compiler/rustc_hir_typeck/src/closure.rs

   1 //! Code for type-checking closure expressions.
   2
   3 use super::{check_fn, Expectation, FnCtxt, GeneratorTypes};
   4
   5 use hir::def::DefKind;
   6 use rustc_hir as hir;
   7 use rustc_hir::def_id::DefId;
   8 use rustc_hir::lang_items::LangItem;
   9 use rustc_hir_analysis::astconv::AstConv;
  10 use rustc_infer::infer::type_variable::{TypeVariableOrigin, TypeVariableOriginKind};
  11 use rustc_infer::infer::LateBoundRegionConversionTime;
  12 use rustc_infer::infer::{InferOk, InferResult};
  13 use rustc_macros::{TypeFoldable, TypeVisitable};
  14 use rustc_middle::ty::subst::InternalSubsts;
  15 use rustc_middle::ty::visit::TypeVisitable;
  16 use rustc_middle::ty::{self, Ty};
  17 use rustc_span::source_map::Span;
  18 use rustc_target::spec::abi::Abi;
  19 use rustc_trait_selection::traits;
  20 use rustc_trait_selection::traits::error_reporting::ArgKind;
  21 use rustc_trait_selection::traits::error_reporting::InferCtxtExt as _;
  22 use std::cmp;
  23 use std::iter;
  24
  25 /// What signature do we *expect* the closure to have from context?
  26 #[derive(Debug, Clone, TypeFoldable, TypeVisitable)]
  27 struct ExpectedSig<'tcx> {
  28     /// Span that gave us this expectation, if we know that.
  29     cause_span: Option<Span>,
  30     sig: ty::PolyFnSig<'tcx>,
  31 }
  32
  33 struct ClosureSignatures<'tcx> {
  34     /// The signature users of the closure see.
  35     bound_sig: ty::PolyFnSig<'tcx>,
  36     /// The signature within the function body.
  37     /// This mostly differs in the sense that lifetimes are now early bound and any
  38     /// opaque types from the signature expectation are overridden in case there are
  39     /// explicit hidden types written by the user in the closure signature.
  40     liberated_sig: ty::FnSig<'tcx>,
  41 }
  42
  43 impl<'a, 'tcx> FnCtxt<'a, 'tcx> {
  44     #[instrument(skip(self, expr, _capture, decl, body_id), level = "debug")]
  45     pub fn check_expr_closure(
  46         &self,
  47         expr: &hir::Expr<'_>,
  48         _capture: hir::CaptureBy,
  49         decl: &'tcx hir::FnDecl<'tcx>,
  50         body_id: hir::BodyId,
  51         gen: Option<hir::Movability>,
  52         expected: Expectation<'tcx>,
  53     ) -> Ty<'tcx> {
  54         trace!("decl = {:#?}", decl);
  55         trace!("expr = {:#?}", expr);
  56
  57         // It's always helpful for inference if we know the kind of
  58         // closure sooner rather than later, so first examine the expected
  59         // type, and see if can glean a closure kind from there.
