]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_ast_lowering/src/lib.rs
Handle generic parameters.
[rust.git] / compiler / rustc_ast_lowering / src / lib.rs
1 //! Lowers the AST to the HIR.
2 //!
3 //! Since the AST and HIR are fairly similar, this is mostly a simple procedure,
4 //! much like a fold. Where lowering involves a bit more work things get more
5 //! interesting and there are some invariants you should know about. These mostly
6 //! concern spans and IDs.
7 //!
8 //! Spans are assigned to AST nodes during parsing and then are modified during
9 //! expansion to indicate the origin of a node and the process it went through
10 //! being expanded. IDs are assigned to AST nodes just before lowering.
11 //!
12 //! For the simpler lowering steps, IDs and spans should be preserved. Unlike
13 //! expansion we do not preserve the process of lowering in the spans, so spans
14 //! should not be modified here. When creating a new node (as opposed to
15 //! "folding" an existing one), create a new ID using `next_id()`.
16 //!
17 //! You must ensure that IDs are unique. That means that you should only use the
18 //! ID from an AST node in a single HIR node (you can assume that AST node-IDs
19 //! are unique). Every new node must have a unique ID. Avoid cloning HIR nodes.
20 //! If you do, you must then set the new node's ID to a fresh one.
21 //!
22 //! Spans are used for error messages and for tools to map semantics back to
23 //! source code. It is therefore not as important with spans as IDs to be strict
24 //! about use (you can't break the compiler by screwing up a span). Obviously, a
25 //! HIR node can only have a single span. But multiple nodes can have the same
26 //! span and spans don't need to be kept in order, etc. Where code is preserved
27 //! by lowering, it should have the same span as in the AST. Where HIR nodes are
28 //! new it is probably best to give a span for the whole AST node being lowered.
29 //! All nodes should have real spans; don't use dummy spans. Tools are likely to
30 //! get confused if the spans from leaf AST nodes occur in multiple places
31 //! in the HIR, especially for multiple identifiers.
32
33 #![feature(box_patterns)]
34 #![feature(let_chains)]
35 #![feature(let_else)]
36 #![feature(never_type)]
37 #![recursion_limit = "256"]
38 #![allow(rustc::potential_query_instability)]
39 #![deny(rustc::untranslatable_diagnostic)]
40 #![deny(rustc::diagnostic_outside_of_impl)]
41
42 #[macro_use]
43 extern crate tracing;
44
45 use crate::errors::{AssocTyParentheses, AssocTyParenthesesSub, MisplacedImplTrait, TraitFnAsync};
46
47 use rustc_arena::declare_arena;
48 use rustc_ast::ptr::P;
49 use rustc_ast::visit;
50 use rustc_ast::{self as ast, *};
51 use rustc_ast_pretty::pprust;
52 use rustc_data_structures::captures::Captures;
53 use rustc_data_structures::fingerprint::Fingerprint;
54 use rustc_data_structures::fx::FxHashMap;
55 use rustc_data_structures::sorted_map::SortedMap;
56 use rustc_data_structures::stable_hasher::{HashStable, StableHasher};
57 use rustc_data_structures::sync::Lrc;
58 use rustc_errors::{DiagnosticArgFromDisplay, Handler, StashKey};
59 use rustc_hir as hir;
60 use rustc_hir::def::{DefKind, LifetimeRes, Namespace, PartialRes, PerNS, Res};
61 use rustc_hir::def_id::{LocalDefId, CRATE_DEF_ID};
62 use rustc_hir::definitions::DefPathData;
63 use rustc_hir::{ConstArg, GenericArg, ItemLocalId, ParamName, TraitCandidate};
64 use rustc_index::vec::{Idx, IndexVec};
65 use rustc_middle::span_bug;
66 use rustc_middle::ty::{ResolverAstLowering, TyCtxt};
67 use rustc_session::parse::feature_err;
68 use rustc_span::hygiene::MacroKind;
69 use rustc_span::source_map::DesugaringKind;
70 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident, Symbol};
71 use rustc_span::{Span, DUMMY_SP};
72
73 use smallvec::SmallVec;
74 use std::collections::hash_map::Entry;
75
76 macro_rules! arena_vec {
77     ($this:expr; $($x:expr),*) => (
78         $this.arena.alloc_from_iter([$($x),*])
79     );
80 }
81
82 mod asm;
83 mod block;
84 mod errors;
85 mod expr;
86 mod index;
87 mod item;
88 mod lifetime_collector;
89 mod pat;
90 mod path;
91
92 struct LoweringContext<'a, 'hir> {
93     tcx: TyCtxt<'hir>,
94     resolver: &'a mut ResolverAstLowering,
95
96     /// Used to allocate HIR nodes.
97     arena: &'hir hir::Arena<'hir>,
98
99     /// Used to allocate temporary AST nodes for use during lowering.
100     /// This allows us to create "fake" AST -- these nodes can sometimes
101     /// be allocated on the stack, but other times we need them to live longer
102     /// than the current stack frame, so they can be collected into vectors
103     /// and things like that.
104     ast_arena: &'a Arena<'static>,
105
106     /// Bodies inside the owner being lowered.
107     bodies: Vec<(hir::ItemLocalId, &'hir hir::Body<'hir>)>,
108     /// Attributes inside the owner being lowered.
109     attrs: SortedMap<hir::ItemLocalId, &'hir [Attribute]>,
110     /// Collect items that were created by lowering the current owner.
111     children: FxHashMap<LocalDefId, hir::MaybeOwner<&'hir hir::OwnerInfo<'hir>>>,
112
113     generator_kind: Option<hir::GeneratorKind>,
114
115     /// When inside an `async` context, this is the `HirId` of the
116     /// `task_context` local bound to the resume argument of the generator.
117     task_context: Option<hir::HirId>,
118
119     /// Used to get the current `fn`'s def span to point to when using `await`
120     /// outside of an `async fn`.
121     current_item: Option<Span>,
122
123     catch_scope: Option<NodeId>,
124     loop_scope: Option<NodeId>,
125     is_in_loop_condition: bool,
126     is_in_trait_impl: bool,
127     is_in_dyn_type: bool,
128
129     current_hir_id_owner: LocalDefId,
130     item_local_id_counter: hir::ItemLocalId,
131     local_id_to_def_id: SortedMap<ItemLocalId, LocalDefId>,
132     trait_map: FxHashMap<ItemLocalId, Box<[TraitCandidate]>>,
133
134     impl_trait_defs: Vec<hir::GenericParam<'hir>>,
135     impl_trait_bounds: Vec<hir::WherePredicate<'hir>>,
136
137     /// NodeIds that are lowered inside the current HIR owner.
138     node_id_to_local_id: FxHashMap<NodeId, hir::ItemLocalId>,
139
140     allow_try_trait: Option<Lrc<[Symbol]>>,
141     allow_gen_future: Option<Lrc<[Symbol]>>,
142     allow_into_future: Option<Lrc<[Symbol]>>,
143
144     /// Mapping from generics `def_id`s to TAIT generics `def_id`s.
145     /// For each captured lifetime (e.g., 'a), we create a new lifetime parameter that is a generic
146     /// defined on the TAIT, so we have type Foo<'a1> = ... and we establish a mapping in this
147     /// field from the original parameter 'a to the new parameter 'a1.
148     generics_def_id_map: Vec<FxHashMap<LocalDefId, LocalDefId>>,
149 }
150
151 declare_arena!([
152     [] tys: rustc_ast::Ty,
153     [] aba: rustc_ast::AngleBracketedArgs,
154     [] ptr: rustc_ast::PolyTraitRef,
155     // This _marker field is needed because `declare_arena` creates `Arena<'tcx>` and we need to
156     // use `'tcx`. If we don't have this we get a compile error.
157     [] _marker: std::marker::PhantomData<&'tcx ()>,
158 ]);
159
160 trait ResolverAstLoweringExt {
161     fn legacy_const_generic_args(&self, expr: &Expr) -> Option<Vec<usize>>;
162     fn get_partial_res(&self, id: NodeId) -> Option<PartialRes>;
163     fn get_import_res(&self, id: NodeId) -> PerNS<Option<Res<NodeId>>>;
164     fn get_label_res(&self, id: NodeId) -> Option<NodeId>;
165     fn get_lifetime_res(&self, id: NodeId) -> Option<LifetimeRes>;
166     fn take_extra_lifetime_params(&mut self, id: NodeId) -> Vec<(Ident, NodeId, LifetimeRes)>;
167     fn decl_macro_kind(&self, def_id: LocalDefId) -> MacroKind;
168 }
169
170 impl ResolverAstLoweringExt for ResolverAstLowering {
171     fn legacy_const_generic_args(&self, expr: &Expr) -> Option<Vec<usize>> {
172         if let ExprKind::Path(None, path) = &expr.kind {
173             // Don't perform legacy const generics rewriting if the path already
174             // has generic arguments.
175             if path.segments.last().unwrap().args.is_some() {
176                 return None;
177             }
178
179             let partial_res = self.partial_res_map.get(&expr.id)?;
180             if partial_res.unresolved_segments() != 0 {
181                 return None;
182             }
183
184             if let Res::Def(DefKind::Fn, def_id) = partial_res.base_res() {
185                 // We only support cross-crate argument rewriting. Uses
186                 // within the same crate should be updated to use the new
187                 // const generics style.
188                 if def_id.is_local() {
189                     return None;
190                 }
191
192                 if let Some(v) = self.legacy_const_generic_args.get(&def_id) {
193                     return v.clone();
194                 }
195             }
196         }
197
198         None
199     }
200
201     /// Obtains resolution for a `NodeId` with a single resolution.
202     fn get_partial_res(&self, id: NodeId) -> Option<PartialRes> {
203         self.partial_res_map.get(&id).copied()
204     }
205
206     /// Obtains per-namespace resolutions for `use` statement with the given `NodeId`.
207     fn get_import_res(&self, id: NodeId) -> PerNS<Option<Res<NodeId>>> {
208         self.import_res_map.get(&id).copied().unwrap_or_default()
209     }
210
211     /// Obtains resolution for a label with the given `NodeId`.
212     fn get_label_res(&self, id: NodeId) -> Option<NodeId> {
213         self.label_res_map.get(&id).copied()
214     }
215
216     /// Obtains resolution for a lifetime with the given `NodeId`.
217     fn get_lifetime_res(&self, id: NodeId) -> Option<LifetimeRes> {
218         self.lifetimes_res_map.get(&id).copied()
219     }
220
221     /// Obtain the list of lifetimes parameters to add to an item.
222     ///
223     /// Extra lifetime parameters should only be added in places that can appear
224     /// as a `binder` in `LifetimeRes`.
225     ///
226     /// The extra lifetimes that appear from the parenthesized `Fn`-trait desugaring
227     /// should appear at the enclosing `PolyTraitRef`.
228     fn take_extra_lifetime_params(&mut self, id: NodeId) -> Vec<(Ident, NodeId, LifetimeRes)> {
229         self.extra_lifetime_params_map.remove(&id).unwrap_or_default()
230     }
231
232     fn decl_macro_kind(&self, def_id: LocalDefId) -> MacroKind {
233         self.builtin_macro_kinds.get(&def_id).copied().unwrap_or(MacroKind::Bang)
234     }
235 }
236
237 /// Context of `impl Trait` in code, which determines whether it is allowed in an HIR subtree,
238 /// and if so, what meaning it has.
239 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq)]
240 enum ImplTraitContext {
241     /// Treat `impl Trait` as shorthand for a new universal generic parameter.
242     /// Example: `fn foo(x: impl Debug)`, where `impl Debug` is conceptually
243     /// equivalent to a fresh universal parameter like `fn foo<T: Debug>(x: T)`.
244     ///
245     /// Newly generated parameters should be inserted into the given `Vec`.
246     Universal,
247
248     /// Treat `impl Trait` as shorthand for a new opaque type.
249     /// Example: `fn foo() -> impl Debug`, where `impl Debug` is conceptually
250     /// equivalent to a new opaque type like `type T = impl Debug; fn foo() -> T`.
251     ///
252     ReturnPositionOpaqueTy {
253         /// Origin: Either OpaqueTyOrigin::FnReturn or OpaqueTyOrigin::AsyncFn,
254         origin: hir::OpaqueTyOrigin,
255         in_trait: bool,
256     },
257     /// Impl trait in type aliases.
258     TypeAliasesOpaqueTy,
259     /// `impl Trait` is not accepted in this position.
260     Disallowed(ImplTraitPosition),
261 }
262
263 /// Position in which `impl Trait` is disallowed.
