions_and_report_errors`.
1299 /// `RePlaceholder` is designed for this purpose. In these contexts,
1300 /// there's also the risk that some inference variable laying around will
1301 /// get unified with your placeholder region: if you want to check whether
1302 /// `for<'a> Foo<'_>: 'a`, and you substitute your bound region `'a`
1303 /// with a placeholder region `'%a`, the variable `'_` would just be
1304 /// instantiated to the placeholder region `'%a`, which is wrong because
1305 /// the inference variable is supposed to satisfy the relation
1306 /// *for every value of the placeholder region*. To ensure that doesn't
1307 /// happen, you can use `leak_check`. This is more clearly explained
1308 /// by the [rustc dev guide].
1309 ///
1310 /// [1]: http://smallcultfollowing.com/babysteps/blog/2013/10/29/intermingled-parameter-lists/
1311 /// [2]: http://smallcultfollowing.com/babysteps/blog/2013/11/04/intermingled-parameter-lists/
1312 /// [rustc dev guide]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/traits/hrtb.html
1313 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Copy, RustcEncodable, RustcDecodable, PartialOrd, Ord)]
1314 pub enum RegionKind {
1315     /// Region bound in a type or fn declaration which will be
1316     /// substituted 'early' -- that is, at the same time when type
1317     /// parameters are substituted.
1318     ReEarlyBound(EarlyBoundRegion),
1319
1320     /// Region bound in a function scope, which will be substituted when the
1321     /// function is called.
1322     ReLateBound(DebruijnIndex, BoundRegion),
1323
1324     /// When checking a function body, the types of all arguments and so forth
1325     /// that refer to bound region parameters are modified to refer to free
1326     /// region parameters.
1327     ReFree(FreeRegion),
1328
1329     /// A concrete region naming some statically determined scope
1330     /// (e.g., an expression or sequence of statements) within the
1331     /// current function.
1332     ReScope(region::Scope),
1333
1334     /// Static data that has an "infinite" lifetime. Top in the region lattice.
1335     ReStatic,
1336
1337     /// A region variable. Should not exist after typeck.
1338     ReVar(RegionVid),
1339
1340     /// A placeholder region -- basically, the higher-ranked version of `ReFree`.
1341     /// Should not exist after typeck.
1342     RePlaceholder(ty::PlaceholderRegion),
1343
1344     /// Empty lifetime is for data that is never accessed.  We tag the
1345     /// empty lifetime with a universe -- the idea is that we don't
1346     /// want `exists<'a> { forall<'b> { 'b: 'a } }` to be satisfiable.
1347     /// Therefore, the `'empty` in a universe `U` is less than all
1348     /// regions visible from `U`, but not less than regions not visible
1349     /// from `U`.
1350     ReEmpty(ty::UniverseIndex),
1351
1352     /// Erased region, used by trait selection, in MIR and during codegen.
1353     ReErased,
1354 }
1355
1356 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for Region<'tcx> {}
1357
1358 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Debug, PartialOrd, Ord)]
1359 pub struct EarlyBoundRegion {
1360     pub def_id: DefId,
1361     pub index: u32,
1362     pub name: Symbol,
1363 }
1364
1365 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1366 pub struct TyVid {
1367     pub index: u32,
1368 }
1369
1370 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1371 pub struct ConstVid<'tcx> {
1372     pub index: u32,
1373     pub phantom: PhantomData<&'tcx ()>,
1374 }
1375
1376 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1377 pub struct IntVid {
1378     pub index: u32,
1379 }
1380
1381 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1382 pub struct FloatVid {
1383     pub index: u32,
1384 }
1385
1386 rustc_index::newtype_index! {
1387     pub struct RegionVid {
1388         DEBUG_FORMAT = custom,
1389     }
1390 }
1391
1392 impl Atom for RegionVid {
1393     fn index(self) -> usize {
1394         Idx::index(self)
1395     }
1396 }
1397
1398 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1399 #[derive(HashStable)]
1400 pub enum InferTy {
1401     TyVar(TyVid),
1402     IntVar(IntVid),
1403     FloatVar(FloatVid),
1404
1405     /// A `FreshTy` is one that is generated as a replacement for an
1406     /// unbound type variable. This is convenient for caching etc. See
1407     /// `infer::freshen` for more details.
1408     FreshTy(u32),
1409     FreshIntTy(u32),
1410     FreshFloatTy(u32),
1411 }
1412
1413 rustc_index::newtype_index! {
1414     pub struct BoundVar { .. }
1415 }
1416
1417 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1418 #[derive(HashStable)]
1419 pub struct BoundTy {
1420     pub var: BoundVar,
1421     pub kind: BoundTyKind,
1422 }
1423
1424 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1425 #[derive(HashStable)]
1426 pub enum BoundTyKind {
1427     Anon,
1428     Param(Symbol),
1429 }
1430
1431 impl From<BoundVar> for BoundTy {
1432     fn from(var: BoundVar) -> Self {
1433         BoundTy { var, kind: BoundTyKind::Anon }
1434     }
1435 }
1436
1437 /// A `ProjectionPredicate` for an `ExistentialTraitRef`.
1438 #[derive(Clone, Copy, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash, Debug, RustcEncodable, RustcDecodable)]
1439 #[derive(HashStable, TypeFoldable)]
1440 pub struct ExistentialProjection<'tcx> {
1441     pub item_def_id: DefId,
1442     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
1443     pub ty: Ty<'tcx>,
1444 }
1445
1446 pub type PolyExistentialProjection<'tcx> = Binder<ExistentialProjection<'tcx>>;
1447
1448 impl<'tcx> ExistentialProjection<'tcx> {
1449     /// Extracts the underlying existential trait reference from this projection.