  60         let (expected_sig, expected_kind) = match expected.to_option(self) {
  61             Some(ty) => self.deduce_expectations_from_expected_type(ty),
  62             None => (None, None),
  63         };
  64         let body = self.tcx.hir().body(body_id);
  65         self.check_closure(expr, expected_kind, decl, body, gen, expected_sig)
  66     }
  67
  68     #[instrument(skip(self, expr, body, decl), level = "debug", ret)]
  69     fn check_closure(
  70         &self,
  71         expr: &hir::Expr<'_>,
  72         opt_kind: Option<ty::ClosureKind>,
  73         decl: &'tcx hir::FnDecl<'tcx>,
  74         body: &'tcx hir::Body<'tcx>,
  75         gen: Option<hir::Movability>,
  76         expected_sig: Option<ExpectedSig<'tcx>>,
  77     ) -> Ty<'tcx> {
  78         trace!("decl = {:#?}", decl);
  79         let expr_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(expr.hir_id);
  80         debug!(?expr_def_id);
  81
  82         let ClosureSignatures { bound_sig, liberated_sig } =
  83             self.sig_of_closure(expr.hir_id, expr_def_id.to_def_id(), decl, body, expected_sig);
  84
  85         debug!(?bound_sig, ?liberated_sig);
  86
  87         let generator_types = check_fn(
  88             self,
  89             self.param_env.without_const(),
  90             liberated_sig,
  91             decl,
  92             expr.hir_id,
  93             body,
  94             gen,
  95         )
  96         .1;
  97
  98         let parent_substs = InternalSubsts::identity_for_item(
  99             self.tcx,
 100             self.tcx.typeck_root_def_id(expr_def_id.to_def_id()),
 101         );
 102
 103         let tupled_upvars_ty = self.next_ty_var(TypeVariableOrigin {
 104             kind: TypeVariableOriginKind::ClosureSynthetic,
 105             span: self.tcx.hir().span(expr.hir_id),
 106         });
 107
 108         if let Some(GeneratorTypes { resume_ty, yield_ty, interior, movability }) = generator_types
 109         {
 110             let generator_substs = ty::GeneratorSubsts::new(
 111                 self.tcx,
 112                 ty::GeneratorSubstsParts {
 113                     parent_substs,
 114                     resume_ty,
 115                     yield_ty,
 116                     return_ty: liberated_sig.output(),
 117                     witness: interior,
 118                     tupled_upvars_ty,
 119                 },
 120             );
 121
 122             return self.tcx.mk_generator(
 123                 expr_def_id.to_def_id(),
 124                 generator_substs.substs,
 125                 movability,
 126             );
 127         }
 128
 129         // Tuple up the arguments and insert the resulting function type into
 130         // the `closures` table.
 131         let sig = bound_sig.map_bound(|sig| {
 132             self.tcx.mk_fn_sig(
 133                 iter::once(self.tcx.intern_tup(sig.inputs())),
 134                 sig.output(),
 135                 sig.c_variadic,
 136                 sig.unsafety,
 137                 sig.abi,
 138             )
 139         });
 140
 141         debug!(?sig, ?opt_kind);
 142
 143         let closure_kind_ty = match opt_kind {
 144             Some(kind) => kind.to_ty(self.tcx),
 145
 146             // Create a type variable (for now) to represent the closure kind.
 147             // It will be unified during the upvar inference phase (`upvar.rs`)
 148             None => self.next_ty_var(TypeVariableOrigin {
 149                 // FIXME(eddyb) distinguish closure kind inference variables from the rest.
 150                 kind: TypeVariableOriginKind::ClosureSynthetic,
 151                 span: expr.span,
 152             }),
 153         };
 154
 155         let closure_substs = ty::ClosureSubsts::new(
 156             self.tcx,
 157             ty::ClosureSubstsParts {
 158                 parent_substs,
 159                 closure_kind_ty,
 160                 closure_sig_as_fn_ptr_ty: self.tcx.mk_fn_ptr(sig),
 161                 tupled_upvars_ty,
 162             },
 163         );
 164
 165         self.tcx.mk_closure(expr_def_id.to_def_id(), closure_substs.substs)
 166     }
 167
 168     /// Given the expected type, figures out what it can about this closure we
 169     /// are about to type check:
 170     #[instrument(skip(self), level = "debug")]
 171     fn deduce_expectations_from_expected_type(
 172         &self,
 173         expected_ty: Ty<'tcx>,
 174     ) -> (Option<ExpectedSig<'tcx>>, Option<ty::ClosureKind>) {
 175         match *expected_ty.kind() {
 176             ty::Opaque(def_id, substs) => self.deduce_signature_from_predicates(
 177                 self.tcx.bound_explicit_item_bounds(def_id).subst_iter_copied(self.tcx, substs),
 178             ),
 179             ty::Dynamic(ref object_type, ..) => {