264 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq)]
265 enum ImplTraitPosition {
266     Path,
267     Variable,
268     Type,
269     Trait,
270     AsyncBlock,
271     Bound,
272     Generic,
273     ExternFnParam,
274     ClosureParam,
275     PointerParam,
276     FnTraitParam,
277     TraitParam,
278     ImplParam,
279     ExternFnReturn,
280     ClosureReturn,
281     PointerReturn,
282     FnTraitReturn,
283     TraitReturn,
284     ImplReturn,
285 }
286
287 impl std::fmt::Display for ImplTraitPosition {
288     fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter<'_>) -> std::fmt::Result {
289         let name = match self {
290             ImplTraitPosition::Path => "path",
291             ImplTraitPosition::Variable => "variable binding",
292             ImplTraitPosition::Type => "type",
293             ImplTraitPosition::Trait => "trait",
294             ImplTraitPosition::AsyncBlock => "async block",
295             ImplTraitPosition::Bound => "bound",
296             ImplTraitPosition::Generic => "generic",
297             ImplTraitPosition::ExternFnParam => "`extern fn` param",
298             ImplTraitPosition::ClosureParam => "closure param",
299             ImplTraitPosition::PointerParam => "`fn` pointer param",
300             ImplTraitPosition::FnTraitParam => "`Fn` trait param",
301             ImplTraitPosition::TraitParam => "trait method param",
302             ImplTraitPosition::ImplParam => "`impl` method param",
303             ImplTraitPosition::ExternFnReturn => "`extern fn` return",
304             ImplTraitPosition::ClosureReturn => "closure return",
305             ImplTraitPosition::PointerReturn => "`fn` pointer return",
306             ImplTraitPosition::FnTraitReturn => "`Fn` trait return",
307             ImplTraitPosition::TraitReturn => "trait method return",
308             ImplTraitPosition::ImplReturn => "`impl` method return",
309         };
310
311         write!(f, "{}", name)
312     }
313 }
314
315 #[derive(Debug)]
316 enum FnDeclKind {
317     Fn,
318     Inherent,
319     ExternFn,
320     Closure,
321     Pointer,
322     Trait,
323     Impl,
324 }
325
326 impl FnDeclKind {
327     fn impl_trait_return_allowed(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> bool {
328         match self {
329             FnDeclKind::Fn | FnDeclKind::Inherent => true,
330             FnDeclKind::Impl if tcx.features().return_position_impl_trait_in_trait => true,
331             _ => false,
332         }
333     }
334
335     fn impl_trait_in_trait_allowed(&self, tcx: TyCtxt<'_>) -> bool {
336         match self {
337             FnDeclKind::Trait if tcx.features().return_position_impl_trait_in_trait => true,
338             _ => false,
339         }
340     }
341 }
342
343 #[derive(Copy, Clone)]
344 enum AstOwner<'a> {
345     NonOwner,
346     Crate(&'a ast::Crate),
347     Item(&'a ast::Item),
348     AssocItem(&'a ast::AssocItem, visit::AssocCtxt),
349     ForeignItem(&'a ast::ForeignItem),
350 }
351
352 fn index_crate<'a>(
353     node_id_to_def_id: &FxHashMap<NodeId, LocalDefId>,
354     krate: &'a Crate,
355 ) -> IndexVec<LocalDefId, AstOwner<'a>> {
356     let mut indexer = Indexer { node_id_to_def_id, index: IndexVec::new() };
357     indexer.index.ensure_contains_elem(CRATE_DEF_ID, || AstOwner::NonOwner);
358     indexer.index[CRATE_DEF_ID] = AstOwner::Crate(krate);
359     visit::walk_crate(&mut indexer, krate);
360     return indexer.index;
361
362     struct Indexer<'s, 'a> {
363         node_id_to_def_id: &'s FxHashMap<NodeId, LocalDefId>,
364         index: IndexVec<LocalDefId, AstOwner<'a>>,
365     }
366
367     impl<'a> visit::Visitor<'a> for Indexer<'_, 'a> {
368         fn visit_attribute(&mut self, _: &'a Attribute) {
369             // We do not want to lower expressions that appear in attributes,
370             // as they are not accessible to the rest of the HIR.
371         }
372
373         fn visit_item(&mut self, item: &'a ast::Item) {
374             let def_id = self.node_id_to_def_id[&item.id];
375             self.index.ensure_contains_elem(def_id, || AstOwner::NonOwner);
376             self.index[def_id] = AstOwner::Item(item);
377             visit::walk_item(self, item)
378         }
379
380         fn visit_assoc_item(&mut self, item: &'a ast::AssocItem, ctxt: visit::AssocCtxt) {
381             let def_id = self.node_id_to_def_id[&item.id];
382             self.index.ensure_contains_elem(def_id, || AstOwner::NonOwner);
383             self.index[def_id] = AstOwner::AssocItem(item, ctxt);
384             visit::walk_assoc_item(self, item, ctxt);
385         }
386
387         fn visit_foreign_item(&mut self, item: &'a ast::ForeignItem) {
388             let def_id = self.node_id_to_def_id[&item.id];
389             self.index.ensure_contains_elem(def_id, || AstOwner::NonOwner);
390             self.index[def_id] = AstOwner::ForeignItem(item);
391             visit::walk_foreign_item(self, item);
392         }
393     }
394 }
395
396 /// Compute the hash for the HIR of the full crate.
397 /// This hash will then be part of the crate_hash which is stored in the metadata.
398 fn compute_hir_hash(
399     tcx: TyCtxt<'_>,
400     owners: &IndexVec<LocalDefId, hir::MaybeOwner<&hir::OwnerInfo<'_>>>,
401 ) -> Fingerprint {
402     let mut hir_body_nodes: Vec<_> = owners
403         .iter_enumerated()
404         .filter_map(|(def_id, info)| {
405             let info = info.as_owner()?;
406             let def_path_hash = tcx.hir().def_path_hash(def_id);
407             Some((def_path_hash, info))
408         })
409         .collect();
410     hir_body_nodes.sort_unstable_by_key(|bn| bn.0);
411
412     tcx.with_stable_hashing_context(|mut hcx| {
413         let mut stable_hasher = StableHasher::new();
414         hir_body_nodes.hash_stable(&mut hcx, &mut stable_hasher);
415         stable_hasher.finish()
416     })
417 }
418
419 pub fn lower_to_hir<'hir>(tcx: TyCtxt<'hir>, (): ()) -> hir::Crate<'hir> {
420     let sess = tcx.sess;
421     let krate = tcx.untracked_crate.steal();
422     let mut resolver = tcx.resolver_for_lowering(()).steal();
423
424     let ast_index = index_crate(&resolver.node_id_to_def_id, &krate);
425     let mut owners = IndexVec::from_fn_n(
426         |_| hir::MaybeOwner::Phantom,
427         tcx.definitions_untracked().def_index_count(),
428     );
429
430     let ast_arena = Arena::default();
431
432     for def_id in ast_index.indices() {
433         item::ItemLowerer {
434             tcx,
435             resolver: &mut resolver,
436             ast_arena: &ast_arena,
437             ast_index: &ast_index,
438             owners: &mut owners,
439         }
440         .lower_node(def_id);
441     }
442
443     // Drop AST to free memory
444     std::mem::drop(ast_index);
445     sess.time("drop_ast", || std::mem::drop(krate));
446
447     // Discard hygiene data, which isn't required after lowering to HIR.
448     if !sess.opts.unstable_opts.keep_hygiene_data {
449         rustc_span::hygiene::clear_syntax_context_map();
450     }
451
452     let hir_hash = compute_hir_hash(tcx, &owners);
453     hir::Crate { owners, hir_hash }
454 }
455
456 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Debug)]
457 enum ParamMode {
458     /// Any path in a type context.
459     Explicit,
460     /// Path in a type definition, where the anonymous lifetime `'_` is not allowed.
461     ExplicitNamed,
462     /// The `module::Type` in `module::Type::method` in an expression.
463     Optional,
464 }
465
466 enum ParenthesizedGenericArgs {
467     Ok,
468     Err,
469 }
470
471 impl<'a, 'hir> LoweringContext<'a, 'hir> {
472     fn create_def(
473         &mut self,
474         parent: LocalDefId,
475         node_id: ast::NodeId,
476         data: DefPathData,
477     ) -> LocalDefId {
478         debug_assert_ne!(node_id, ast::DUMMY_NODE_ID);
479         assert!(
480             self.opt_local_def_id(node_id).is_none(),
481             "adding a def'n for node-id {:?} and data {:?} but a previous def'n exists: {:?}",
482             node_id,
483             data,
484             self.tcx.hir().def_key(self.local_def_id(node_id)),
485         );
486
487         let def_id = self.tcx.create_def(parent, data);
488
489         debug!("create_def: def_id_to_node_id[{:?}] <-> {:?}", def_id, node_id);
490         self.resolver.node_id_to_def_id.insert(node_id, def_id);
491
492         def_id
493     }
494
495     fn next_node_id(&mut self) -> NodeId {
496         let start = self.resolver.next_node_id;
497         let next = start.as_u32().checked_add(1).expect("input too large; ran out of NodeIds");
498         self.resolver.next_node_id = ast::NodeId::from_u32(next);
499         start
500     }
501
502     /// Given the id of some node in the AST, finds the `LocalDefId` associated with it by the name
503     /// resolver (if any), after applying any remapping from `get_remapped_def_id`.
504     ///
505     /// For example, in a function like `fn foo<'a>(x: &'a u32)`,
506     /// invoking with the id from the `ast::Lifetime` node found inside
507     /// the `&'a u32` type would return the `LocalDefId` of the
508     /// `'a` parameter declared on `foo`.
509     ///
510     /// This function also applies remapping from `get_remapped_def_id`.
511     /// These are used when synthesizing opaque types from `-> impl Trait` return types and so forth.
512     /// For example, in a function like `fn foo<'a>() -> impl Debug + 'a`,
513     /// we would create an opaque type `type FooReturn<'a1> = impl Debug + 'a1`.
514     /// When lowering the `Debug + 'a` bounds, we add a remapping to map `'a` to `'a1`.
515     fn opt_local_def_id(&self, node: NodeId) -> Option<LocalDefId> {
516         self.resolver
517             .node_id_to_def_id
518             .get(&node)
519             .map(|local_def_id| self.get_remapped_def_id(*local_def_id))
520     }
521
522     fn local_def_id(&self, node: NodeId) -> LocalDefId {
523         self.opt_local_def_id(node).unwrap_or_else(|| panic!("no entry for node id: `{:?}`", node))
524     }
525
526     /// Get the previously recorded `to` local def id given the `from` local def id, obtained using
527     /// `generics_def_id_map` field.
528     fn get_remapped_def_id(&self, mut local_def_id: LocalDefId) -> LocalDefId {
529         // `generics_def_id_map` is a stack of mappings. As we go deeper in impl traits nesting we
530         // push new mappings so we need to try first the latest mappings, hence `iter().rev()`.
531         //
532         // Consider:
533         //
534         // `fn test<'a, 'b>() -> impl Trait<&'a u8, Ty = impl Sized + 'b> {}`
535         //
536         // We would end with a generics_def_id_map like:
537         //
538         // `[[fn#'b -> impl_trait#'b], [fn#'b -> impl_sized#'b]]`
539         //
540         // for the opaque type generated on `impl Sized + 'b`, We want the result to be:
541         // impl_sized#'b, so iterating forward is the wrong thing to do.
542         for map in self.generics_def_id_map.iter().rev() {
543             if let Some(r) = map.get(&local_def_id) {
544                 debug!("def_id_remapper: remapping from `{local_def_id:?}` to `{r:?}`");
545                 local_def_id = *r;
546             } else {
547                 debug!("def_id_remapper: no remapping for `{local_def_id:?}` found in map");
548             }
549         }
550
551         local_def_id
552     }
553
554     /// Freshen the `LoweringContext` and ready it to lower a nested item.
555     /// The lowered item is registered into `self.children`.
556     ///
557     /// This function sets up `HirId` lowering infrastructure,
558     /// and stashes the shared mutable state to avoid pollution by the closure.
559     #[instrument(level = "debug", skip(self, f))]
560     fn with_hir_id_owner(
561         &mut self,
562         owner: NodeId,
563         f: impl FnOnce(&mut Self) -> hir::OwnerNode<'hir>,
564     ) {
565         let def_id = self.local_def_id(owner);
566
567         let current_attrs = std::mem::take(&mut self.attrs);
568         let current_bodies = std::mem::take(&mut self.bodies);
569         let current_node_ids = std::mem::take(&mut self.node_id_to_local_id);
570         let current_id_to_def_id = std::mem::take(&mut self.local_id_to_def_id);
571         let current_trait_map = std::mem::take(&mut self.trait_map);
572         let current_owner = std::mem::replace(&mut self.current_hir_id_owner, def_id);
573         let current_local_counter =
574             std::mem::replace(&mut self.item_local_id_counter, hir::ItemLocalId::new(1));
575         let current_impl_trait_defs = std::mem::take(&mut self.impl_trait_defs);
576         let current_impl_trait_bounds = std::mem::take(&mut self.impl_trait_bounds);
577
578         // Do not reset `next_node_id` and `node_id_to_def_id`:
579         // we want `f` to be able to refer to the `LocalDefId`s that the caller created.
580         // and the caller to refer to some of the subdefinitions' nodes' `LocalDefId`s.
581
582         // Always allocate the first `HirId` for the owner itself.
583         let _old = self.node_id_to_local_id.insert(owner, hir::ItemLocalId::new(0));
584         debug_assert_eq!(_old, None);
585
586         let item = f(self);
587         debug_assert_eq!(def_id, item.def_id());
588         // `f` should have consumed all the elements in these vectors when constructing `item`.
589         debug_assert!(self.impl_trait_defs.is_empty());
590         debug_assert!(self.impl_trait_bounds.is_empty());
591         let info = self.make_owner_info(item);
592
593         self.attrs = current_attrs;
594         self.bodies = current_bodies;
595         self.node_id_to_local_id = current_node_ids;
596         self.local_id_to_def_id = current_id_to_def_id;
597         self.trait_map = current_trait_map;
598         self.current_hir_id_owner = current_owner;
599         self.item_local_id_counter = current_local_counter;
600         self.impl_trait_defs = current_impl_trait_defs;
601         self.impl_trait_bounds = current_impl_trait_bounds;
602
603         let _old = self.children.insert(def_id, hir::MaybeOwner::Owner(info));
604         debug_assert!(_old.is_none())
605     }
606
607     /// Installs the remapping `remap` in scope while `f` is being executed.
608     /// This causes references to the `LocalDefId` keys to be changed to
609     /// refer to the values instead.
610     ///
611     /// The remapping is used when one piece of AST expands to multiple
612     /// pieces of HIR. For example, the function `fn foo<'a>(...) -> impl Debug + 'a`,
613     /// expands to both a function definition (`foo`) and a TAIT for the return value,
614     /// both of which have a lifetime parameter `'a`. The remapping allows us to
615     /// rewrite the `'a` in the return value to refer to the
616     /// `'a` declared on the TAIT, instead of the function.
617     fn with_remapping<R>(
618         &mut self,
619         remap: FxHashMap<LocalDefId, LocalDefId>,
620         f: impl FnOnce(&mut Self) -> R,
621     ) -> R {
622         self.generics_def_id_map.push(remap);
623         let res = f(self);
624         self.generics_def_id_map.pop();
625         res
626     }
627
628     fn make_owner_info(&mut self, node: hir::OwnerNode<'hir>) -> &'hir hir::OwnerInfo<'hir> {
629         let attrs = std::mem::take(&mut self.attrs);
630         let mut bodies = std::mem::take(&mut self.bodies);
631         let local_id_to_def_id = std::mem::take(&mut self.local_id_to_def_id);
632         let trait_map = std::mem::take(&mut self.trait_map);
633
634         #[cfg(debug_assertions)]
635         for (id, attrs) in attrs.iter() {
636             // Verify that we do not store empty slices in the map.