1450     /// For example, if this is a projection of `exists T. <T as Iterator>::Item == X`,
1451     /// then this function would return a `exists T. T: Iterator` existential trait
1452     /// reference.
1453     pub fn trait_ref(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> ty::ExistentialTraitRef<'tcx> {
1454         let def_id = tcx.associated_item(self.item_def_id).container.id();
1455         ty::ExistentialTraitRef { def_id, substs: self.substs }
1456     }
1457
1458     pub fn with_self_ty(
1459         &self,
1460         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1461         self_ty: Ty<'tcx>,
1462     ) -> ty::ProjectionPredicate<'tcx> {
1463         // otherwise the escaping regions would be captured by the binders
1464         debug_assert!(!self_ty.has_escaping_bound_vars());
1465
1466         ty::ProjectionPredicate {
1467             projection_ty: ty::ProjectionTy {
1468                 item_def_id: self.item_def_id,
1469                 substs: tcx.mk_substs_trait(self_ty, self.substs),
1470             },
1471             ty: self.ty,
1472         }
1473     }
1474 }
1475
1476 impl<'tcx> PolyExistentialProjection<'tcx> {
1477     pub fn with_self_ty(
1478         &self,
1479         tcx: TyCtxt<'tcx>,
1480         self_ty: Ty<'tcx>,
1481     ) -> ty::PolyProjectionPredicate<'tcx> {
1482         self.map_bound(|p| p.with_self_ty(tcx, self_ty))
1483     }
1484
1485     pub fn item_def_id(&self) -> DefId {
1486         self.skip_binder().item_def_id
1487     }
1488 }
1489
1490 impl DebruijnIndex {
1491     /// Returns the resulting index when this value is moved into
1492     /// `amount` number of new binders. So, e.g., if you had
1493     ///
1494     ///    for<'a> fn(&'a x)
1495     ///
1496     /// and you wanted to change it to
1497     ///
1498     ///    for<'a> fn(for<'b> fn(&'a x))
1499     ///
1500     /// you would need to shift the index for `'a` into a new binder.
1501     #[must_use]
1502     pub fn shifted_in(self, amount: u32) -> DebruijnIndex {
1503         DebruijnIndex::from_u32(self.as_u32() + amount)
1504     }
1505
1506     /// Update this index in place by shifting it "in" through
1507     /// `amount` number of binders.
1508     pub fn shift_in(&mut self, amount: u32) {
1509         *self = self.shifted_in(amount);
1510     }
1511
1512     /// Returns the resulting index when this value is moved out from
1513     /// `amount` number of new binders.
1514     #[must_use]
1515     pub fn shifted_out(self, amount: u32) -> DebruijnIndex {
1516         DebruijnIndex::from_u32(self.as_u32() - amount)
1517     }
1518
1519     /// Update in place by shifting out from `amount` binders.
1520     pub fn shift_out(&mut self, amount: u32) {
1521         *self = self.shifted_out(amount);
1522     }
1523
1524     /// Adjusts any De Bruijn indices so as to make `to_binder` the
1525     /// innermost binder. That is, if we have something bound at `to_binder`,
1526     /// it will now be bound at INNERMOST. This is an appropriate thing to do
1527     /// when moving a region out from inside binders:
1528     ///
1529     /// ```
1530     ///             for<'a>   fn(for<'b>   for<'c>   fn(&'a u32), _)
1531     /// // Binder:  D3           D2        D1            ^^
1532     /// ```
1533     ///
1534     /// Here, the region `'a` would have the De Bruijn index D3,
1535     /// because it is the bound 3 binders out. However, if we wanted
1536     /// to refer to that region `'a` in the second argument (the `_`),
1537     /// those two binders would not be in scope. In that case, we
1538     /// might invoke `shift_out_to_binder(D3)`. This would adjust the
1539     /// De Bruijn index of `'a` to D1 (the innermost binder).
1540     ///
1541     /// If we invoke `shift_out_to_binder` and the region is in fact
1542     /// bound by one of the binders we are shifting out of, that is an
1543     /// error (and should fail an assertion failure).
1544     pub fn shifted_out_to_binder(self, to_binder: DebruijnIndex) -> Self {
1545         self.shifted_out(to_binder.as_u32() - INNERMOST.as_u32())
1546     }
1547 }
1548
1549 /// Region utilities
1550 impl RegionKind {
1551     /// Is this region named by the user?
1552     pub fn has_name(&self) -> bool {
1553         match *self {
1554             RegionKind::ReEarlyBound(ebr) => ebr.has_name(),
1555             RegionKind::ReLateBound(_, br) => br.is_named(),
1556             RegionKind::ReFree(fr) => fr.bound_region.is_named(),
1557             RegionKind::ReScope(..) => false,
1558             RegionKind::ReStatic => true,
1559             RegionKind::ReVar(..) => false,
1560             RegionKind::RePlaceholder(placeholder) => placeholder.name.is_named(),
1561             RegionKind::ReEmpty(_) => false,
1562             RegionKind::ReErased => false,
1563         }
1564     }
1565
1566     pub fn is_late_bound(&self) -> bool {
1567         match *self {
1568             ty::ReLateBound(..) => true,
1569             _ => false,
1570         }
1571     }
1572
1573     pub fn is_placeholder(&self) -> bool {
1574         match *self {
1575             ty::RePlaceholder(..) => true,
1576             _ => false,
1577         }
1578     }
1579
1580     pub fn bound_at_or_above_binder(&self, index: DebruijnIndex) -> bool {
1581         match *self {
1582             ty::ReLateBound(debruijn, _) => debruijn >= index,
1583             _ => false,
1584         }
1585     }
1586
1587     /// Adjusts any De Bruijn indices so as to make `to_binder` the
1588     /// innermost binder. That is, if we have something bound at `to_binder`,
1589     /// it will now be bound at INNERMOST. This is an appropriate thing to do
1590     /// when moving a region out from inside binders:
1591     ///
1592     /// ```
1593     ///             for<'a>   fn(for<'b>   for<'c>   fn(&'a u32), _)
1594     /// // Binder:  D3           D2        D1            ^^
1595     /// ```
1596     ///
1597     /// Here, the region `'a` would have the De Bruijn index D3,
1598     /// because it is the bound 3 binders out. However, if we wanted
1599     /// to refer to that region `'a` in the second argument (the `_`),
1600     /// those two binders would not be in scope. In that case, we
1601     /// might invoke `shift_out_to_binder(D3)`. This would adjust the
1602     /// De Bruijn index of `'a` to D1 (the innermost binder).