 180                 let sig = object_type.projection_bounds().find_map(|pb| {
 181                     let pb = pb.with_self_ty(self.tcx, self.tcx.types.trait_object_dummy_self);
 182                     self.deduce_sig_from_projection(None, pb)
 183                 });
 184                 let kind = object_type
 185                     .principal_def_id()
 186                     .and_then(|did| self.tcx.fn_trait_kind_from_lang_item(did));
 187                 (sig, kind)
 188             }
 189             ty::Infer(ty::TyVar(vid)) => self.deduce_signature_from_predicates(
 190                 self.obligations_for_self_ty(vid).map(|obl| (obl.predicate, obl.cause.span)),
 191             ),
 192             ty::FnPtr(sig) => {
 193                 let expected_sig = ExpectedSig { cause_span: None, sig };
 194                 (Some(expected_sig), Some(ty::ClosureKind::Fn))
 195             }
 196             _ => (None, None),
 197         }
 198     }
 199
 200     fn deduce_signature_from_predicates(
 201         &self,
 202         predicates: impl DoubleEndedIterator<Item = (ty::Predicate<'tcx>, Span)>,
 203     ) -> (Option<ExpectedSig<'tcx>>, Option<ty::ClosureKind>) {
 204         let mut expected_sig = None;
 205         let mut expected_kind = None;
 206
 207         for obligation in traits::elaborate_predicates_with_span(
 208             self.tcx,
 209             // Reverse the obligations here, since `elaborate_*` uses a stack,
 210             // and we want to keep inference generally in the same order of
 211             // the registered obligations.
 212             predicates.rev(),
 213         ) {
 214             debug!(?obligation.predicate);
 215             let bound_predicate = obligation.predicate.kind();
 216
 217             // Given a Projection predicate, we can potentially infer
 218             // the complete signature.
 219             if expected_sig.is_none()
 220                 && let ty::PredicateKind::Projection(proj_predicate) = bound_predicate.skip_binder()
 221             {
 222                 expected_sig = self.normalize_associated_types_in(
 223                     obligation.cause.span,
 224                     self.deduce_sig_from_projection(
 225                     Some(obligation.cause.span),
 226                         bound_predicate.rebind(proj_predicate),
 227                     ),
 228                 );
 229             }
 230
 231             // Even if we can't infer the full signature, we may be able to
 232             // infer the kind. This can occur when we elaborate a predicate
 233             // like `F : Fn<A>`. Note that due to subtyping we could encounter
 234             // many viable options, so pick the most restrictive.
 235             let trait_def_id = match bound_predicate.skip_binder() {
 236                 ty::PredicateKind::Projection(data) => {
 237                     Some(data.projection_ty.trait_def_id(self.tcx))
 238                 }
 239                 ty::PredicateKind::Trait(data) => Some(data.def_id()),
 240                 _ => None,
 241             };
 242             if let Some(closure_kind) =
 243                 trait_def_id.and_then(|def_id| self.tcx.fn_trait_kind_from_lang_item(def_id))
 244             {
 245                 expected_kind = Some(
 246                     expected_kind
 247                         .map_or_else(|| closure_kind, |current| cmp::min(current, closure_kind)),
 248                 );
 249             }
 250         }
 251
 252         (expected_sig, expected_kind)
 253     }
 254
 255     /// Given a projection like "<F as Fn(X)>::Result == Y", we can deduce
 256     /// everything we need to know about a closure or generator.
 257     ///
 258     /// The `cause_span` should be the span that caused us to
 259     /// have this expected signature, or `None` if we can't readily
 260     /// know that.
 261     #[instrument(level = "debug", skip(self, cause_span), ret)]
 262     fn deduce_sig_from_projection(
 263         &self,
 264         cause_span: Option<Span>,
 265         projection: ty::PolyProjectionPredicate<'tcx>,
 266     ) -> Option<ExpectedSig<'tcx>> {
 267         let tcx = self.tcx;
 268
 269         let trait_def_id = projection.trait_def_id(tcx);
 270
 271         let is_fn = tcx.fn_trait_kind_from_lang_item(trait_def_id).is_some();
 272         let gen_trait = tcx.require_lang_item(LangItem::Generator, cause_span);
 273         let is_gen = gen_trait == trait_def_id;
 274         if !is_fn && !is_gen {
 275             debug!("not fn or generator");
 276             return None;
 277         }
 278
 279         if is_gen {
 280             // Check that we deduce the signature from the `<_ as std::ops::Generator>::Return`
 281             // associated item and not yield.