637             if attrs.is_empty() {
638                 panic!("Stored empty attributes for {:?}", id);
639             }
640         }
641
642         bodies.sort_by_key(|(k, _)| *k);
643         let bodies = SortedMap::from_presorted_elements(bodies);
644         let (hash_including_bodies, hash_without_bodies) = self.hash_owner(node, &bodies);
645         let (nodes, parenting) =
646             index::index_hir(self.tcx.sess, &*self.tcx.definitions_untracked(), node, &bodies);
647         let nodes = hir::OwnerNodes {
648             hash_including_bodies,
649             hash_without_bodies,
650             nodes,
651             bodies,
652             local_id_to_def_id,
653         };
654         let attrs = {
655             let hash = self.tcx.with_stable_hashing_context(|mut hcx| {
656                 let mut stable_hasher = StableHasher::new();
657                 attrs.hash_stable(&mut hcx, &mut stable_hasher);
658                 stable_hasher.finish()
659             });
660             hir::AttributeMap { map: attrs, hash }
661         };
662
663         self.arena.alloc(hir::OwnerInfo { nodes, parenting, attrs, trait_map })
664     }
665
666     /// Hash the HIR node twice, one deep and one shallow hash.  This allows to differentiate
667     /// queries which depend on the full HIR tree and those which only depend on the item signature.
668     fn hash_owner(
669         &mut self,
670         node: hir::OwnerNode<'hir>,
671         bodies: &SortedMap<hir::ItemLocalId, &'hir hir::Body<'hir>>,
672     ) -> (Fingerprint, Fingerprint) {
673         self.tcx.with_stable_hashing_context(|mut hcx| {
674             let mut stable_hasher = StableHasher::new();
675             hcx.with_hir_bodies(node.def_id(), bodies, |hcx| {
676                 node.hash_stable(hcx, &mut stable_hasher)
677             });
678             let hash_including_bodies = stable_hasher.finish();
679             let mut stable_hasher = StableHasher::new();
680             hcx.without_hir_bodies(|hcx| node.hash_stable(hcx, &mut stable_hasher));
681             let hash_without_bodies = stable_hasher.finish();
682             (hash_including_bodies, hash_without_bodies)
683         })
684     }
685
686     /// This method allocates a new `HirId` for the given `NodeId` and stores it in
687     /// the `LoweringContext`'s `NodeId => HirId` map.
688     /// Take care not to call this method if the resulting `HirId` is then not
689     /// actually used in the HIR, as that would trigger an assertion in the
690     /// `HirIdValidator` later on, which makes sure that all `NodeId`s got mapped
691     /// properly. Calling the method twice with the same `NodeId` is fine though.
692     #[instrument(level = "debug", skip(self), ret)]
693     fn lower_node_id(&mut self, ast_node_id: NodeId) -> hir::HirId {
694         assert_ne!(ast_node_id, DUMMY_NODE_ID);
695
696         match self.node_id_to_local_id.entry(ast_node_id) {
697             Entry::Occupied(o) => {
698                 hir::HirId { owner: self.current_hir_id_owner, local_id: *o.get() }
699             }
700             Entry::Vacant(v) => {
701                 // Generate a new `HirId`.
702                 let owner = self.current_hir_id_owner;
703                 let local_id = self.item_local_id_counter;
704                 let hir_id = hir::HirId { owner, local_id };
705
706                 v.insert(local_id);
707                 self.item_local_id_counter.increment_by(1);
708
709                 assert_ne!(local_id, hir::ItemLocalId::new(0));
710                 if let Some(def_id) = self.opt_local_def_id(ast_node_id) {
711                     // Do not override a `MaybeOwner::Owner` that may already here.
712                     self.children.entry(def_id).or_insert(hir::MaybeOwner::NonOwner(hir_id));
713                     self.local_id_to_def_id.insert(local_id, def_id);
714                 }
715
716                 if let Some(traits) = self.resolver.trait_map.remove(&ast_node_id) {
717                     self.trait_map.insert(hir_id.local_id, traits.into_boxed_slice());
718                 }
719
720                 hir_id
721             }
722         }
723     }
724
725     /// Generate a new `HirId` without a backing `NodeId`.
726     #[instrument(level = "debug", skip(self), ret)]
727     fn next_id(&mut self) -> hir::HirId {
728         let owner = self.current_hir_id_owner;
729         let local_id = self.item_local_id_counter;
730         assert_ne!(local_id, hir::ItemLocalId::new(0));
731         self.item_local_id_counter.increment_by(1);
732         hir::HirId { owner, local_id }
733     }
734
735     #[instrument(level = "trace", skip(self))]
736     fn lower_res(&mut self, res: Res<NodeId>) -> Res {
737         let res: Result<Res, ()> = res.apply_id(|id| {
738             let owner = self.current_hir_id_owner;
739             let local_id = self.node_id_to_local_id.get(&id).copied().ok_or(())?;
740             Ok(hir::HirId { owner, local_id })
741         });
742         trace!(?res);
743
744         // We may fail to find a HirId when the Res points to a Local from an enclosing HIR owner.
745         // This can happen when trying to lower the return type `x` in erroneous code like
746         //   async fn foo(x: u8) -> x {}
747         // In that case, `x` is lowered as a function parameter, and the return type is lowered as
748         // an opaque type as a synthesized HIR owner.
749         res.unwrap_or(Res::Err)
750     }
751
752     fn expect_full_res(&mut self, id: NodeId) -> Res<NodeId> {
753         self.resolver.get_partial_res(id).map_or(Res::Err, |pr| {
754             if pr.unresolved_segments() != 0 {
755                 panic!("path not fully resolved: {:?}", pr);
756             }
757             pr.base_res()
758         })
759     }
760
761     fn expect_full_res_from_use(&mut self, id: NodeId) -> impl Iterator<Item = Res<NodeId>> {
762         self.resolver.get_import_res(id).present_items()
763     }
764
765     fn diagnostic(&self) -> &Handler {
766         self.tcx.sess.diagnostic()
767     }
768
769     /// Reuses the span but adds information like the kind of the desugaring and features that are
770     /// allowed inside this span.
771     fn mark_span_with_reason(
772         &self,
773         reason: DesugaringKind,
774         span: Span,
775         allow_internal_unstable: Option<Lrc<[Symbol]>>,
776     ) -> Span {
777         self.tcx.with_stable_hashing_context(|hcx| {
778             span.mark_with_reason(allow_internal_unstable, reason, self.tcx.sess.edition(), hcx)
779         })
780     }
781
782     /// Intercept all spans entering HIR.
783     /// Mark a span as relative to the current owning item.
784     fn lower_span(&self, span: Span) -> Span {
785         if self.tcx.sess.opts.unstable_opts.incremental_relative_spans {
786             span.with_parent(Some(self.current_hir_id_owner))
787         } else {
788             // Do not make spans relative when not using incremental compilation.
789             span
790         }
791     }
792
793     fn lower_ident(&self, ident: Ident) -> Ident {
794         Ident::new(ident.name, self.lower_span(ident.span))
795     }
796
797     /// Converts a lifetime into a new generic parameter.
798     #[instrument(level = "debug", skip(self))]
799     fn lifetime_res_to_generic_param(
800         &mut self,
801         ident: Ident,
802         node_id: NodeId,
803         res: LifetimeRes,
804     ) -> Option<hir::GenericParam<'hir>> {
805         let (name, kind) = match res {
806             LifetimeRes::Param { .. } => {
807                 (hir::ParamName::Plain(ident), hir::LifetimeParamKind::Explicit)
808             }
809             LifetimeRes::Fresh { param, .. } => {
810                 // Late resolution delegates to us the creation of the `LocalDefId`.
811                 let _def_id = self.create_def(
812                     self.current_hir_id_owner,
813                     param,
814                     DefPathData::LifetimeNs(kw::UnderscoreLifetime),
815                 );
816                 debug!(?_def_id);
817
818                 (hir::ParamName::Fresh, hir::LifetimeParamKind::Elided)
819             }
820             LifetimeRes::Static | LifetimeRes::Error => return None,
821             res => panic!(
822                 "Unexpected lifetime resolution {:?} for {:?} at {:?}",
823                 res, ident, ident.span
824             ),
825         };
826         let hir_id = self.lower_node_id(node_id);
827         Some(hir::GenericParam {
828             hir_id,
829             name,
830             span: self.lower_span(ident.span),
831             pure_wrt_drop: false,
832             kind: hir::GenericParamKind::Lifetime { kind },
833             colon_span: None,
834         })
835     }
836
837     /// Lowers a lifetime binder that defines `generic_params`, returning the corresponding HIR
838     /// nodes. The returned list includes any "extra" lifetime parameters that were added by the
839     /// name resolver owing to lifetime elision; this also populates the resolver's node-id->def-id
840     /// map, so that later calls to `opt_node_id_to_def_id` that refer to these extra lifetime
841     /// parameters will be successful.
842     #[instrument(level = "debug", skip(self, in_binder))]
843     #[inline]
844     fn lower_lifetime_binder<R>(
845         &mut self,
846         binder: NodeId,
847         generic_params: &[GenericParam],
848         in_binder: impl FnOnce(&mut Self, &'hir [hir::GenericParam<'hir>]) -> R,
849     ) -> R {
850         let extra_lifetimes = self.resolver.take_extra_lifetime_params(binder);
851         debug!(?extra_lifetimes);
852         let extra_lifetimes: Vec<_> = extra_lifetimes
853             .into_iter()
854             .filter_map(|(ident, node_id, res)| {
855                 self.lifetime_res_to_generic_param(ident, node_id, res)
856             })
857             .collect();
858
859         let generic_params: Vec<_> = self
860             .lower_generic_params_mut(generic_params)
861             .chain(extra_lifetimes.into_iter())
862             .collect();
863         let generic_params = self.arena.alloc_from_iter(generic_params);
864         debug!(?generic_params);
865
866         in_binder(self, generic_params)
867     }
868
869     fn with_dyn_type_scope<T>(&mut self, in_scope: bool, f: impl FnOnce(&mut Self) -> T) -> T {
870         let was_in_dyn_type = self.is_in_dyn_type;
871         self.is_in_dyn_type = in_scope;
872
873         let result = f(self);
874
875         self.is_in_dyn_type = was_in_dyn_type;
876
877         result
878     }
879
880     fn with_new_scopes<T>(&mut self, f: impl FnOnce(&mut Self) -> T) -> T {
881         let was_in_loop_condition = self.is_in_loop_condition;
882         self.is_in_loop_condition = false;
883
884         let catch_scope = self.catch_scope.take();
885         let loop_scope = self.loop_scope.take();
886         let ret = f(self);
887         self.catch_scope = catch_scope;
888         self.loop_scope = loop_scope;
889
890         self.is_in_loop_condition = was_in_loop_condition;
891
892         ret
893     }
894
895     fn lower_attrs(&mut self, id: hir::HirId, attrs: &[Attribute]) -> Option<&'hir [Attribute]> {
896         if attrs.is_empty() {
897             None
898         } else {
899             debug_assert_eq!(id.owner, self.current_hir_id_owner);
900             let ret = self.arena.alloc_from_iter(attrs.iter().map(|a| self.lower_attr(a)));
901             debug_assert!(!ret.is_empty());
902             self.attrs.insert(id.local_id, ret);
903             Some(ret)
904         }
905     }
906
907     fn lower_attr(&self, attr: &Attribute) -> Attribute {
908         // Note that we explicitly do not walk the path. Since we don't really
909         // lower attributes (we use the AST version) there is nowhere to keep
910         // the `HirId`s. We don't actually need HIR version of attributes anyway.
911         // Tokens are also not needed after macro expansion and parsing.
912         let kind = match attr.kind {
913             AttrKind::Normal(ref normal) => AttrKind::Normal(P(NormalAttr {
914                 item: AttrItem {
915                     path: normal.item.path.clone(),
916                     args: self.lower_mac_args(&normal.item.args),
917                     tokens: None,
918                 },
919                 tokens: None,
920             })),
921             AttrKind::DocComment(comment_kind, data) => AttrKind::DocComment(comment_kind, data),
922         };
923
924         Attribute { kind, id: attr.id, style: attr.style, span: self.lower_span(attr.span) }
925     }
926
927     fn alias_attrs(&mut self, id: hir::HirId, target_id: hir::HirId) {
928         debug_assert_eq!(id.owner, self.current_hir_id_owner);
929         debug_assert_eq!(target_id.owner, self.current_hir_id_owner);
930         if let Some(&a) = self.attrs.get(&target_id.local_id) {
931             debug_assert!(!a.is_empty());
932             self.attrs.insert(id.local_id, a);
933         }
934     }
935
936     fn lower_mac_args(&self, args: &MacArgs) -> MacArgs {
937         match *args {
938             MacArgs::Empty => MacArgs::Empty,
939             MacArgs::Delimited(dspan, delim, ref tokens) => {
940                 // This is either a non-key-value attribute, or a `macro_rules!` body.
941                 // We either not have any nonterminals present (in the case of an attribute),
942                 // or have tokens available for all nonterminals in the case of a nested
943                 // `macro_rules`: e.g:
944                 //
945                 // ```rust
946                 // macro_rules! outer {
947                 //     ($e:expr) => {
948                 //         macro_rules! inner {
949                 //             () => { $e }
950                 //         }
951                 //     }
952                 // }
953                 // ```
954                 //
955                 // In both cases, we don't want to synthesize any tokens
956                 MacArgs::Delimited(dspan, delim, tokens.flattened())
957             }
958             // This is an inert key-value attribute - it will never be visible to macros
959             // after it gets lowered to HIR. Therefore, we can extract literals to handle
960             // nonterminals in `#[doc]` (e.g. `#[doc = $e]`).
961             MacArgs::Eq(eq_span, MacArgsEq::Ast(ref expr)) => {
962                 // In valid code the value always ends up as a single literal. Otherwise, a dummy
963                 // literal suffices because the error is handled elsewhere.
964                 let lit = if let ExprKind::Lit(lit) = &expr.kind {
965                     lit.clone()
966                 } else {
967                     Lit {
968                         token_lit: token::Lit::new(token::LitKind::Err, kw::Empty, None),
969                         kind: LitKind::Err,
970                         span: DUMMY_SP,
971                     }
972                 };
973                 MacArgs::Eq(eq_span, MacArgsEq::Hir(lit))
974             }
975             MacArgs::Eq(_, MacArgsEq::Hir(ref lit)) => {
976                 unreachable!("in literal form when lowering mac args eq: {:?}", lit)
977             }
978         }
979     }
980
981     /// Given an associated type constraint like one of these:
982     ///
983     /// ```ignore (illustrative)
984     /// T: Iterator<Item: Debug>
985     ///             ^^^^^^^^^^^
986     /// T: Iterator<Item = Debug>
987     ///             ^^^^^^^^^^^^
988     /// ```
989     ///
990     /// returns a `hir::TypeBinding` representing `Item`.