1603     ///
1604     /// If we invoke `shift_out_to_binder` and the region is in fact
1605     /// bound by one of the binders we are shifting out of, that is an
1606     /// error (and should fail an assertion failure).
1607     pub fn shifted_out_to_binder(&self, to_binder: ty::DebruijnIndex) -> RegionKind {
1608         match *self {
1609             ty::ReLateBound(debruijn, r) => {
1610                 ty::ReLateBound(debruijn.shifted_out_to_binder(to_binder), r)
1611             }
1612             r => r,
1613         }
1614     }
1615
1616     pub fn type_flags(&self) -> TypeFlags {
1617         let mut flags = TypeFlags::empty();
1618
1619         match *self {
1620             ty::ReVar(..) => {
1621                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1622                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1623                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_INFER;
1624                 flags = flags | TypeFlags::KEEP_IN_LOCAL_TCX;
1625                 flags = flags | TypeFlags::STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE;
1626             }
1627             ty::RePlaceholder(..) => {
1628                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1629                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1630                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_PLACEHOLDER;
1631                 flags = flags | TypeFlags::STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE;
1632             }
1633             ty::ReEarlyBound(..) => {
1634                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1635                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1636                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_PARAM;
1637                 flags = flags | TypeFlags::STILL_FURTHER_SPECIALIZABLE;
1638             }
1639             ty::ReFree { .. } | ty::ReScope { .. } => {
1640                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1641                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_LOCAL_REGIONS;
1642             }
1643             ty::ReEmpty(_) | ty::ReStatic => {
1644                 flags = flags | TypeFlags::HAS_FREE_REGIONS;
1645             }
1646             ty::ReLateBound(..) => {
1647                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_LATE_BOUND;
1648             }
1649             ty::ReErased => {
1650                 flags = flags | TypeFlags::HAS_RE_ERASED;
1651             }
1652         }
1653
1654         debug!("type_flags({:?}) = {:?}", self, flags);
1655
1656         flags
1657     }
1658
1659     /// Given an early-bound or free region, returns the `DefId` where it was bound.
1660     /// For example, consider the regions in this snippet of code:
1661     ///
1662     /// ```
1663     /// impl<'a> Foo {
1664     ///      ^^ -- early bound, declared on an impl
1665     ///
1666     ///     fn bar<'b, 'c>(x: &self, y: &'b u32, z: &'c u64) where 'static: 'c
1667     ///            ^^  ^^     ^ anonymous, late-bound
1668     ///            |   early-bound, appears in where-clauses
1669     ///            late-bound, appears only in fn args
1670     ///     {..}
1671     /// }
1672     /// ```
1673     ///
1674     /// Here, `free_region_binding_scope('a)` would return the `DefId`
1675     /// of the impl, and for all the other highlighted regions, it
1676     /// would return the `DefId` of the function. In other cases (not shown), this
1677     /// function might return the `DefId` of a closure.
1678     pub fn free_region_binding_scope(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> DefId {
1679         match self {
1680             ty::ReEarlyBound(br) => tcx.parent(br.def_id).unwrap(),
1681             ty::ReFree(fr) => fr.scope,
1682             _ => bug!("free_region_binding_scope invoked on inappropriate region: {:?}", self),
1683         }
1684     }
1685 }
1686
1687 /// Type utilities
1688 impl<'tcx> TyS<'tcx> {
1689     #[inline]
1690     pub fn is_unit(&self) -> bool {
1691         match self.kind {
1692             Tuple(ref tys) => tys.is_empty(),
1693             _ => false,
1694         }
1695     }
1696
1697     #[inline]
1698     pub fn is_never(&self) -> bool {
1699         match self.kind {
1700             Never => true,
1701             _ => false,
1702         }
1703     }
1704
1705     /// Checks whether a type is definitely uninhabited. This is
1706     /// conservative: for some types that are uninhabited we return `false`,
1707     /// but we only return `true` for types that are definitely uninhabited.
1708     /// `ty.conservative_is_privately_uninhabited` implies that any value of type `ty`
1709     /// will be `Abi::Uninhabited`. (Note that uninhabited types may have nonzero
1710     /// size, to account for partial initialisation. See #49298 for details.)
1711     pub fn conservative_is_privately_uninhabited(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
1712         // FIXME(varkor): we can make this less conversative by substituting concrete
1713         // type arguments.
1714         match self.kind {
1715             ty::Never => true,
1716             ty::Adt(def, _) if def.is_union() => {
1717                 // For now, `union`s are never considered uninhabited.
1718                 false
1719             }
1720             ty::Adt(def, _) => {
1721                 // Any ADT is uninhabited if either:
1722                 // (a) It has no variants (i.e. an empty `enum`);
1723                 // (b) Each of its variants (a single one in the case of a `struct`) has at least
1724                 //     one uninhabited field.