 282             let return_assoc_item = self.tcx.associated_item_def_ids(gen_trait)[1];
 283             if return_assoc_item != projection.projection_def_id() {
 284                 debug!("not return assoc item of generator");
 285                 return None;
 286             }
 287         }
 288
 289         let input_tys = if is_fn {
 290             let arg_param_ty = projection.skip_binder().projection_ty.substs.type_at(1);
 291             let arg_param_ty = self.resolve_vars_if_possible(arg_param_ty);
 292             debug!(?arg_param_ty);
 293
 294             match arg_param_ty.kind() {
 295                 &ty::Tuple(tys) => tys,
 296                 _ => return None,
 297             }
 298         } else {
 299             // Generators with a `()` resume type may be defined with 0 or 1 explicit arguments,
 300             // else they must have exactly 1 argument. For now though, just give up in this case.
 301             return None;
 302         };
 303
 304         // Since this is a return parameter type it is safe to unwrap.
 305         let ret_param_ty = projection.skip_binder().term.ty().unwrap();
 306         let ret_param_ty = self.resolve_vars_if_possible(ret_param_ty);
 307         debug!(?ret_param_ty);
 308
 309         let sig = projection.rebind(self.tcx.mk_fn_sig(
 310             input_tys.iter(),
 311             ret_param_ty,
 312             false,
 313             hir::Unsafety::Normal,
 314             Abi::Rust,
 315         ));
 316
 317         Some(ExpectedSig { cause_span, sig })
 318     }
 319
 320     fn sig_of_closure(
 321         &self,
 322         hir_id: hir::HirId,
 323         expr_def_id: DefId,
 324         decl: &hir::FnDecl<'_>,
 325         body: &hir::Body<'_>,
 326         expected_sig: Option<ExpectedSig<'tcx>>,
 327     ) -> ClosureSignatures<'tcx> {
 328         if let Some(e) = expected_sig {
 329             self.sig_of_closure_with_expectation(hir_id, expr_def_id, decl, body, e)
 330         } else {
 331             self.sig_of_closure_no_expectation(hir_id, expr_def_id, decl, body)
 332         }
 333     }
 334
 335     /// If there is no expected signature, then we will convert the
 336     /// types that the user gave into a signature.
 337     #[instrument(skip(self, hir_id, expr_def_id, decl, body), level = "debug")]
 338     fn sig_of_closure_no_expectation(
 339         &self,
 340         hir_id: hir::HirId,
 341         expr_def_id: DefId,
 342         decl: &hir::FnDecl<'_>,
 343         body: &hir::Body<'_>,
 344     ) -> ClosureSignatures<'tcx> {
 345         let bound_sig = self.supplied_sig_of_closure(hir_id, expr_def_id, decl, body);
 346
 347         self.closure_sigs(expr_def_id, body, bound_sig)
 348     }
 349
 350     /// Invoked to compute the signature of a closure expression. This
 351     /// combines any user-provided type annotations (e.g., `|x: u32|
 352     /// -> u32 { .. }`) with the expected signature.
 353     ///
 354     /// The approach is as follows:
 355     ///
 356     /// - Let `S` be the (higher-ranked) signature that we derive from the user's annotations.
 357     /// - Let `E` be the (higher-ranked) signature that we derive from the expectations, if any.
 358     ///   - If we have no expectation `E`, then the signature of the closure is `S`.
 359     ///   - Otherwise, the signature of the closure is E. Moreover:
 360     ///     - Skolemize the late-bound regions in `E`, yielding `E'`.
 361     ///     - Instantiate all the late-bound regions bound in the closure within `S`
 362     ///       with fresh (existential) variables, yielding `S'`
 363     ///     - Require that `E' = S'`
 364     ///       - We could use some kind of subtyping relationship here,
 365     ///         I imagine, but equality is easier and works fine for
 366     ///         our purposes.