991     #[instrument(level = "debug", skip(self))]
992     fn lower_assoc_ty_constraint(
993         &mut self,
994         constraint: &AssocConstraint,
995         itctx: &mut ImplTraitContext,
996     ) -> hir::TypeBinding<'hir> {
997         debug!("lower_assoc_ty_constraint(constraint={:?}, itctx={:?})", constraint, itctx);
998         // lower generic arguments of identifier in constraint
999         let gen_args = if let Some(ref gen_args) = constraint.gen_args {
1000             let gen_args_ctor = match gen_args {
1001                 GenericArgs::AngleBracketed(ref data) => {
1002                     self.lower_angle_bracketed_parameter_data(data, ParamMode::Explicit, itctx).0
1003                 }
1004                 GenericArgs::Parenthesized(ref data) => {
1005                     self.emit_bad_parenthesized_trait_in_assoc_ty(data);
1006                     let aba = self.ast_arena.aba.alloc(data.as_angle_bracketed_args());
1007                     self.lower_angle_bracketed_parameter_data(aba, ParamMode::Explicit, itctx).0
1008                 }
1009             };
1010             gen_args_ctor.into_generic_args(self)
1011         } else {
1012             self.arena.alloc(hir::GenericArgs::none())
1013         };
1014         let mut itctx_tait = ImplTraitContext::TypeAliasesOpaqueTy;
1015
1016         let kind = match constraint.kind {
1017             AssocConstraintKind::Equality { ref term } => {
1018                 let term = match term {
1019                     Term::Ty(ref ty) => self.lower_ty(ty, itctx).into(),
1020                     Term::Const(ref c) => self.lower_anon_const(c).into(),
1021                 };
1022                 hir::TypeBindingKind::Equality { term }
1023             }
1024             AssocConstraintKind::Bound { ref bounds } => {
1025                 // Piggy-back on the `impl Trait` context to figure out the correct behavior.
1026                 let (desugar_to_impl_trait, itctx) = match itctx {
1027                     // We are in the return position:
1028                     //
1029                     //     fn foo() -> impl Iterator<Item: Debug>
1030                     //
1031                     // so desugar to
1032                     //
1033                     //     fn foo() -> impl Iterator<Item = impl Debug>
1034                     ImplTraitContext::ReturnPositionOpaqueTy { .. }
1035                     | ImplTraitContext::TypeAliasesOpaqueTy { .. } => (true, itctx),
1036
1037                     // We are in the argument position, but within a dyn type:
1038                     //
1039                     //     fn foo(x: dyn Iterator<Item: Debug>)
1040                     //
1041                     // so desugar to
1042                     //
1043                     //     fn foo(x: dyn Iterator<Item = impl Debug>)
1044                     ImplTraitContext::Universal if self.is_in_dyn_type => (true, itctx),
1045
1046                     // In `type Foo = dyn Iterator<Item: Debug>` we desugar to
1047                     // `type Foo = dyn Iterator<Item = impl Debug>` but we have to override the
1048                     // "impl trait context" to permit `impl Debug` in this position (it desugars
1049                     // then to an opaque type).
1050                     //
1051                     // FIXME: this is only needed until `impl Trait` is allowed in type aliases.
1052                     ImplTraitContext::Disallowed(_) if self.is_in_dyn_type => {
1053                         (true, &mut itctx_tait)
1054                     }
1055
1056                     // We are in the parameter position, but not within a dyn type:
1057                     //
1058                     //     fn foo(x: impl Iterator<Item: Debug>)
1059                     //
1060                     // so we leave it as is and this gets expanded in astconv to a bound like
1061                     // `<T as Iterator>::Item: Debug` where `T` is the type parameter for the
1062                     // `impl Iterator`.
1063                     _ => (false, itctx),
1064                 };
1065
1066                 if desugar_to_impl_trait {
1067                     // Desugar `AssocTy: Bounds` into `AssocTy = impl Bounds`. We do this by
1068                     // constructing the HIR for `impl bounds...` and then lowering that.
1069
1070                     let parent_def_id = self.current_hir_id_owner;
1071                     let impl_trait_node_id = self.next_node_id();
1072                     self.create_def(parent_def_id, impl_trait_node_id, DefPathData::ImplTrait);
1073
1074                     self.with_dyn_type_scope(false, |this| {
1075                         let node_id = this.next_node_id();
1076                         let ty = this.ast_arena.tys.alloc(Ty {
1077                             id: node_id,
1078                             kind: TyKind::ImplTrait(impl_trait_node_id, bounds.clone()),
1079                             span: this.lower_span(constraint.span),
1080                             tokens: None,
1081                         });
1082                         let ty = this.lower_ty(ty, itctx);
1083
1084                         hir::TypeBindingKind::Equality { term: ty.into() }
1085                     })
1086                 } else {
1087                     // Desugar `AssocTy: Bounds` into a type binding where the
1088                     // later desugars into a trait predicate.
1089                     let bounds = self.lower_param_bounds(bounds, itctx);
1090
1091                     hir::TypeBindingKind::Constraint { bounds }
1092                 }
1093             }
1094         };
1095
1096         hir::TypeBinding {
1097             hir_id: self.lower_node_id(constraint.id),
1098             ident: self.lower_ident(constraint.ident),
1099             gen_args,
1100             kind,
1101             span: self.lower_span(constraint.span),
1102         }
1103     }
1104
1105     fn emit_bad_parenthesized_trait_in_assoc_ty(&self, data: &ParenthesizedArgs) {
1106         // Suggest removing empty parentheses: "Trait()" -> "Trait"
1107         let sub = if data.inputs.is_empty() {
1108             let parentheses_span =
1109                 data.inputs_span.shrink_to_lo().to(data.inputs_span.shrink_to_hi());
1110             AssocTyParenthesesSub::Empty { parentheses_span }
1111         }
1112         // Suggest replacing parentheses with angle brackets `Trait(params...)` to `Trait<params...>`
1113         else {
1114             // Start of parameters to the 1st argument
1115             let open_param = data.inputs_span.shrink_to_lo().to(data
1116                 .inputs
1117                 .first()
1118                 .unwrap()
1119                 .span
1120                 .shrink_to_lo());
1121             // End of last argument to end of parameters
1122             let close_param =
1123                 data.inputs.last().unwrap().span.shrink_to_hi().to(data.inputs_span.shrink_to_hi());
1124             AssocTyParenthesesSub::NotEmpty { open_param, close_param }
1125         };
1126         self.tcx.sess.emit_err(AssocTyParentheses { span: data.span, sub });
1127     }
1128
1129     #[instrument(level = "debug", skip(self))]
1130     fn lower_generic_arg(
1131         &mut self,
1132         arg: &ast::GenericArg,
1133         itctx: &mut ImplTraitContext,
1134     ) -> hir::GenericArg<'hir> {
1135         match arg {
1136             ast::GenericArg::Lifetime(lt) => GenericArg::Lifetime(self.lower_lifetime(&lt)),
1137             ast::GenericArg::Type(ty) => {
1138                 match ty.kind {
1139                     TyKind::Infer if self.tcx.features().generic_arg_infer => {
1140                         return GenericArg::Infer(hir::InferArg {
1141                             hir_id: self.lower_node_id(ty.id),
1142                             span: self.lower_span(ty.span),
1143                         });
1144                     }
1145                     // We parse const arguments as path types as we cannot distinguish them during
1146                     // parsing. We try to resolve that ambiguity by attempting resolution in both the
1147                     // type and value namespaces. If we resolved the path in the value namespace, we
1148                     // transform it into a generic const argument.
1149                     TyKind::Path(ref qself, ref path) => {
1150                         if let Some(partial_res) = self.resolver.get_partial_res(ty.id) {
1151                             let res = partial_res.base_res();
1152                             if !res.matches_ns(Namespace::TypeNS) {
1153                                 debug!(
1154                                     "lower_generic_arg: Lowering type argument as const argument: {:?}",
1155                                     ty,
1156                                 );
1157
1158                                 // Construct an AnonConst where the expr is the "ty"'s path.
1159
1160                                 let parent_def_id = self.current_hir_id_owner;
1161                                 let node_id = self.next_node_id();
1162
1163                                 // Add a definition for the in-band const def.
1164                                 self.create_def(parent_def_id, node_id, DefPathData::AnonConst);
1165
1166                                 let span = self.lower_span(ty.span);
1167                                 let path_expr = Expr {
1168                                     id: ty.id,
1169                                     kind: ExprKind::Path(qself.clone(), path.clone()),
1170                                     span,
1171                                     attrs: AttrVec::new(),
1172                                     tokens: None,
1173                                 };
1174
1175                                 let ct = self.with_new_scopes(|this| hir::AnonConst {
1176                                     hir_id: this.lower_node_id(node_id),
1177                                     body: this.lower_const_body(path_expr.span, Some(&path_expr)),
1178                                 });
1179                                 return GenericArg::Const(ConstArg { value: ct, span });
1180                             }
1181                         }
1182                     }
1183                     _ => {}
1184                 }
1185                 GenericArg::Type(self.lower_ty(&ty, itctx))
1186             }
1187             ast::GenericArg::Const(ct) => GenericArg::Const(ConstArg {
1188                 value: self.lower_anon_const(&ct),
1189                 span: self.lower_span(ct.value.span),
1190             }),
1191         }
1192     }
1193
1194     #[instrument(level = "debug", skip(self))]
1195     fn lower_ty(&mut self, t: &Ty, itctx: &mut ImplTraitContext) -> &'hir hir::Ty<'hir> {
1196         self.arena.alloc(self.lower_ty_direct(t, itctx))
1197     }
1198
1199     fn lower_path_ty(
1200         &mut self,
1201         t: &Ty,
1202         qself: &Option<QSelf>,
1203         path: &Path,
1204         param_mode: ParamMode,
1205         itctx: &mut ImplTraitContext,
1206     ) -> hir::Ty<'hir> {
1207         // Check whether we should interpret this as a bare trait object.
1208         // This check mirrors the one in late resolution.  We only introduce this special case in
1209         // the rare occurrence we need to lower `Fresh` anonymous lifetimes.
1210         // The other cases when a qpath should be opportunistically made a trait object are handled
1211         // by `ty_path`.
1212         if qself.is_none()
1213             && let Some(partial_res) = self.resolver.get_partial_res(t.id)
1214             && partial_res.unresolved_segments() == 0
1215             && let Res::Def(DefKind::Trait | DefKind::TraitAlias, _) = partial_res.base_res()
1216         {
1217             let (bounds, lifetime_bound) = self.with_dyn_type_scope(true, |this| {
1218                 let poly_trait_ref = this.ast_arena.ptr.alloc(PolyTraitRef {
1219                     bound_generic_params: vec![],
1220                     trait_ref: TraitRef { path: path.clone(), ref_id: t.id },
1221                     span: t.span
1222                 });
1223                 let bound = this.lower_poly_trait_ref(
1224                     poly_trait_ref,
1225                     itctx,
1226                 );
1227                 let bounds = this.arena.alloc_from_iter([bound]);
1228                 let lifetime_bound = this.elided_dyn_bound(t.span);
1229                 (bounds, lifetime_bound)
1230             });
1231             let kind = hir::TyKind::TraitObject(bounds, &lifetime_bound, TraitObjectSyntax::None);
1232             return hir::Ty { kind, span: self.lower_span(t.span), hir_id: self.next_id() };
1233         }
1234
1235         let id = self.lower_node_id(t.id);
1236         let qpath = self.lower_qpath(t.id, qself, path, param_mode, itctx);
1237         self.ty_path(id, t.span, qpath)
1238     }
1239
1240     fn ty(&mut self, span: Span, kind: hir::TyKind<'hir>) -> hir::Ty<'hir> {
1241         hir::Ty { hir_id: self.next_id(), kind, span: self.lower_span(span) }
1242     }
1243
1244     fn ty_tup(&mut self, span: Span, tys: &'hir [hir::Ty<'hir>]) -> hir::Ty<'hir> {
1245         self.ty(span, hir::TyKind::Tup(tys))
1246     }
1247
1248     fn lower_ty_direct(&mut self, t: &Ty, itctx: &mut ImplTraitContext) -> hir::Ty<'hir> {
1249         let kind = match t.kind {
1250             TyKind::Infer => hir::TyKind::Infer,
1251             TyKind::Err => hir::TyKind::Err,
1252             TyKind::Slice(ref ty) => hir::TyKind::Slice(self.lower_ty(ty, itctx)),
1253             TyKind::Ptr(ref mt) => hir::TyKind::Ptr(self.lower_mt(mt, itctx)),
1254             TyKind::Rptr(ref region, ref mt) => {
1255                 let region = region.unwrap_or_else(|| {
1256                     let id = if let Some(LifetimeRes::ElidedAnchor { start, end }) =
1257                         self.resolver.get_lifetime_res(t.id)
1258                     {
1259                         debug_assert_eq!(start.plus(1), end);
1260                         start
1261                     } else {
1262                         self.next_node_id()
1263                     };
1264                     let span = self.tcx.sess.source_map().start_point(t.span);
1265                     Lifetime { ident: Ident::new(kw::UnderscoreLifetime, span), id }
1266                 });
1267                 let lifetime = self.lower_lifetime(&region);
1268                 hir::TyKind::Rptr(lifetime, self.lower_mt(mt, itctx))
1269             }
1270             TyKind::BareFn(ref f) => {
1271                 self.lower_lifetime_binder(t.id, &f.generic_params, |lctx, generic_params| {
1272                     hir::TyKind::BareFn(lctx.arena.alloc(hir::BareFnTy {
1273                         generic_params,
1274                         unsafety: lctx.lower_unsafety(f.unsafety),
1275                         abi: lctx.lower_extern(f.ext),
1276                         decl: lctx.lower_fn_decl(&f.decl, None, t.span, FnDeclKind::Pointer, None),
1277                         param_names: lctx.lower_fn_params_to_names(&f.decl),
1278                     }))
1279                 })
1280             }
1281             TyKind::Never => hir::TyKind::Never,
1282             TyKind::Tup(ref tys) => hir::TyKind::Tup(
1283                 self.arena.alloc_from_iter(tys.iter().map(|ty| self.lower_ty_direct(ty, itctx))),
1284             ),
1285             TyKind::Paren(ref ty) => {
1286                 return self.lower_ty_direct(ty, itctx);
1287             }
1288             TyKind::Path(ref qself, ref path) => {
1289                 return self.lower_path_ty(t, qself, path, ParamMode::Explicit, itctx);
1290             }
1291             TyKind::ImplicitSelf => {
1292                 let hir_id = self.lower_node_id(t.id);
1293                 let res = self.expect_full_res(t.id);
1294                 let res = self.lower_res(res);
1295                 hir::TyKind::Path(hir::QPath::Resolved(
1296                     None,
1297                     self.arena.alloc(hir::Path {
1298                         res,
1299                         segments: arena_vec![self; hir::PathSegment::new(
1300                             Ident::with_dummy_span(kw::SelfUpper),
1301                             hir_id,
1302                             res
1303                         )],
1304                         span: self.lower_span(t.span),
1305                     }),
1306                 ))
1307             }
1308             TyKind::Array(ref ty, ref length) => {
1309                 hir::TyKind::Array(self.lower_ty(ty, itctx), self.lower_array_length(length))
1310             }
1311             TyKind::Typeof(ref expr) => hir::TyKind::Typeof(self.lower_anon_const(expr)),
1312             TyKind::TraitObject(ref bounds, kind) => {
1313                 let mut lifetime_bound = None;
1314                 let (bounds, lifetime_bound) = self.with_dyn_type_scope(true, |this| {
1315                     let bounds =
1316                         this.arena.alloc_from_iter(bounds.iter().filter_map(
1317                             |bound| match *bound {
1318                                 GenericBound::Trait(
1319                                     ref ty,
1320                                     TraitBoundModifier::None | TraitBoundModifier::MaybeConst,
1321                                 ) => Some(this.lower_poly_trait_ref(ty, itctx)),
1322                                 // `~const ?Bound` will cause an error during AST validation
1323                                 // anyways, so treat it like `?Bound` as compilation proceeds.