1725                 def.variants.iter().all(|var| {
1726                     var.fields.iter().any(|field| {
1727                         tcx.type_of(field.did).conservative_is_privately_uninhabited(tcx)
1728                     })
1729                 })
1730             }
1731             ty::Tuple(..) => {
1732                 self.tuple_fields().any(|ty| ty.conservative_is_privately_uninhabited(tcx))
1733             }
1734             ty::Array(ty, len) => {
1735                 match len.try_eval_usize(tcx, ParamEnv::empty()) {
1736                     // If the array is definitely non-empty, it's uninhabited if
1737                     // the type of its elements is uninhabited.
1738                     Some(n) if n != 0 => ty.conservative_is_privately_uninhabited(tcx),
1739                     _ => false,
1740                 }
1741             }
1742             ty::Ref(..) => {
1743                 // References to uninitialised memory is valid for any type, including
1744                 // uninhabited types, in unsafe code, so we treat all references as
1745                 // inhabited.
1746                 false
1747             }
1748             _ => false,
1749         }
1750     }
1751
1752     #[inline]
1753     pub fn is_primitive(&self) -> bool {
1754         match self.kind {
1755             Bool | Char | Int(_) | Uint(_) | Float(_) => true,
1756             _ => false,
1757         }
1758     }
1759
1760     #[inline]
1761     pub fn is_ty_var(&self) -> bool {
1762         match self.kind {
1763             Infer(TyVar(_)) => true,
1764             _ => false,
1765         }
1766     }
1767
1768     #[inline]
1769     pub fn is_ty_infer(&self) -> bool {
1770         match self.kind {
1771             Infer(_) => true,
1772             _ => false,
1773         }
1774     }
1775
1776     #[inline]
1777     pub fn is_phantom_data(&self) -> bool {
1778         if let Adt(def, _) = self.kind { def.is_phantom_data() } else { false }
1779     }
1780
1781     #[inline]
1782     pub fn is_bool(&self) -> bool {
1783         self.kind == Bool
1784     }
1785
1786     /// Returns `true` if this type is a `str`.
1787     #[inline]
1788     pub fn is_str(&self) -> bool {
1789         self.kind == Str
1790     }
1791
1792     #[inline]
1793     pub fn is_param(&self, index: u32) -> bool {
1794         match self.kind {
1795             ty::Param(ref data) => data.index == index,
1796             _ => false,
1797         }
1798     }
1799
1800     #[inline]
1801     pub fn is_slice(&self) -> bool {
1802         match self.kind {
1803             RawPtr(TypeAndMut { ty, .. }) | Ref(_, ty, _) => match ty.kind {
1804                 Slice(_) | Str => true,
1805                 _ => false,
1806             },
1807             _ => false,
1808         }
1809     }
1810
1811     #[inline]
1812     pub fn is_simd(&self) -> bool {
1813         match self.kind {
1814             Adt(def, _) => def.repr.simd(),
1815             _ => false,
1816         }
1817     }
1818
1819     pub fn sequence_element_type(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1820         match self.kind {
1821             Array(ty, _) | Slice(ty) => ty,
1822             Str => tcx.mk_mach_uint(ast::UintTy::U8),
1823             _ => bug!("`sequence_element_type` called on non-sequence value: {}", self),
1824         }
1825     }
1826
1827     pub fn simd_type(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1828         match self.kind {
1829             Adt(def, substs) => def.non_enum_variant().fields[0].ty(tcx, substs),
1830             _ => bug!("`simd_type` called on invalid type"),
1831         }
1832     }
1833
1834     pub fn simd_size(&self, _tcx: TyCtxt<'tcx>) -> u64 {
1835         // Parameter currently unused, but probably needed in the future to
1836         // allow `#[repr(simd)] struct Simd<T, const N: usize>([T; N]);`.
1837         match self.kind {
1838             Adt(def, _) => def.non_enum_variant().fields.len() as u64,
1839             _ => bug!("`simd_size` called on invalid type"),
1840         }
1841     }
1842
1843     pub fn simd_size_and_type(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> (u64, Ty<'tcx>) {
1844         match self.kind {
1845             Adt(def, substs) => {
1846                 let variant = def.non_enum_variant();
1847                 (variant.fields.len() as u64, variant.fields[0].ty(tcx, substs))
1848             }
1849             _ => bug!("`simd_size_and_type` called on invalid type"),
1850         }
1851     }
1852
1853     #[inline]
1854     pub fn is_region_ptr(&self) -> bool {
1855         match self.kind {
1856             Ref(..) => true,
1857             _ => false,
1858         }
1859     }
1860
1861     #[inline]
1862     pub fn is_mutable_ptr(&self) -> bool {
1863         match self.kind {
1864             RawPtr(TypeAndMut { mutbl: hir::Mutability::Mut, .. })
1865             | Ref(_, _, hir::Mutability::Mut) => true,
1866             _ => false,
1867         }
1868     }
1869
1870     #[inline]
1871     pub fn is_unsafe_ptr(&self) -> bool {
1872         match self.kind {
1873             RawPtr(_) => true,
1874             _ => false,
1875         }
1876     }
1877
1878     /// Tests if this is any kind of primitive pointer type (reference, raw pointer, fn pointer).
1879     #[inline]
1880     pub fn is_any_ptr(&self) -> bool {
1881         self.is_region_ptr() || self.is_unsafe_ptr() || self.is_fn_ptr()
1882     }
1883
1884     /// Returns `true` if this type is an `Arc<T>`.
1885     #[inline]
1886     pub fn is_arc(&self) -> bool {
1887         match self.kind {
1888             Adt(def, _) => def.is_arc(),
1889             _ => false,
1890         }
1891     }
1892
1893     /// Returns `true` if this type is an `Rc<T>`.