 367     ///
 368     /// The key intuition here is that the user's types must be valid
 369     /// from "the inside" of the closure, but the expectation
 370     /// ultimately drives the overall signature.
 371     ///
 372     /// # Examples
 373     ///
 374     /// ```ignore (illustrative)
 375     /// fn with_closure<F>(_: F)
 376     ///   where F: Fn(&u32) -> &u32 { .. }
 377     ///
 378     /// with_closure(|x: &u32| { ... })
 379     /// ```
 380     ///
 381     /// Here:
 382     /// - E would be `fn(&u32) -> &u32`.
 383     /// - S would be `fn(&u32) ->
 384     /// - E' is `&'!0 u32 -> &'!0 u32`
 385     /// - S' is `&'?0 u32 -> ?T`
 386     ///
 387     /// S' can be unified with E' with `['?0 = '!0, ?T = &'!10 u32]`.
 388     ///
 389     /// # Arguments
 390     ///
 391     /// - `expr_def_id`: the `DefId` of the closure expression
 392     /// - `decl`: the HIR declaration of the closure
 393     /// - `body`: the body of the closure
 394     /// - `expected_sig`: the expected signature (if any). Note that
 395     ///   this is missing a binder: that is, there may be late-bound
 396     ///   regions with depth 1, which are bound then by the closure.
 397     #[instrument(skip(self, hir_id, expr_def_id, decl, body), level = "debug")]
 398     fn sig_of_closure_with_expectation(
 399         &self,
 400         hir_id: hir::HirId,
 401         expr_def_id: DefId,
 402         decl: &hir::FnDecl<'_>,
 403         body: &hir::Body<'_>,
 404         expected_sig: ExpectedSig<'tcx>,
 405     ) -> ClosureSignatures<'tcx> {
 406         // Watch out for some surprises and just ignore the
 407         // expectation if things don't see to match up with what we
 408         // expect.
 409         if expected_sig.sig.c_variadic() != decl.c_variadic {
 410             return self.sig_of_closure_no_expectation(hir_id, expr_def_id, decl, body);
 411         } else if expected_sig.sig.skip_binder().inputs_and_output.len() != decl.inputs.len() + 1 {
 412             return self.sig_of_closure_with_mismatched_number_of_arguments(
 413                 expr_def_id,
 414                 decl,
 415                 body,
 416                 expected_sig,
 417             );
 418         }
 419
 420         // Create a `PolyFnSig`. Note the oddity that late bound
 421         // regions appearing free in `expected_sig` are now bound up
 422         // in this binder we are creating.
 423         assert!(!expected_sig.sig.skip_binder().has_vars_bound_above(ty::INNERMOST));
 424         let bound_sig = expected_sig.sig.map_bound(|sig| {
 425             self.tcx.mk_fn_sig(
 426                 sig.inputs().iter().cloned(),
 427                 sig.output(),
 428                 sig.c_variadic,
 429                 hir::Unsafety::Normal,
 430                 Abi::RustCall,
 431             )
 432         });
 433
 434         // `deduce_expectations_from_expected_type` introduces
 435         // late-bound lifetimes defined elsewhere, which we now
 436         // anonymize away, so as not to confuse the user.
 437         let bound_sig = self.tcx.anonymize_late_bound_regions(bound_sig);
 438
 439         let closure_sigs = self.closure_sigs(expr_def_id, body, bound_sig);
 440
 441         // Up till this point, we have ignored the annotations that the user
 442         // gave. This function will check that they unify successfully.
 443         // Along the way, it also writes out entries for types that the user
 444         // wrote into our typeck results, which are then later used by the privacy
 445         // check.