1324                                 GenericBound::Trait(
1325                                     _,
1326                                     TraitBoundModifier::Maybe | TraitBoundModifier::MaybeConstMaybe,
1327                                 ) => None,
1328                                 GenericBound::Outlives(ref lifetime) => {
1329                                     if lifetime_bound.is_none() {
1330                                         lifetime_bound = Some(this.lower_lifetime(lifetime));
1331                                     }
1332                                     None
1333                                 }
1334                             },
1335                         ));
1336                     let lifetime_bound =
1337                         lifetime_bound.unwrap_or_else(|| this.elided_dyn_bound(t.span));
1338                     (bounds, lifetime_bound)
1339                 });
1340                 hir::TyKind::TraitObject(bounds, lifetime_bound, kind)
1341             }
1342             TyKind::ImplTrait(def_node_id, ref bounds) => {
1343                 let span = t.span;
1344                 match itctx {
1345                     ImplTraitContext::ReturnPositionOpaqueTy { origin, in_trait } => self
1346                         .lower_opaque_impl_trait(
1347                             span,
1348                             *origin,
1349                             def_node_id,
1350                             bounds,
1351                             *in_trait,
1352                             itctx,
1353                         ),
1354                     ImplTraitContext::TypeAliasesOpaqueTy => {
1355                         let mut nested_itctx = ImplTraitContext::TypeAliasesOpaqueTy;
1356                         self.lower_opaque_impl_trait(
1357                             span,
1358                             hir::OpaqueTyOrigin::TyAlias,
1359                             def_node_id,
1360                             bounds,
1361                             false,
1362                             nested_itctx,
1363                         )
1364                     }
1365                     ImplTraitContext::Universal => {
1366                         let span = t.span;
1367                         let ident = Ident::from_str_and_span(&pprust::ty_to_string(t), span);
1368                         let (param, bounds, path) =
1369                             self.lower_generic_and_bounds(def_node_id, span, ident, bounds);
1370                         self.impl_trait_defs.push(param);
1371                         if let Some(bounds) = bounds {
1372                             self.impl_trait_bounds.push(bounds);
1373                         }
1374                         path
1375                     }
1376                     ImplTraitContext::Disallowed(position) => {
1377                         self.tcx.sess.emit_err(MisplacedImplTrait {
1378                             span: t.span,
1379                             position: DiagnosticArgFromDisplay(&position),
1380                         });
1381                         hir::TyKind::Err
1382                     }
1383                 }
1384             }
1385             TyKind::MacCall(_) => panic!("`TyKind::MacCall` should have been expanded by now"),
1386             TyKind::CVarArgs => {
1387                 self.tcx.sess.delay_span_bug(
1388                     t.span,
1389                     "`TyKind::CVarArgs` should have been handled elsewhere",
1390                 );
1391                 hir::TyKind::Err
1392             }
1393         };
1394
1395         hir::Ty { kind, span: self.lower_span(t.span), hir_id: self.lower_node_id(t.id) }
1396     }
1397
1398     /// Lowers a `ReturnPositionOpaqueTy` (`-> impl Trait`) or a `TypeAliasesOpaqueTy` (`type F =
1399     /// impl Trait`): this creates the associated Opaque Type (TAIT) definition and then returns a
1400     /// HIR type that references the TAIT.
1401     ///
1402     /// Given a function definition like:
1403     ///
1404     /// ```rust
1405     /// fn test<'a, T: Debug>(x: &'a T) -> impl Debug + 'a {
1406     ///     x
1407     /// }
1408     /// ```
1409     ///
1410     /// we will create a TAIT definition in the HIR like
1411     ///
1412     /// ```
1413     /// type TestReturn<'a, T, 'x> = impl Debug + 'x
1414     /// ```
1415     ///
1416     /// and return a type like `TestReturn<'static, T, 'a>`, so that the function looks like:
1417     ///
1418     /// ```rust
1419     /// fn test<'a, T: Debug>(x: &'a T) -> TestReturn<'static, T, 'a>
1420     /// ```
1421     ///
1422     /// Note the subtlety around type parameters! The new TAIT, `TestReturn`, inherits all the
1423     /// type parameters from the function `test` (this is implemented in the query layer, they aren't
1424     /// added explicitly in the HIR). But this includes all the lifetimes, and we only want to
1425     /// capture the lifetimes that are referenced in the bounds. Therefore, we add *extra* lifetime parameters
1426     /// for the lifetimes that get captured (`'x`, in our example above) and reference those.
1427     #[instrument(level = "debug", skip(self), ret)]
1428     fn lower_opaque_impl_trait(
1429         &mut self,
1430         span: Span,
1431         origin: hir::OpaqueTyOrigin,
1432         opaque_ty_node_id: NodeId,
1433         bounds: &GenericBounds,
1434         in_trait: bool,
1435         itctx: &mut ImplTraitContext,
1436     ) -> hir::TyKind<'hir> {
1437         // Make sure we know that some funky desugaring has been going on here.
1438         // This is a first: there is code in other places like for loop
1439         // desugaring that explicitly states that we don't want to track that.
1440         // Not tracking it makes lints in rustc and clippy very fragile, as
1441         // frequently opened issues show.
1442         let opaque_ty_span = self.mark_span_with_reason(DesugaringKind::OpaqueTy, span, None);
1443
1444         let opaque_ty_def_id = self.local_def_id(opaque_ty_node_id);
1445         debug!(?opaque_ty_def_id);
1446
1447         // Contains the new lifetime definitions created for the TAIT (if any).
1448         let mut collected_lifetimes = Vec::new();
1449
1450         // If this came from a TAIT (as opposed to a function that returns an RPIT), we only want
1451         // to capture the lifetimes that appear in the bounds. So visit the bounds to find out
1452         // exactly which ones those are.
1453         let lifetimes_to_remap = if origin == hir::OpaqueTyOrigin::TyAlias {
1454             // in a TAIT like `type Foo<'a> = impl Foo<'a>`, we don't keep all the lifetime parameters
1455             Vec::new()
1456         } else {
1457             // in fn return position, like the `fn test<'a>() -> impl Debug + 'a` example,
1458             // we only keep the lifetimes that appear in the `impl Debug` itself:
1459             lifetime_collector::lifetimes_in_bounds(&self.resolver, bounds)
1460         };
1461         debug!(?lifetimes_to_remap);
1462
1463         self.with_hir_id_owner(opaque_ty_node_id, |lctx| {
1464             let mut new_remapping = FxHashMap::default();
1465
1466             // If this opaque type is only capturing a subset of the lifetimes (those that appear
1467             // in bounds), then create the new lifetime parameters required and create a mapping
1468             // from the old `'a` (on the function) to the new `'a` (on the opaque type).
1469             collected_lifetimes = lctx.create_lifetime_defs(
1470                 opaque_ty_def_id,
1471                 &lifetimes_to_remap,
1472                 &mut new_remapping,
1473             );
1474             debug!(?collected_lifetimes);
1475             debug!(?new_remapping);
1476
1477             // Install the remapping from old to new (if any):
1478             lctx.with_remapping(new_remapping, |lctx| {
1479                 // This creates HIR lifetime definitions as `hir::GenericParam`, in the given
1480                 // example `type TestReturn<'a, T, 'x> = impl Debug + 'x`, it creates a collection
1481                 // containing `&['x]`.
1482                 let lifetime_defs = lctx.arena.alloc_from_iter(collected_lifetimes.iter().map(
1483                     |&(new_node_id, lifetime)| {
1484                         let hir_id = lctx.lower_node_id(new_node_id);
1485                         debug_assert_ne!(lctx.opt_local_def_id(new_node_id), None);
1486
1487                         let (name, kind) = if lifetime.ident.name == kw::UnderscoreLifetime {
1488                             (hir::ParamName::Fresh, hir::LifetimeParamKind::Elided)
1489                         } else {
1490                             (
1491                                 hir::ParamName::Plain(lifetime.ident),
1492                                 hir::LifetimeParamKind::Explicit,
1493                             )
1494                         };
1495
1496                         hir::GenericParam {
1497                             hir_id,
1498                             name,
1499                             span: lifetime.ident.span,
1500                             pure_wrt_drop: false,
1501                             kind: hir::GenericParamKind::Lifetime { kind },
1502                             colon_span: None,
1503                         }
1504                     },
1505                 ));
1506                 debug!(?lifetime_defs);
1507
1508                 // Then when we lower the param bounds, references to 'a are remapped to 'a1, so we
1509                 // get back Debug + 'a1, which is suitable for use on the TAIT.
1510                 let hir_bounds = lctx.lower_param_bounds(bounds, itctx);
1511                 debug!(?hir_bounds);
1512
1513                 let opaque_ty_item = hir::OpaqueTy {
1514                     generics: self.arena.alloc(hir::Generics {
1515                         params: lifetime_defs,
1516                         predicates: &[],
1517                         has_where_clause_predicates: false,
1518                         where_clause_span: lctx.lower_span(span),
1519                         span: lctx.lower_span(span),
1520                     }),
1521                     bounds: hir_bounds,
1522                     origin,
1523                     in_trait,
1524                 };
1525                 debug!(?opaque_ty_item);
1526
1527                 lctx.generate_opaque_type(opaque_ty_def_id, opaque_ty_item, span, opaque_ty_span)
1528             })
1529         });
1530
1531         // This creates HIR lifetime arguments as `hir::GenericArg`, in the given example `type
1532         // TestReturn<'a, T, 'x> = impl Debug + 'x`, it creates a collection containing `&['x]`.
1533         let lifetimes =
1534             self.arena.alloc_from_iter(collected_lifetimes.into_iter().map(|(_, lifetime)| {
1535                 let id = self.next_node_id();
1536                 let span = lifetime.ident.span;
1537
1538                 let ident = if lifetime.ident.name == kw::UnderscoreLifetime {
1539                     Ident::with_dummy_span(kw::UnderscoreLifetime)
1540                 } else {
1541                     lifetime.ident
1542                 };
1543
1544                 let l = self.new_named_lifetime(lifetime.id, id, span, ident);
1545                 hir::GenericArg::Lifetime(l)
1546             }));
1547         debug!(?lifetimes);
1548
1549         // `impl Trait` now just becomes `Foo<'a, 'b, ..>`.
1550         hir::TyKind::OpaqueDef(hir::ItemId { def_id: opaque_ty_def_id }, lifetimes, in_trait)
1551     }
1552
1553     /// Registers a new opaque type with the proper `NodeId`s and
1554     /// returns the lowered node-ID for the opaque type.
1555     fn generate_opaque_type(
1556         &mut self,
1557         opaque_ty_id: LocalDefId,
1558         opaque_ty_item: hir::OpaqueTy<'hir>,
1559         span: Span,
1560         opaque_ty_span: Span,
1561     ) -> hir::OwnerNode<'hir> {
1562         let opaque_ty_item_kind = hir::ItemKind::OpaqueTy(opaque_ty_item);
1563         // Generate an `type Foo = impl Trait;` declaration.
1564         trace!("registering opaque type with id {:#?}", opaque_ty_id);
1565         let opaque_ty_item = hir::Item {
1566             def_id: opaque_ty_id,
1567             ident: Ident::empty(),
1568             kind: opaque_ty_item_kind,
1569             vis_span: self.lower_span(span.shrink_to_lo()),
1570             span: self.lower_span(opaque_ty_span),
1571         };
1572         hir::OwnerNode::Item(self.arena.alloc(opaque_ty_item))
1573     }
1574
1575     /// Given a `parent_def_id`, a list of `lifetimes_in_bounds and a `remapping` hash to be
1576     /// filled, this function creates new definitions for `Param` and `Fresh` lifetimes, inserts the
1577     /// new definition, adds it to the remapping with the definition of the given lifetime and
1578     /// returns a list of lifetimes to be lowered afterwards.