1894     #[inline]
1895     pub fn is_rc(&self) -> bool {
1896         match self.kind {
1897             Adt(def, _) => def.is_rc(),
1898             _ => false,
1899         }
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 | Char | Int(_) | Float(_) | Uint(_) | Infer(IntVar(_)) | Infer(FloatVar(_))
1925             | FnDef(..) | FnPtr(_) | RawPtr(_) => true,
1926             _ => false,
1927         }
1928     }
1929
1930     /// Returns `true` if this type is a floating point type.
1931     #[inline]
1932     pub fn is_floating_point(&self) -> bool {
1933         match self.kind {
1934             Float(_) | Infer(FloatVar(_)) => true,
1935             _ => false,
1936         }
1937     }
1938
1939     #[inline]
1940     pub fn is_trait(&self) -> bool {
1941         match self.kind {
1942             Dynamic(..) => true,
1943             _ => false,
1944         }
1945     }
1946
1947     #[inline]
1948     pub fn is_enum(&self) -> bool {
1949         match self.kind {
1950             Adt(adt_def, _) => adt_def.is_enum(),
1951             _ => false,
1952         }
1953     }
1954
1955     #[inline]
1956     pub fn is_closure(&self) -> bool {
1957         match self.kind {
1958             Closure(..) => true,
1959             _ => false,
1960         }
1961     }
1962
1963     #[inline]
1964     pub fn is_generator(&self) -> bool {
1965         match self.kind {
1966             Generator(..) => true,
1967             _ => false,
1968         }
1969     }
1970
1971     #[inline]
1972     pub fn is_integral(&self) -> bool {
1973         match self.kind {
1974             Infer(IntVar(_)) | Int(_) | Uint(_) => true,
1975             _ => false,
1976         }
1977     }
1978
1979     #[inline]
1980     pub fn is_fresh_ty(&self) -> bool {
1981         match self.kind {
1982             Infer(FreshTy(_)) => true,
1983             _ => false,
1984         }
1985     }
1986
1987     #[inline]
1988     pub fn is_fresh(&self) -> bool {
1989         match self.kind {
1990             Infer(FreshTy(_)) => true,
1991             Infer(FreshIntTy(_)) => true,
1992             Infer(FreshFloatTy(_)) => true,
1993             _ => false,
1994         }
1995     }
1996
1997     #[inline]
1998     pub fn is_char(&self) -> bool {
1999         match self.kind {
2000             Char => true,
2001             _ => false,
2002         }
2003     }
2004
2005     #[inline]
2006     pub fn is_numeric(&self) -> bool {
2007         self.is_integral() || self.is_floating_point()
2008     }
2009
2010     #[inline]
2011     pub fn is_signed(&self) -> bool {
2012         match self.kind {
2013             Int(_) => true,
2014             _ => false,
2015         }
2016     }
2017
2018     #[inline]
2019     pub fn is_ptr_sized_integral(&self) -> bool {
2020         match self.kind {
2021             Int(ast::IntTy::Isize) | Uint(ast::UintTy::Usize) => true,
2022             _ => false,
2023         }
2024     }
2025
2026     #[inline]
2027     pub fn is_machine(&self) -> bool {
2028         match self.kind {
2029             Int(..) | Uint(..) | Float(..) => true,
2030             _ => false,
2031         }
2032     }
2033
2034     #[inline]
2035     pub fn has_concrete_skeleton(&self) -> bool {
2036         match self.kind {
2037             Param(_) | Infer(_) | Error => false,
2038             _ => true,
2039         }
2040     }
2041
2042     /// Returns the type and mutability of `*ty`.
2043     ///
2044     /// The parameter `explicit` indicates if this is an *explicit* dereference.
2045     /// Some types -- notably unsafe ptrs -- can only be dereferenced explicitly.
2046     pub fn builtin_deref(&self, explicit: bool) -> Option<TypeAndMut<'tcx>> {
2047         match self.kind {
2048             Adt(def, _) if def.is_box() => {
2049                 Some(TypeAndMut { ty: self.boxed_ty(), mutbl: hir::Mutability::Not })
2050             }
2051             Ref(_, ty, mutbl) => Some(TypeAndMut { ty, mutbl }),
2052             RawPtr(mt) if explicit => Some(mt),
2053             _ => None,
2054         }
2055     }
2056
2057     /// Returns the type of `ty[i]`.
2058     pub fn builtin_index(&self) -> Option<Ty<'tcx>> {
2059         match self.kind {
2060             Array(ty, _) | Slice(ty) => Some(ty),
2061             _ => None,
2062         }
2063     }
2064
2065     pub fn fn_sig(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> PolyFnSig<'tcx> {
2066         match self.kind {
2067             FnDef(def_id, substs) => tcx.fn_sig(def_id).subst(tcx, substs),
2068             FnPtr(f) => f,
2069             Error => {
2070                 // ignore errors (#54954)
2071                 ty::Binder::dummy(FnSig::fake())
2072             }
2073             Closure(..) => bug!(
2074                 "to get the signature of a closure, use `substs.as_closure().sig()` not `fn_sig()`",
2075             ),
2076             _ => bug!("Ty::fn_sig() called on non-fn type: {:?}", self),
2077         }
2078     }
2079
2080     #[inline]
2081     pub fn is_fn(&self) -> bool {
2082         match self.kind {
2083             FnDef(..) | FnPtr(_) => true,
2084             _ => false,
2085         }
2086     }
2087
2088     #[inline]
2089     pub fn is_fn_ptr(&self) -> bool {
2090         match self.kind {
2091             FnPtr(_) => true,
2092             _ => false,
2093         }
2094     }
2095
2096     #[inline]
2097     pub fn is_impl_trait(&self) -> bool {
2098         match self.kind {
2099             Opaque(..) => true,
2100             _ => false,
2101         }
2102     }
2103
2104     #[inline]
2105     pub fn ty_adt_def(&self) -> Option<&'tcx AdtDef> {
2106         match self.kind {
2107             Adt(adt, _) => Some(adt),
2108             _ => None,
2109         }
2110     }
2111
2112     /// Iterates over tuple fields.
2113     /// Panics when called on anything but a tuple.
2114     pub fn tuple_fields(&self) -> impl DoubleEndedIterator<Item = Ty<'tcx>> {
2115         match self.kind {
2116             Tuple(substs) => substs.iter().map(|field| field.expect_ty()),
2117             _ => bug!("tuple_fields called on non-tuple"),
2118         }
2119     }
2120
2121     /// If the type contains variants, returns the valid range of variant indices.
2122     //
2123     // FIXME: This requires the optimized MIR in the case of generators.
2124     #[inline]
2125     pub fn variant_range(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<Range<VariantIdx>> {
2126         match self.kind {
2127             TyKind::Adt(adt, _) => Some(adt.variant_range()),
2128             TyKind::Generator(def_id, substs, _) => {
2129                 Some(substs.as_generator().variant_range(def_id, tcx))
2130             }
2131             _ => None,
2132         }
2133     }
2134
2135     /// If the type contains variants, returns the variant for `variant_index`.
2136     /// Panics if `variant_index` is out of range.
2137     //
2138     // FIXME: This requires the optimized MIR in the case of generators.
2139     #[inline]
2140     pub fn discriminant_for_variant(
2141         &self,
2142         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2143         variant_index: VariantIdx,
2144     ) -> Option<Discr<'tcx>> {
2145         match self.kind {
2146             TyKind::Adt(adt, _) => Some(adt.discriminant_for_variant(tcx, variant_index)),
2147             TyKind::Generator(def_id, substs, _) => {
2148                 Some(substs.as_generator().discriminant_for_variant(def_id, tcx, variant_index))
2149             }
2150             _ => None,
2151         }
2152     }
2153
2154     /// When we create a closure, we record its kind (i.e., what trait
2155     /// it implements) into its `ClosureSubsts` using a type
2156     /// parameter. This is kind of a phantom type, except that the
2157     /// most convenient thing for us to are the integral types. This
2158     /// function converts such a special type into the closure
2159     /// kind. To go the other way, use
2160     /// `tcx.closure_kind_ty(closure_kind)`.
2161     ///
2162     /// Note that during type checking, we use an inference variable
2163     /// to represent the closure kind, because it has not yet been
2164     /// inferred. Once upvar inference (in `src/librustc_typeck/check/upvar.rs`)
2165     /// is complete, that type variable will be unified.
2166     pub fn to_opt_closure_kind(&self) -> Option<ty::ClosureKind> {
2167         match self.kind {
2168             Int(int_ty) => match int_ty {
2169                 ast::IntTy::I8 => Some(ty::ClosureKind::Fn),
2170                 ast::IntTy::I16 => Some(ty::ClosureKind::FnMut),
2171                 ast::IntTy::I32 => Some(ty::ClosureKind::FnOnce),
2172                 _ => bug!("cannot convert type `{:?}` to a closure kind", self),
2173             },
2174
2175             // "Bound" types appear in canonical queries when the
2176             // closure type is not yet known
2177             Bound(..) | Infer(_) => None,
2178
2179             Error => Some(ty::ClosureKind::Fn),
2180
2181             _ => bug!("cannot convert type `{:?}` to a closure kind", self),
2182         }
2183     }
2184
2185     /// Fast path helper for testing if a type is `Sized`.
2186     ///
2187     /// Returning true means the type is known to be sized. Returning
2188     /// `false` means nothing -- could be sized, might not be.
2189     pub fn is_trivially_sized(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> bool {
2190         match self.kind {
2191             ty::Infer(ty::IntVar(_))
2192             | ty::Infer(ty::FloatVar(_))
2193             | ty::Uint(_)
2194             | ty::Int(_)
2195             | ty::Bool
2196             | ty::Float(_)
2197             | ty::FnDef(..)
2198             | ty::FnPtr(_)
2199             | ty::RawPtr(..)
2200             | ty::Char
2201             | ty::Ref(..)
2202             | ty::Generator(..)
2203             | ty::GeneratorWitness(..)
2204             | ty::Array(..)
2205             | ty::Closure(..)
2206             | ty::Never
2207             | ty::Error => true,
2208
2209             ty::Str | ty::Slice(_) | ty::Dynamic(..) | ty::Foreign(..) => false,
2210
2211             ty::Tuple(tys) => tys.iter().all(|ty| ty.expect_ty().is_trivially_sized(tcx)),
2212
2213             ty::Adt(def, _substs) => def.sized_constraint(tcx).is_empty(),
2214
2215             ty::Projection(_) | ty::Param(_) | ty::Opaque(..) => false,
2216
2217             ty::UnnormalizedProjection(..) => bug!("only used with chalk-engine"),
2218
2219             ty::Infer(ty::TyVar(_)) => false,
2220
2221             ty::Bound(..)
2222             | ty::Placeholder(..)
2223             | ty::Infer(ty::FreshTy(_))
2224             | ty::Infer(ty::FreshIntTy(_))
2225             | ty::Infer(ty::FreshFloatTy(_)) => {
2226                 bug!("`is_trivially_sized` applied to unexpected type: {:?}", self)
2227             }
2228         }
2229     }
2230 }
2231
2232 /// Typed constant value.
2233 #[derive(Copy, Clone, Debug, Hash, RustcEncodable, RustcDecodable, Eq, PartialEq, Ord, PartialOrd)]
2234 #[derive(HashStable)]
2235 pub struct Const<'tcx> {
2236     pub ty: Ty<'tcx>,
2237
2238     pub val: ConstKind<'tcx>,
2239 }
2240
2241 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
2242 static_assert_size!(Const<'_>, 48);
2243
2244 impl<'tcx> Const<'tcx> {
2245     /// Literals and const generic parameters are eagerly converted to a constant, everything else
2246     /// becomes `Unevaluated`.