1579     fn create_lifetime_defs(
1580         &mut self,
1581         parent_def_id: LocalDefId,
1582         lifetimes_in_bounds: &[Lifetime],
1583         remapping: &mut FxHashMap<LocalDefId, LocalDefId>,
1584     ) -> Vec<(NodeId, Lifetime)> {
1585         let mut result = Vec::new();
1586
1587         for lifetime in lifetimes_in_bounds {
1588             let res = self.resolver.get_lifetime_res(lifetime.id).unwrap_or(LifetimeRes::Error);
1589             debug!(?res);
1590
1591             match res {
1592                 LifetimeRes::Param { param: old_def_id, binder: _ } => {
1593                     if remapping.get(&old_def_id).is_none() {
1594                         let node_id = self.next_node_id();
1595
1596                         let new_def_id = self.create_def(
1597                             parent_def_id,
1598                             node_id,
1599                             DefPathData::LifetimeNs(lifetime.ident.name),
1600                         );
1601                         remapping.insert(old_def_id, new_def_id);
1602
1603                         result.push((node_id, *lifetime));
1604                     }
1605                 }
1606
1607                 LifetimeRes::Fresh { param, binder: _ } => {
1608                     debug_assert_eq!(lifetime.ident.name, kw::UnderscoreLifetime);
1609                     if let Some(old_def_id) = self.opt_local_def_id(param) && remapping.get(&old_def_id).is_none() {
1610                         let node_id = self.next_node_id();
1611
1612                         let new_def_id = self.create_def(
1613                             parent_def_id,
1614                             node_id,
1615                             DefPathData::LifetimeNs(kw::UnderscoreLifetime),
1616                         );
1617                         remapping.insert(old_def_id, new_def_id);
1618
1619                         result.push((node_id, *lifetime));
1620                     }
1621                 }
1622
1623                 LifetimeRes::Static | LifetimeRes::Error => {}
1624
1625                 res => {
1626                     let bug_msg = format!(
1627                         "Unexpected lifetime resolution {:?} for {:?} at {:?}",
1628                         res, lifetime.ident, lifetime.ident.span
1629                     );
1630                     span_bug!(lifetime.ident.span, "{}", bug_msg);
1631                 }
1632             }
1633         }
1634
1635         result
1636     }
1637
1638     fn lower_fn_params_to_names(&mut self, decl: &FnDecl) -> &'hir [Ident] {
1639         // Skip the `...` (`CVarArgs`) trailing arguments from the AST,
1640         // as they are not explicit in HIR/Ty function signatures.
1641         // (instead, the `c_variadic` flag is set to `true`)
1642         let mut inputs = &decl.inputs[..];
1643         if decl.c_variadic() {
1644             inputs = &inputs[..inputs.len() - 1];
1645         }
1646         self.arena.alloc_from_iter(inputs.iter().map(|param| match param.pat.kind {
1647             PatKind::Ident(_, ident, _) => self.lower_ident(ident),
1648             _ => Ident::new(kw::Empty, self.lower_span(param.pat.span)),
1649         }))
1650     }
1651
1652     // Lowers a function declaration.
1653     //
1654     // `decl`: the unlowered (AST) function declaration.
1655     // `fn_def_id`: if `Some`, impl Trait arguments are lowered into generic parameters on the
1656     //      given DefId, otherwise impl Trait is disallowed. Must be `Some` if
1657     //      `make_ret_async` is also `Some`.
1658     // `make_ret_async`: if `Some`, converts `-> T` into `-> impl Future<Output = T>` in the
1659     //      return type. This is used for `async fn` declarations. The `NodeId` is the ID of the
1660     //      return type `impl Trait` item, and the `Span` points to the `async` keyword.
1661     #[instrument(level = "debug", skip(self))]
1662     fn lower_fn_decl(
1663         &mut self,
1664         decl: &FnDecl,
1665         fn_node_id: Option<NodeId>,
1666         fn_span: Span,
1667         kind: FnDeclKind,
1668         make_ret_async: Option<(NodeId, Span)>,
1669     ) -> &'hir hir::FnDecl<'hir> {
1670         let c_variadic = decl.c_variadic();
1671
1672         // Skip the `...` (`CVarArgs`) trailing arguments from the AST,
1673         // as they are not explicit in HIR/Ty function signatures.
1674         // (instead, the `c_variadic` flag is set to `true`)
1675         let mut inputs = &decl.inputs[..];
1676         if c_variadic {
1677             inputs = &inputs[..inputs.len() - 1];
1678         }
1679         let inputs = self.arena.alloc_from_iter(inputs.iter().map(|param| {
1680             if fn_node_id.is_some() {
1681                 self.lower_ty_direct(&param.ty, &mut ImplTraitContext::Universal)
1682             } else {
1683                 self.lower_ty_direct(
1684                     &param.ty,
1685                     &mut ImplTraitContext::Disallowed(match kind {
1686                         FnDeclKind::Fn | FnDeclKind::Inherent => {
1687                             unreachable!("fn should allow in-band lifetimes")
1688                         }
1689                         FnDeclKind::ExternFn => ImplTraitPosition::ExternFnParam,
1690                         FnDeclKind::Closure => ImplTraitPosition::ClosureParam,
1691                         FnDeclKind::Pointer => ImplTraitPosition::PointerParam,
1692                         FnDeclKind::Trait => ImplTraitPosition::TraitParam,
1693                         FnDeclKind::Impl => ImplTraitPosition::ImplParam,
1694                     }),
1695                 )
1696             }
1697         }));
1698
1699         let output = if let Some((ret_id, span)) = make_ret_async {
1700             match kind {
1701                 FnDeclKind::Trait => {
1702                     if !kind.impl_trait_in_trait_allowed(self.tcx) {
1703                         self.tcx
1704                             .sess
1705                             .create_feature_err(
1706                                 TraitFnAsync { fn_span, span },
1707                                 sym::return_position_impl_trait_in_trait,
1708                             )
1709                             .emit();
1710                     }
1711                     self.lower_async_fn_ret_ty(
1712                         &decl.output,
1713                         fn_node_id.expect("`make_ret_async` but no `fn_def_id`"),
1714                         ret_id,
1715                         true,
1716                     )
1717                 }
1718                 _ => {
1719                     if !kind.impl_trait_return_allowed(self.tcx) {
1720                         self.tcx
1721                             .sess
1722                             .create_feature_err(
1723                                 TraitFnAsync { fn_span, span },
1724                                 sym::return_position_impl_trait_in_trait,
1725                             )
1726                             .emit();
1727                     }
1728                     self.lower_async_fn_ret_ty(
1729                         &decl.output,
1730                         fn_node_id.expect("`make_ret_async` but no `fn_def_id`"),
1731                         ret_id,
1732                         false,
1733                     )
1734                 }
1735             }
1736         } else {
1737             match decl.output {
1738                 FnRetTy::Ty(ref ty) => {
1739                     let mut context = match fn_node_id {
1740                         Some(fn_node_id) if kind.impl_trait_return_allowed(self.tcx) => {
1741                             let fn_def_id = self.local_def_id(fn_node_id);
1742                             ImplTraitContext::ReturnPositionOpaqueTy {
1743                                 origin: hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn(fn_def_id),
1744                                 in_trait: false,
1745                             }
1746                         }
1747                         Some(fn_node_id) if kind.impl_trait_in_trait_allowed(self.tcx) => {
1748                             let fn_def_id = self.local_def_id(fn_node_id);
1749                             ImplTraitContext::ReturnPositionOpaqueTy {
1750                                 origin: hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn(fn_def_id),
1751                                 in_trait: true,
1752                             }
1753                         }
1754                         _ => ImplTraitContext::Disallowed(match kind {
1755                             FnDeclKind::Fn | FnDeclKind::Inherent => {
1756                                 unreachable!("fn should allow in-band lifetimes")
1757                             }
1758                             FnDeclKind::ExternFn => ImplTraitPosition::ExternFnReturn,
1759                             FnDeclKind::Closure => ImplTraitPosition::ClosureReturn,
1760                             FnDeclKind::Pointer => ImplTraitPosition::PointerReturn,
1761                             FnDeclKind::Trait => ImplTraitPosition::TraitReturn,
1762                             FnDeclKind::Impl => ImplTraitPosition::ImplReturn,
1763                         }),
1764                     };
1765                     hir::FnRetTy::Return(self.lower_ty(ty, &mut context))
1766                 }
1767                 FnRetTy::Default(span) => hir::FnRetTy::DefaultReturn(self.lower_span(span)),
1768             }
1769         };
1770
1771         self.arena.alloc(hir::FnDecl {
1772             inputs,
1773             output,
1774             c_variadic,
1775             implicit_self: decl.inputs.get(0).map_or(hir::ImplicitSelfKind::None, |arg| {
1776                 let is_mutable_pat = matches!(
1777                     arg.pat.kind,
1778                     PatKind::Ident(hir::BindingAnnotation(_, Mutability::Mut), ..)
1779                 );
1780
1781                 match arg.ty.kind {
1782                     TyKind::ImplicitSelf if is_mutable_pat => hir::ImplicitSelfKind::Mut,
1783                     TyKind::ImplicitSelf => hir::ImplicitSelfKind::Imm,
1784                     // Given we are only considering `ImplicitSelf` types, we needn't consider
1785                     // the case where we have a mutable pattern to a reference as that would
1786                     // no longer be an `ImplicitSelf`.
1787                     TyKind::Rptr(_, ref mt)
1788                         if mt.ty.kind.is_implicit_self() && mt.mutbl == ast::Mutability::Mut =>
1789                     {
1790                         hir::ImplicitSelfKind::MutRef
1791                     }
1792                     TyKind::Rptr(_, ref mt) if mt.ty.kind.is_implicit_self() => {
1793                         hir::ImplicitSelfKind::ImmRef
1794                     }
1795                     _ => hir::ImplicitSelfKind::None,
1796                 }
1797             }),
1798         })
1799     }
1800
1801     // Transforms `-> T` for `async fn` into `-> OpaqueTy { .. }`
1802     // combined with the following definition of `OpaqueTy`:
1803     //
1804     //     type OpaqueTy<generics_from_parent_fn> = impl Future<Output = T>;
1805     //
1806     // `output`: unlowered output type (`T` in `-> T`)
1807     // `fn_def_id`: `DefId` of the parent function (used to create child impl trait definition)
1808     // `opaque_ty_node_id`: `NodeId` of the opaque `impl Trait` type that should be created
1809     #[instrument(level = "debug", skip(self))]
1810     fn lower_async_fn_ret_ty(
1811         &mut self,
1812         output: &FnRetTy,
1813         fn_node_id: NodeId,
1814         opaque_ty_node_id: NodeId,
1815         in_trait: bool,
1816     ) -> hir::FnRetTy<'hir> {
1817         let span = output.span();
1818
1819         let opaque_ty_span = self.mark_span_with_reason(DesugaringKind::Async, span, None);
1820
1821         let opaque_ty_def_id = self.local_def_id(opaque_ty_node_id);
1822         let fn_def_id = self.local_def_id(fn_node_id);
1823
1824         // When we create the opaque type for this async fn, it is going to have
1825         // to capture all the lifetimes involved in the signature (including in the
1826         // return type). This is done by introducing lifetime parameters for:
1827         //
1828         // - all the explicitly declared lifetimes from the impl and function itself;
1829         // - all the elided lifetimes in the fn arguments;
1830         // - all the elided lifetimes in the return type.
1831         //
1832         // So for example in this snippet:
1833         //
1834         // ```rust
1835         // impl<'a> Foo<'a> {
1836         //   async fn bar<'b>(&self, x: &'b Vec<f64>, y: &str) -> &u32 {
1837         //   //               ^ '0                       ^ '1     ^ '2
1838         //   // elided lifetimes used below
1839         //   }
1840         // }
1841         // ```
1842         //
1843         // we would create an opaque type like:
1844         //
1845         // ```
1846         // type Bar<'a, 'b, '0, '1, '2> = impl Future<Output = &'2 u32>;
1847         // ```
1848         //
1849         // and we would then desugar `bar` to the equivalent of:
1850         //
1851         // ```rust
1852         // impl<'a> Foo<'a> {
1853         //   fn bar<'b, '0, '1>(&'0 self, x: &'b Vec<f64>, y: &'1 str) -> Bar<'a, 'b, '0, '1, '_>
1854         // }
1855         // ```
1856         //
1857         // Note that the final parameter to `Bar` is `'_`, not `'2` --
1858         // this is because the elided lifetimes from the return type
1859         // should be figured out using the ordinary elision rules, and
1860         // this desugaring achieves that.
1861
1862         // Calculate all the lifetimes that should be captured
1863         // by the opaque type. This should include all in-scope
1864         // lifetime parameters, including those defined in-band.
1865
1866         // Contains the new lifetime definitions created for the TAIT (if any) generated for the
1867         // return type.
1868         let mut collected_lifetimes = Vec::new();
1869         let mut new_remapping = FxHashMap::default();
1870
1871         let extra_lifetime_params = self.resolver.take_extra_lifetime_params(opaque_ty_node_id);
1872         debug!(?extra_lifetime_params);
1873         for (ident, outer_node_id, outer_res) in extra_lifetime_params {
1874             let outer_def_id = self.local_def_id(outer_node_id);
1875             let inner_node_id = self.next_node_id();
1876
1877             // Add a definition for the in scope lifetime def.
1878             let inner_def_id = self.create_def(
1879                 opaque_ty_def_id,
1880                 inner_node_id,
1881                 DefPathData::LifetimeNs(ident.name),
1882             );
1883             new_remapping.insert(outer_def_id, inner_def_id);
1884
1885             let inner_res = match outer_res {
1886                 // Input lifetime like `'a`:
1887                 LifetimeRes::Param { param, .. } => {
1888                     LifetimeRes::Param { param, binder: fn_node_id }
1889                 }
1890                 // Input lifetime like `'1`:
1891                 LifetimeRes::Fresh { param, .. } => {
1892                     LifetimeRes::Fresh { param, binder: fn_node_id }
1893                 }
1894                 LifetimeRes::Static | LifetimeRes::Error => continue,
1895                 res => {
1896                     panic!(
1897                         "Unexpected lifetime resolution {:?} for {:?} at {:?}",
1898                         res, ident, ident.span
1899                     )
1900                 }
1901             };
1902
1903             let lifetime = Lifetime { id: outer_node_id, ident };
1904             collected_lifetimes.push((inner_node_id, lifetime, Some(inner_res)));
1905         }
1906
1907         debug!(?collected_lifetimes);
1908
1909         // We only want to capture the lifetimes that appear in the bounds. So visit the bounds to
1910         // find out exactly which ones those are.