2247     pub fn from_anon_const(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: LocalDefId) -> &'tcx Self {
2248         debug!("Const::from_anon_const(id={:?})", def_id);
2249
2250         let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
2251
2252         let body_id = match tcx.hir().get(hir_id) {
2253             hir::Node::AnonConst(ac) => ac.body,
2254             _ => span_bug!(
2255                 tcx.def_span(def_id.to_def_id()),
2256                 "from_anon_const can only process anonymous constants"
2257             ),
2258         };
2259
2260         let expr = &tcx.hir().body(body_id).value;
2261
2262         let ty = tcx.type_of(def_id.to_def_id());
2263
2264         let lit_input = match expr.kind {
2265             hir::ExprKind::Lit(ref lit) => Some(LitToConstInput { lit: &lit.node, ty, neg: false }),
2266             hir::ExprKind::Unary(hir::UnOp::UnNeg, ref expr) => match expr.kind {
2267                 hir::ExprKind::Lit(ref lit) => {
2268                     Some(LitToConstInput { lit: &lit.node, ty, neg: true })
2269                 }
2270                 _ => None,
2271             },
2272             _ => None,
2273         };
2274
2275         if let Some(lit_input) = lit_input {
2276             // If an error occurred, ignore that it's a literal and leave reporting the error up to
2277             // mir.
2278             if let Ok(c) = tcx.at(expr.span).lit_to_const(lit_input) {
2279                 return c;
2280             } else {
2281                 tcx.sess.delay_span_bug(expr.span, "Const::from_anon_const: couldn't lit_to_const");
2282             }
2283         }
2284
2285         // Unwrap a block, so that e.g. `{ P }` is recognised as a parameter. Const arguments
2286         // currently have to be wrapped in curly brackets, so it's necessary to special-case.
2287         let expr = match &expr.kind {
2288             hir::ExprKind::Block(block, _) if block.stmts.is_empty() && block.expr.is_some() => {
2289                 block.expr.as_ref().unwrap()
2290             }
2291             _ => expr,
2292         };
2293
2294         use hir::{def::DefKind::ConstParam, def::Res, ExprKind, Path, QPath};
2295         let val = match expr.kind {
2296             ExprKind::Path(QPath::Resolved(_, &Path { res: Res::Def(ConstParam, def_id), .. })) => {
2297                 // Find the name and index of the const parameter by indexing the generics of
2298                 // the parent item and construct a `ParamConst`.
2299                 let hir_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id).unwrap();
2300                 let item_id = tcx.hir().get_parent_node(hir_id);
2301                 let item_def_id = tcx.hir().local_def_id(item_id);
2302                 let generics = tcx.generics_of(item_def_id);
2303                 let index = generics.param_def_id_to_index[&tcx.hir().local_def_id(hir_id)];
2304                 let name = tcx.hir().name(hir_id);
2305                 ty::ConstKind::Param(ty::ParamConst::new(index, name))
2306             }
2307             _ => ty::ConstKind::Unevaluated(
2308                 def_id.to_def_id(),
2309                 InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def_id.to_def_id()),
2310                 None,
2311             ),
2312         };
2313
2314         tcx.mk_const(ty::Const { val, ty })
2315     }
2316
2317     #[inline]
2318     /// Interns the given value as a constant.
2319     pub fn from_value(tcx: TyCtxt<'tcx>, val: ConstValue<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> &'tcx Self {
2320         tcx.mk_const(Self { val: ConstKind::Value(val), ty })
2321     }
2322
2323     #[inline]
2324     /// Interns the given scalar as a constant.
2325     pub fn from_scalar(tcx: TyCtxt<'tcx>, val: Scalar, ty: Ty<'tcx>) -> &'tcx Self {
2326         Self::from_value(tcx, ConstValue::Scalar(val), ty)
2327     }
2328
2329     #[inline]
2330     /// Creates a constant with the given integer value and interns it.
2331     pub fn from_bits(tcx: TyCtxt<'tcx>, bits: u128, ty: ParamEnvAnd<'tcx, Ty<'tcx>>) -> &'tcx Self {
2332         let size = tcx
2333             .layout_of(ty)
2334             .unwrap_or_else(|e| panic!("could not compute layout for {:?}: {:?}", ty, e))
2335             .size;
2336         Self::from_scalar(tcx, Scalar::from_uint(bits, size), ty.value)
2337     }
2338
2339     #[inline]
2340     /// Creates an interned zst constant.
2341     pub fn zero_sized(tcx: TyCtxt<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> &'tcx Self {
2342         Self::from_scalar(tcx, Scalar::zst(), ty)
2343     }
2344
2345     #[inline]
2346     /// Creates an interned bool constant.
2347     pub fn from_bool(tcx: TyCtxt<'tcx>, v: bool) -> &'tcx Self {
2348         Self::from_bits(tcx, v as u128, ParamEnv::empty().and(tcx.types.bool))
2349     }
2350
2351     #[inline]
2352     /// Creates an interned usize constant.
2353     pub fn from_usize(tcx: TyCtxt<'tcx>, n: u64) -> &'tcx Self {
2354         Self::from_bits(tcx, n as u128, ParamEnv::empty().and(tcx.types.usize))
2355     }
2356
2357     #[inline]
2358     /// Attempts to evaluate the given constant to bits. Can fail to evaluate in the presence of
2359     /// generics (or erroneous code) or if the value can't be represented as bits (e.g. because it
2360     /// contains const generic parameters or pointers).
2361     pub fn try_eval_bits(
2362         &self,
2363         tcx: TyCtxt<'tcx>,
2364         param_env: ParamEnv<'tcx>,
2365         ty: Ty<'tcx>,
2366     ) -> Option<u128> {
2367         assert_eq!(self.ty, ty);
2368         let size = tcx.layout_of(param_env.with_reveal_all().and(ty)).ok()?.size;
2369         // if `ty` does not depend on generic parameters, use an empty param_env
2370         self.eval(tcx, param_env).val.try_to_bits(size)
2371     }
2372
2373     #[inline]
2374     /// Tries to evaluate the constant if it is `Unevaluated`. If that doesn't succeed, return the
2375     /// unevaluated constant.
2376     pub fn eval(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>) -> &Const<'tcx> {
2377         let try_const_eval = |did, param_env: ParamEnv<'tcx>, substs, promoted| {
2378             let param_env_and_substs = param_env.with_reveal_all().and(substs);
2379
2380             // Avoid querying `tcx.const_eval(...)` with any e.g. inference vars.
2381             if param_env_and_substs.has_local_value() {
2382                 return None;
2383             }
2384
2385             let (param_env, substs) = param_env_and_substs.into_parts();
2386
2387             // try to resolve e.g. associated constants to their definition on an impl, and then
2388             // evaluate the const.
2389             tcx.const_eval_resolve(param_env, did, substs, promoted, None)
2390                 .ok()
2391                 .map(|val| Const::from_value(tcx, val, self.ty))
2392         };
2393
2394         match self.val {
2395             ConstKind::Unevaluated(did, substs, promoted) => {
2396                 // HACK(eddyb) when substs contain e.g. inference variables,
2397                 // attempt using identity substs instead, that will succeed
2398                 // when the expression doesn't depend on any parameters.
2399                 // FIXME(eddyb, skinny121) pass `InferCtxt` into here when it's available, so that
2400                 // we can call `infcx.const_eval_resolve` which handles inference variables.
2401                 if substs.has_local_value() {
2402                     let identity_substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx, did);
2403                     // The `ParamEnv` needs to match the `identity_substs`.
2404                     let identity_param_env = tcx.param_env(did);
2405                     match try_const_eval(did, identity_param_env, identity_substs, promoted) {
2406                         Some(ct) => ct.subst(tcx, substs),
2407                         None => self,
2408                     }
2409                 } else {
2410                     try_const_eval(did, param_env, substs, promoted).unwrap_or(self)
2411                 }
2412             }
2413             _ => self,
2414         }
2415     }
2416
2417     #[inline]
2418     pub fn try_eval_bool(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>) -> Option<bool> {
2419         self.try_eval_bits(tcx, param_env, tcx.types.bool).and_then(|v| match v {
2420             0 => Some(false),
2421             1 => Some(true),
2422             _ => None,
2423         })
2424     }
2425
2426     #[inline]
2427     pub fn try_eval_usize(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>) -> Option<u64> {
2428         self.try_eval_bits(tcx, param_env, tcx.types.usize).map(|v| v as u64)
2429     }
2430
2431     #[inline]
2432     /// Panics if the value cannot be evaluated or doesn't contain a valid integer of the given type.
2433     pub fn eval_bits(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> u128 {
2434         self.try_eval_bits(tcx, param_env, ty)
2435             .unwrap_or_else(|| bug!("expected bits of {:#?}, got {:#?}", ty, self))
2436     }
2437
2438     #[inline]
2439     /// Panics if the value cannot be evaluated or doesn't contain a valid `usize`.
2440     pub fn eval_usize(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>, param_env: ParamEnv<'tcx>) -> u64 {
2441         self.eval_bits(tcx, param_env, tcx.types.usize) as u64
2442     }
2443 }
2444
2445 impl<'tcx> rustc_serialize::UseSpecializedDecodable for &'tcx Const<'tcx> {}
2446
2447 /// Represents a constant in Rust.
2448 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable, Hash)]
2449 #[derive(HashStable)]
2450 pub enum ConstKind<'tcx> {
2451     /// A const generic parameter.
2452     Param(ParamConst),
2453
2454     /// Infer the value of the const.
2455     Infer(InferConst<'tcx>),
2456
2457     /// Bound const variable, used only when preparing a trait query.
2458     Bound(DebruijnIndex, BoundVar),
2459
2460     /// A placeholder const - universally quantified higher-ranked const.
2461     Placeholder(ty::PlaceholderConst),
2462
2463     /// Used in the HIR by using `Unevaluated` everywhere and later normalizing to one of the other
2464     /// variants when the code is monomorphic enough for that.
2465     Unevaluated(DefId, SubstsRef<'tcx>, Option<Promoted>),
2466
2467     /// Used to hold computed value.
2468     Value(ConstValue<'tcx>),
2469 }
2470
2471 #[cfg(target_arch = "x86_64")]
2472 static_assert_size!(ConstKind<'_>, 40);
2473
2474 impl<'tcx> ConstKind<'tcx> {
2475     #[inline]
2476     pub fn try_to_scalar(&self) -> Option<Scalar> {
2477         if let ConstKind::Value(val) = self { val.try_to_scalar() } else { None }
2478     }
2479
2480     #[inline]
2481     pub fn try_to_bits(&self, size: Size) -> Option<u128> {
2482         if let ConstKind::Value(val) = self { val.try_to_bits(size) } else { None }
2483     }
2484 }
2485
2486 /// An inference variable for a const, for use in const generics.
2487 #[derive(Copy, Clone, Debug, Eq, PartialEq, PartialOrd, Ord, RustcEncodable, RustcDecodable, Hash)]
2488 #[derive(HashStable)]
2489 pub enum InferConst<'tcx> {
2490     /// Infer the value of the const.
2491     Var(ConstVid<'tcx>),
2492     /// A fresh const variable. See `infer::freshen` for more details.
2493     Fresh(u32),
2494 }