1911         // in fn return position, like the `fn test<'a>() -> impl Debug + 'a` example,
1912         // we only keep the lifetimes that appear in the `impl Debug` itself:
1913         let lifetimes_to_remap = lifetime_collector::lifetimes_in_ret_ty(&self.resolver, output);
1914         debug!(?lifetimes_to_remap);
1915
1916         self.with_hir_id_owner(opaque_ty_node_id, |this| {
1917             // If this opaque type is only capturing a subset of the lifetimes (those that appear
1918             // in bounds), then create the new lifetime parameters required and create a mapping
1919             // from the old `'a` (on the function) to the new `'a` (on the opaque type).
1920             collected_lifetimes.extend(
1921                 this.create_lifetime_defs(
1922                     opaque_ty_def_id,
1923                     &lifetimes_to_remap,
1924                     &mut new_remapping,
1925                 )
1926                 .into_iter()
1927                 .map(|(new_node_id, lifetime)| (new_node_id, lifetime, None)),
1928             );
1929             debug!(?collected_lifetimes);
1930             debug!(?new_remapping);
1931
1932             // Install the remapping from old to new (if any):
1933             this.with_remapping(new_remapping, |this| {
1934                 // We have to be careful to get elision right here. The
1935                 // idea is that we create a lifetime parameter for each
1936                 // lifetime in the return type.  So, given a return type
1937                 // like `async fn foo(..) -> &[&u32]`, we lower to `impl
1938                 // Future<Output = &'1 [ &'2 u32 ]>`.
1939                 //
1940                 // Then, we will create `fn foo(..) -> Foo<'_, '_>`, and
1941                 // hence the elision takes place at the fn site.
1942                 let future_bound = this.lower_async_fn_output_type_to_future_bound(
1943                     output,
1944                     span,
1945                     ImplTraitContext::ReturnPositionOpaqueTy {
1946                         origin: hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn(fn_def_id),
1947                         in_trait,
1948                     },
1949                 );
1950
1951                 let generic_params = this.arena.alloc_from_iter(collected_lifetimes.iter().map(
1952                     |&(new_node_id, lifetime, _)| {
1953                         let hir_id = this.lower_node_id(new_node_id);
1954                         debug_assert_ne!(this.opt_local_def_id(new_node_id), None);
1955
1956                         let (name, kind) = if lifetime.ident.name == kw::UnderscoreLifetime {
1957                             (hir::ParamName::Fresh, hir::LifetimeParamKind::Elided)
1958                         } else {
1959                             (
1960                                 hir::ParamName::Plain(lifetime.ident),
1961                                 hir::LifetimeParamKind::Explicit,
1962                             )
1963                         };
1964
1965                         hir::GenericParam {
1966                             hir_id,
1967                             name,
1968                             span: lifetime.ident.span,
1969                             pure_wrt_drop: false,
1970                             kind: hir::GenericParamKind::Lifetime { kind },
1971                             colon_span: None,
1972                         }
1973                     },
1974                 ));
1975                 debug!("lower_async_fn_ret_ty: generic_params={:#?}", generic_params);
1976
1977                 let opaque_ty_item = hir::OpaqueTy {
1978                     generics: this.arena.alloc(hir::Generics {
1979                         params: generic_params,
1980                         predicates: &[],
1981                         has_where_clause_predicates: false,
1982                         where_clause_span: this.lower_span(span),
1983                         span: this.lower_span(span),
1984                     }),
1985                     bounds: arena_vec![this; future_bound],
1986                     origin: hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn(fn_def_id),
1987                     in_trait,
1988                 };
1989
1990                 trace!("exist ty from async fn def id: {:#?}", opaque_ty_def_id);
1991                 this.generate_opaque_type(opaque_ty_def_id, opaque_ty_item, span, opaque_ty_span)
1992             })
1993         });
1994
1995         // As documented above, we need to create the lifetime
1996         // arguments to our opaque type. Continuing with our example,
1997         // we're creating the type arguments for the return type:
1998         //
1999         // ```
2000         // Bar<'a, 'b, '0, '1, '_>
2001         // ```
2002         //
2003         // For the "input" lifetime parameters, we wish to create
2004         // references to the parameters themselves, including the
2005         // "implicit" ones created from parameter types (`'a`, `'b`,
2006         // '`0`, `'1`).
2007         //
2008         // For the "output" lifetime parameters, we just want to
2009         // generate `'_`.
2010         let generic_args = self.arena.alloc_from_iter(collected_lifetimes.into_iter().map(
2011             |(_, lifetime, res)| {
2012                 let id = self.next_node_id();
2013                 let span = lifetime.ident.span;
2014
2015                 let ident = if lifetime.ident.name == kw::UnderscoreLifetime {
2016                     Ident::with_dummy_span(kw::UnderscoreLifetime)
2017                 } else {
2018                     lifetime.ident
2019                 };
2020
2021                 let res = res.unwrap_or(
2022                     self.resolver.get_lifetime_res(lifetime.id).unwrap_or(LifetimeRes::Error),
2023                 );
2024                 hir::GenericArg::Lifetime(self.new_named_lifetime_with_res(id, span, ident, res))
2025             },
2026         ));
2027
2028         // Create the `Foo<...>` reference itself. Note that the `type
2029         // Foo = impl Trait` is, internally, created as a child of the
2030         // async fn, so the *type parameters* are inherited.  It's
2031         // only the lifetime parameters that we must supply.
2032         let opaque_ty_ref = hir::TyKind::OpaqueDef(
2033             hir::ItemId { def_id: opaque_ty_def_id },
2034             generic_args,
2035             in_trait,
2036         );
2037         let opaque_ty = self.ty(opaque_ty_span, opaque_ty_ref);
2038         hir::FnRetTy::Return(self.arena.alloc(opaque_ty))
2039     }
2040
2041     /// Transforms `-> T` into `Future<Output = T>`.
2042     fn lower_async_fn_output_type_to_future_bound(
2043         &mut self,
2044         output: &FnRetTy,
2045         span: Span,
2046         mut nested_impl_trait_context: ImplTraitContext,
2047     ) -> hir::GenericBound<'hir> {
2048         // Compute the `T` in `Future<Output = T>` from the return type.
2049         let output_ty = match output {
2050             FnRetTy::Ty(ty) => {
2051                 // Not `OpaqueTyOrigin::AsyncFn`: that's only used for the
2052                 // `impl Future` opaque type that `async fn` implicitly
2053                 // generates.
2054                 self.lower_ty(ty, &mut nested_impl_trait_context)
2055             }
2056             FnRetTy::Default(ret_ty_span) => self.arena.alloc(self.ty_tup(*ret_ty_span, &[])),
2057         };
2058
2059         // "<Output = T>"
2060         let future_args = self.arena.alloc(hir::GenericArgs {
2061             args: &[],
2062             bindings: arena_vec![self; self.output_ty_binding(span, output_ty)],
2063             parenthesized: false,
2064             span_ext: DUMMY_SP,
2065         });
2066
2067         hir::GenericBound::LangItemTrait(
2068             // ::std::future::Future<future_params>
2069             hir::LangItem::Future,
2070             self.lower_span(span),
2071             self.next_id(),
2072             future_args,
2073         )
2074     }
2075
2076     #[instrument(level = "trace", skip(self))]
2077     fn lower_param_bound(
2078         &mut self,
2079         tpb: &GenericBound,
2080         itctx: &mut ImplTraitContext,
2081     ) -> hir::GenericBound<'hir> {
2082         match tpb {
2083             GenericBound::Trait(p, modifier) => hir::GenericBound::Trait(
2084                 self.lower_poly_trait_ref(p, itctx),
2085                 self.lower_trait_bound_modifier(*modifier),
2086             ),
2087             GenericBound::Outlives(lifetime) => {
2088                 hir::GenericBound::Outlives(self.lower_lifetime(lifetime))
2089             }
2090         }
2091     }
2092
2093     fn lower_lifetime(&mut self, l: &Lifetime) -> &'hir hir::Lifetime {
2094         let span = self.lower_span(l.ident.span);
2095         let ident = self.lower_ident(l.ident);
2096         self.new_named_lifetime(l.id, l.id, span, ident)
2097     }
2098
2099     #[instrument(level = "debug", skip(self))]
2100     fn new_named_lifetime_with_res(
2101         &mut self,
2102         id: NodeId,
2103         span: Span,
2104         ident: Ident,
2105         res: LifetimeRes,
2106     ) -> &'hir hir::Lifetime {
2107         let name = match res {
2108             LifetimeRes::Param { param, .. } => {
2109                 let p_name = ParamName::Plain(ident);
2110                 let param = self.get_remapped_def_id(param);
2111
2112                 hir::LifetimeName::Param(param, p_name)
2113             }
2114             LifetimeRes::Fresh { param, .. } => {
2115                 debug_assert_eq!(ident.name, kw::UnderscoreLifetime);
2116                 let param = self.local_def_id(param);
2117
2118                 hir::LifetimeName::Param(param, ParamName::Fresh)
2119             }
2120             LifetimeRes::Infer => hir::LifetimeName::Infer,
2121             LifetimeRes::Static => hir::LifetimeName::Static,
2122             LifetimeRes::Error => hir::LifetimeName::Error,
2123             res => panic!("Unexpected lifetime resolution {:?} for {:?} at {:?}", res, ident, span),
2124         };
2125
2126         debug!(?name);
2127         self.arena.alloc(hir::Lifetime {
2128             hir_id: self.lower_node_id(id),
2129             span: self.lower_span(span),
2130             name,
2131         })
2132     }
2133
2134     #[instrument(level = "debug", skip(self))]
2135     fn new_named_lifetime(
2136         &mut self,
2137         id: NodeId,
2138         new_id: NodeId,
2139         span: Span,
2140         ident: Ident,
2141     ) -> &'hir hir::Lifetime {
2142         let res = self.resolver.get_lifetime_res(id).unwrap_or(LifetimeRes::Error);
2143         self.new_named_lifetime_with_res(new_id, span, ident, res)
2144     }
2145
2146     fn lower_generic_params_mut<'s>(
2147         &'s mut self,
2148         params: &'s [GenericParam],
2149     ) -> impl Iterator<Item = hir::GenericParam<'hir>> + Captures<'a> + Captures<'s> {
2150         params.iter().map(move |param| self.lower_generic_param(param))
2151     }
2152
2153     fn lower_generic_params(&mut self, params: &[GenericParam]) -> &'hir [hir::GenericParam<'hir>] {
2154         self.arena.alloc_from_iter(self.lower_generic_params_mut(params))
2155     }
2156
2157     #[instrument(level = "trace", skip(self))]
2158     fn lower_generic_param(&mut self, param: &GenericParam) -> hir::GenericParam<'hir> {
2159         let (name, kind) = self.lower_generic_param_kind(param);
2160
2161         let hir_id = self.lower_node_id(param.id);
2162         self.lower_attrs(hir_id, &param.attrs);
2163         hir::GenericParam {
2164             hir_id,
2165             name,
2166             span: self.lower_span(param.span()),
2167             pure_wrt_drop: self.tcx.sess.contains_name(&param.attrs, sym::may_dangle),
2168             kind,
2169             colon_span: param.colon_span.map(|s| self.lower_span(s)),
2170         }
2171     }
2172
2173     fn lower_generic_param_kind(
2174         &mut self,
2175         param: &GenericParam,
2176     ) -> (hir::ParamName, hir::GenericParamKind<'hir>) {
2177         match param.kind {
2178             GenericParamKind::Lifetime => {
2179                 // AST resolution emitted an error on those parameters, so we lower them using
2180                 // `ParamName::Error`.
2181                 let param_name =
2182                     if let Some(LifetimeRes::Error) = self.resolver.get_lifetime_res(param.id) {
2183                         ParamName::Error
2184                     } else {
2185                         let ident = self.lower_ident(param.ident);
2186                         ParamName::Plain(ident)
2187                     };
2188                 let kind =
2189                     hir::GenericParamKind::Lifetime { kind: hir::LifetimeParamKind::Explicit };
2190
2191                 (param_name, kind)
2192             }
2193             GenericParamKind::Type { ref default, .. } => {
2194                 let kind = hir::GenericParamKind::Type {
2195                     default: default.as_ref().map(|x| {
2196                         self.lower_ty(x, &mut ImplTraitContext::Disallowed(ImplTraitPosition::Type))
2197                     }),
2198                     synthetic: false,
2199                 };
2200
2201                 (hir::ParamName::Plain(self.lower_ident(param.ident)), kind)
2202             }
2203             GenericParamKind::Const { ref ty, kw_span: _, ref default } => {
2204                 let ty =
2205                     self.lower_ty(&ty, &mut ImplTraitContext::Disallowed(ImplTraitPosition::Type));
2206                 let default = default.as_ref().map(|def| self.lower_anon_const(def));
2207                 (
2208                     hir::ParamName::Plain(self.lower_ident(param.ident)),
2209                     hir::GenericParamKind::Const { ty, default },
2210                 )
2211             }
2212         }
2213     }
2214
2215     fn lower_trait_ref(
2216         &mut self,
2217         p: &TraitRef,
2218         itctx: &mut ImplTraitContext,
2219     ) -> hir::TraitRef<'hir> {
2220         let path = match self.lower_qpath(p.ref_id, &None, &p.path, ParamMode::Explicit, itctx) {
2221             hir::QPath::Resolved(None, path) => path,
2222             qpath => panic!("lower_trait_ref: unexpected QPath `{:?}`", qpath),
2223         };
2224         hir::TraitRef { path, hir_ref_id: self.lower_node_id(p.ref_id) }
2225     }
2226
2227     #[instrument(level = "debug", skip(self))]
2228     fn lower_poly_trait_ref(
2229         &mut self,
2230         p: &PolyTraitRef,
2231         itctx: &mut ImplTraitContext,
2232     ) -> hir::PolyTraitRef<'hir> {
2233         self.lower_lifetime_binder(
2234             p.trait_ref.ref_id,
2235             &p.bound_generic_params,
2236             |lctx, bound_generic_params| {
2237                 let trait_ref = lctx.lower_trait_ref(&p.trait_ref, itctx);
2238                 hir::PolyTraitRef { bound_generic_params, trait_ref, span: lctx.lower_span(p.span) }
2239             },
2240         )
2241     }
2242
2243     fn lower_mt(&mut self, mt: &MutTy, itctx: &mut ImplTraitContext) -> hir::MutTy<'hir> {
2244         hir::MutTy { ty: self.lower_ty(&mt.ty, itctx), mutbl: mt.mutbl }
2245     }
2246
2247     #[instrument(level = "debug", skip(self), ret)]
2248     fn lower_param_bounds(
2249         &mut self,
2250         bounds: &[GenericBound],
2251         itctx: &mut ImplTraitContext,
2252     ) -> hir::GenericBounds<'hir> {
2253         self.arena.alloc_from_iter(self.lower_param_bounds_mut(bounds, itctx))
2254     }
2255
2256     fn lower_param_bounds_mut<'s, 'b>(
2257         &'s mut self,
2258         bounds: &'s [GenericBound],
2259         itctx: &'b mut ImplTraitContext,
2260     ) -> impl Iterator<Item = hir::GenericBound<'hir>> + Captures<'s> + Captures<'a> + Captures<'b>
2261     {
2262         bounds.iter().map(move |bound| self.lower_param_bound(bound, itctx))
2263     }
2264
2265     #[instrument(level = "debug", skip(self), ret)]
2266     fn lower_generic_and_bounds(
2267         &mut self,
2268         node_id: NodeId,
2269         span: Span,
2270         ident: Ident,
2271         bounds: &[GenericBound],
2272     ) -> (hir::GenericParam<'hir>, Option<hir::WherePredicate<'hir>>, hir::TyKind<'hir>) {
2273         // Add a definition for the in-band `Param`.
2274         let def_id = self.local_def_id(node_id);
2275
2276         // Set the name to `impl Bound1 + Bound2`.
2277         let param = hir::GenericParam {
2278             hir_id: self.lower_node_id(node_id),
2279             name: ParamName::Plain(self.lower_ident(ident)),
2280             pure_wrt_drop: false,
2281             span: self.lower_span(span),
2282             kind: hir::GenericParamKind::Type { default: None, synthetic: true },
2283             colon_span: None,
2284         };
2285
2286         let preds = self.lower_generic_bound_predicate(
2287             ident,
2288             node_id,
2289             &GenericParamKind::Type { default: None },
2290             bounds,
2291             &mut ImplTraitContext::Universal,
2292             hir::PredicateOrigin::ImplTrait,
2293         );
2294
2295         let hir_id = self.next_id();
2296         let res = Res::Def(DefKind::TyParam, def_id.to_def_id());
2297         let ty = hir::TyKind::Path(hir::QPath::Resolved(
2298             None,
2299             self.arena.alloc(hir::Path {
2300                 span: self.lower_span(span),
2301                 res,
2302                 segments:
2303                     arena_vec![self; hir::PathSegment::new(self.lower_ident(ident), hir_id, res)],
2304             }),
2305         ));
2306
2307         (param, preds, ty)
2308     }
2309
2310     /// Lowers a block directly to an expression, presuming that it
2311     /// has no attributes and is not targeted by a `break`.
2312     fn lower_block_expr(&mut self, b: &Block) -> hir::Expr<'hir> {
2313         let block = self.lower_block(b, false);
2314         self.expr_block(block, AttrVec::new())
2315     }
2316
2317     fn lower_array_length(&mut self, c: &AnonConst) -> hir::ArrayLen {
2318         match c.value.kind {
2319             ExprKind::Underscore => {
2320                 if self.tcx.features().generic_arg_infer {
2321                     hir::ArrayLen::Infer(self.lower_node_id(c.id), c.value.span)
2322                 } else {
2323                     feature_err(
2324                         &self.tcx.sess.parse_sess,
2325                         sym::generic_arg_infer,
2326                         c.value.span,
2327                         "using `_` for array lengths is unstable",
2328                     )
2329                     .stash(c.value.span, StashKey::UnderscoreForArrayLengths);
2330                     hir::ArrayLen::Body(self.lower_anon_const(c))
2331                 }
2332             }
2333             _ => hir::ArrayLen::Body(self.lower_anon_const(c)),
2334         }
2335     }
2336
2337     fn lower_anon_const(&mut self, c: &AnonConst) -> hir::AnonConst {
2338         self.with_new_scopes(|this| hir::AnonConst {
2339             hir_id: this.lower_node_id(c.id),
2340             body: this.lower_const_body(c.value.span, Some(&c.value)),
2341         })
2342     }
2343
2344     fn lower_unsafe_source(&mut self, u: UnsafeSource) -> hir::UnsafeSource {
2345         match u {
2346             CompilerGenerated => hir::UnsafeSource::CompilerGenerated,
2347             UserProvided => hir::UnsafeSource::UserProvided,
2348         }
2349     }
2350
2351     fn lower_trait_bound_modifier(&mut self, f: TraitBoundModifier) -> hir::TraitBoundModifier {
2352         match f {
2353             TraitBoundModifier::None => hir::TraitBoundModifier::None,
2354             TraitBoundModifier::MaybeConst => hir::TraitBoundModifier::MaybeConst,
2355
2356             // `MaybeConstMaybe` will cause an error during AST validation, but we need to pick a
2357             // placeholder for compilation to proceed.
2358             TraitBoundModifier::MaybeConstMaybe | TraitBoundModifier::Maybe => {
2359                 hir::TraitBoundModifier::Maybe
2360             }
2361         }
2362     }
2363
2364     // Helper methods for building HIR.
2365
2366     fn stmt(&mut self, span: Span, kind: hir::StmtKind<'hir>) -> hir::Stmt<'hir> {
2367         hir::Stmt { span: self.lower_span(span), kind, hir_id: self.next_id() }
2368     }
2369
2370     fn stmt_expr(&mut self, span: Span, expr: hir::Expr<'hir>) -> hir::Stmt<'hir> {
2371         self.stmt(span, hir::StmtKind::Expr(self.arena.alloc(expr)))
2372     }
2373
2374     fn stmt_let_pat(
2375         &mut self,
2376         attrs: Option<&'hir [Attribute]>,
2377         span: Span,
2378         init: Option<&'hir hir::Expr<'hir>>,
2379         pat: &'hir hir::Pat<'hir>,
2380         source: hir::LocalSource,
2381     ) -> hir::Stmt<'hir> {
2382         let hir_id = self.next_id();
2383         if let Some(a) = attrs {
2384             debug_assert!(!a.is_empty());
2385             self.attrs.insert(hir_id.local_id, a);
2386         }
2387         let local = hir::Local {
2388             hir_id,
2389             init,
2390             pat,
2391             els: None,
2392             source,
2393             span: self.lower_span(span),
2394             ty: None,
2395         };
2396         self.stmt(span, hir::StmtKind::Local(self.arena.alloc(local)))
2397     }
2398
2399     fn block_expr(&mut self, expr: &'hir hir::Expr<'hir>) -> &'hir hir::Block<'hir> {
2400         self.block_all(expr.span, &[], Some(expr))
2401     }
2402
2403     fn block_all(
2404         &mut self,
2405         span: Span,
2406         stmts: &'hir [hir::Stmt<'hir>],
2407         expr: Option<&'hir hir::Expr<'hir>>,
2408     ) -> &'hir hir::Block<'hir> {
2409         let blk = hir::Block {
2410             stmts,
2411             expr,
2412             hir_id: self.next_id(),
2413             rules: hir::BlockCheckMode::DefaultBlock,
2414             span: self.lower_span(span),
2415             targeted_by_break: false,
2416         };
2417         self.arena.alloc(blk)
2418     }
2419
2420     fn pat_cf_continue(&mut self, span: Span, pat: &'hir hir::Pat<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2421         let field = self.single_pat_field(span, pat);
2422         self.pat_lang_item_variant(span, hir::LangItem::ControlFlowContinue, field, None)
2423     }
2424
2425     fn pat_cf_break(&mut self, span: Span, pat: &'hir hir::Pat<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2426         let field = self.single_pat_field(span, pat);
2427         self.pat_lang_item_variant(span, hir::LangItem::ControlFlowBreak, field, None)
2428     }
2429
2430     fn pat_some(&mut self, span: Span, pat: &'hir hir::Pat<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2431         let field = self.single_pat_field(span, pat);
2432         self.pat_lang_item_variant(span, hir::LangItem::OptionSome, field, None)
2433     }
2434
2435     fn pat_none(&mut self, span: Span) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2436         self.pat_lang_item_variant(span, hir::LangItem::OptionNone, &[], None)
2437     }
2438
2439     fn single_pat_field(
2440         &mut self,
2441         span: Span,
2442         pat: &'hir hir::Pat<'hir>,
2443     ) -> &'hir [hir::PatField<'hir>] {
2444         let field = hir::PatField {
2445             hir_id: self.next_id(),
2446             ident: Ident::new(sym::integer(0), self.lower_span(span)),
2447             is_shorthand: false,
2448             pat,
2449             span: self.lower_span(span),
2450         };
2451         arena_vec![self; field]
2452     }
2453
2454     fn pat_lang_item_variant(
2455         &mut self,
2456         span: Span,
2457         lang_item: hir::LangItem,
2458         fields: &'hir [hir::PatField<'hir>],
2459         hir_id: Option<hir::HirId>,
2460     ) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2461         let qpath = hir::QPath::LangItem(lang_item, self.lower_span(span), hir_id);
2462         self.pat(span, hir::PatKind::Struct(qpath, fields, false))
2463     }
2464
2465     fn pat_ident(&mut self, span: Span, ident: Ident) -> (&'hir hir::Pat<'hir>, hir::HirId) {
2466         self.pat_ident_binding_mode(span, ident, hir::BindingAnnotation::NONE)
2467     }
2468
2469     fn pat_ident_mut(&mut self, span: Span, ident: Ident) -> (hir::Pat<'hir>, hir::HirId) {
2470         self.pat_ident_binding_mode_mut(span, ident, hir::BindingAnnotation::NONE)
2471     }
2472
2473     fn pat_ident_binding_mode(
2474         &mut self,
2475         span: Span,
2476         ident: Ident,
2477         bm: hir::BindingAnnotation,
2478     ) -> (&'hir hir::Pat<'hir>, hir::HirId) {
2479         let (pat, hir_id) = self.pat_ident_binding_mode_mut(span, ident, bm);
2480         (self.arena.alloc(pat), hir_id)
2481     }
2482
2483     fn pat_ident_binding_mode_mut(
2484         &mut self,
2485         span: Span,
2486         ident: Ident,
2487         bm: hir::BindingAnnotation,
2488     ) -> (hir::Pat<'hir>, hir::HirId) {
2489         let hir_id = self.next_id();
2490
2491         (
2492             hir::Pat {
2493                 hir_id,
2494                 kind: hir::PatKind::Binding(bm, hir_id, self.lower_ident(ident), None),
2495                 span: self.lower_span(span),
2496                 default_binding_modes: true,
2497             },
2498             hir_id,
2499         )
2500     }
2501
2502     fn pat(&mut self, span: Span, kind: hir::PatKind<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2503         self.arena.alloc(hir::Pat {
2504             hir_id: self.next_id(),
2505             kind,
2506             span: self.lower_span(span),
2507             default_binding_modes: true,
2508         })
2509     }
2510
2511     fn pat_without_dbm(&mut self, span: Span, kind: hir::PatKind<'hir>) -> hir::Pat<'hir> {
2512         hir::Pat {
2513             hir_id: self.next_id(),
2514             kind,
2515             span: self.lower_span(span),
2516             default_binding_modes: false,
2517         }
2518     }
2519
2520     fn ty_path(
2521         &mut self,
2522         mut hir_id: hir::HirId,
2523         span: Span,
2524         qpath: hir::QPath<'hir>,
2525     ) -> hir::Ty<'hir> {
2526         let kind = match qpath {
2527             hir::QPath::Resolved(None, path) => {
2528                 // Turn trait object paths into `TyKind::TraitObject` instead.
2529                 match path.res {
2530                     Res::Def(DefKind::Trait | DefKind::TraitAlias, _) => {
2531                         let principal = hir::PolyTraitRef {
2532                             bound_generic_params: &[],
2533                             trait_ref: hir::TraitRef { path, hir_ref_id: hir_id },
2534                             span: self.lower_span(span),
2535                         };
2536
2537                         // The original ID is taken by the `PolyTraitRef`,
2538                         // so the `Ty` itself needs a different one.
2539                         hir_id = self.next_id();
2540                         hir::TyKind::TraitObject(
2541                             arena_vec![self; principal],
2542                             self.elided_dyn_bound(span),
2543                             TraitObjectSyntax::None,
2544                         )
2545                     }
2546                     _ => hir::TyKind::Path(hir::QPath::Resolved(None, path)),
2547                 }
2548             }
2549             _ => hir::TyKind::Path(qpath),
2550         };
2551
2552         hir::Ty { hir_id, kind, span: self.lower_span(span) }
2553     }
2554
2555     /// Invoked to create the lifetime argument(s) for an elided trait object
2556     /// bound, like the bound in `Box<dyn Debug>`. This method is not invoked
2557     /// when the bound is written, even if it is written with `'_` like in
2558     /// `Box<dyn Debug + '_>`. In those cases, `lower_lifetime` is invoked.
2559     fn elided_dyn_bound(&mut self, span: Span) -> &'hir hir::Lifetime {
2560         let r = hir::Lifetime {
2561             hir_id: self.next_id(),
2562             span: self.lower_span(span),
2563             name: hir::LifetimeName::ImplicitObjectLifetimeDefault,
2564         };
2565         debug!("elided_dyn_bound: r={:?}", r);
2566         self.arena.alloc(r)
2567     }
2568 }
2569
2570 /// Helper struct for delayed construction of GenericArgs.
2571 struct GenericArgsCtor<'hir> {
2572     args: SmallVec<[hir::GenericArg<'hir>; 4]>,
2573     bindings: &'hir [hir::TypeBinding<'hir>],
2574     parenthesized: bool,
2575     span: Span,
2576 }
2577
2578 impl<'hir> GenericArgsCtor<'hir> {
2579     fn is_empty(&self) -> bool {
2580         self.args.is_empty() && self.bindings.is_empty() && !self.parenthesized
2581     }
2582
2583     fn into_generic_args(self, this: &LoweringContext<'_, 'hir>) -> &'hir hir::GenericArgs<'hir> {
2584         let ga = hir::GenericArgs {
2585             args: this.arena.alloc_from_iter(self.args),
2586             bindings: self.bindings,
2587             parenthesized: self.parenthesized,
2588             span_ext: this.lower_span(self.span),
2589         };
2590         this.arena.alloc(ga)
2591     }
2592 }