 446         match self.merge_supplied_sig_with_expectation(
 447             hir_id,
 448             expr_def_id,
 449             decl,
 450             body,
 451             closure_sigs,
 452         ) {
 453             Ok(infer_ok) => self.register_infer_ok_obligations(infer_ok),
 454             Err(_) => self.sig_of_closure_no_expectation(hir_id, expr_def_id, decl, body),
 455         }
 456     }
 457
 458     fn sig_of_closure_with_mismatched_number_of_arguments(
 459         &self,
 460         expr_def_id: DefId,
 461         decl: &hir::FnDecl<'_>,
 462         body: &hir::Body<'_>,
 463         expected_sig: ExpectedSig<'tcx>,
 464     ) -> ClosureSignatures<'tcx> {
 465         let hir = self.tcx.hir();
 466         let expr_map_node = hir.get_if_local(expr_def_id).unwrap();
 467         let expected_args: Vec<_> = expected_sig
 468             .sig
 469             .skip_binder()
 470             .inputs()
 471             .iter()
 472             .map(|ty| ArgKind::from_expected_ty(*ty, None))
 473             .collect();
 474         let (closure_span, found_args) = match self.get_fn_like_arguments(expr_map_node) {
 475             Some((sp, args)) => (Some(sp), args),
 476             None => (None, Vec::new()),
 477         };
 478         let expected_span =
 479             expected_sig.cause_span.unwrap_or_else(|| hir.span_if_local(expr_def_id).unwrap());
 480         self.report_arg_count_mismatch(
 481             expected_span,
 482             closure_span,
 483             expected_args,
 484             found_args,
 485             true,
 486         )
 487         .emit();
 488
 489         let error_sig = self.error_sig_of_closure(decl);
 490
 491         self.closure_sigs(expr_def_id, body, error_sig)
 492     }
 493
 494     /// Enforce the user's types against the expectation. See
 495     /// `sig_of_closure_with_expectation` for details on the overall
 496     /// strategy.
 497     #[instrument(level = "debug", skip(self, hir_id, expr_def_id, decl, body, expected_sigs))]
 498     fn merge_supplied_sig_with_expectation(
 499         &self,
 500         hir_id: hir::HirId,
 501         expr_def_id: DefId,
 502         decl: &hir::FnDecl<'_>,
 503         body: &hir::Body<'_>,
 504         mut expected_sigs: ClosureSignatures<'tcx>,
 505     ) -> InferResult<'tcx, ClosureSignatures<'tcx>> {
 506         // Get the signature S that the user gave.
 507         //
 508         // (See comment on `sig_of_closure_with_expectation` for the
 509         // meaning of these letters.)
 510         let supplied_sig = self.supplied_sig_of_closure(hir_id, expr_def_id, decl, body);
 511
 512         debug!(?supplied_sig);
 513
 514         // FIXME(#45727): As discussed in [this comment][c1], naively
 515         // forcing equality here actually results in suboptimal error
 516         // messages in some cases.  For now, if there would have been
 517         // an obvious error, we fallback to declaring the type of the
 518         // closure to be the one the user gave, which allows other
 519         // error message code to trigger.
 520         //
 521         // However, I think [there is potential to do even better
 522         // here][c2], since in *this* code we have the precise span of
 523         // the type parameter in question in hand when we report the
 524         // error.
 525         //
 526         // [c1]: https://github.com/rust-lang/rust/pull/45072#issuecomment-341089706
 527         // [c2]: https://github.com/rust-lang/rust/pull/45072#issuecomment-341096796
 528         self.commit_if_ok(|_| {
 529             let mut all_obligations = vec![];
 530             let inputs: Vec<_> = iter::zip(
 531                 decl.inputs,
 532                 supplied_sig.inputs().skip_binder(), // binder moved to (*) below
 533             )
 534             .map(|(hir_ty, &supplied_ty)| {
 535                 // Instantiate (this part of..) S to S', i.e., with fresh variables.
 536                 self.replace_bound_vars_with_fresh_vars(
 537                     hir_ty.span,
 538                     LateBoundRegionConversionTime::FnCall,
 539                     // (*) binder moved to here
 540                     supplied_sig.inputs().rebind(supplied_ty),
 541                 )
 542             })
 543             .collect();
 544
 545             // The liberated version of this signature should be a subtype
 546             // of the liberated form of the expectation.
 547             for ((hir_ty, &supplied_ty), expected_ty) in iter::zip(
 548                 iter::zip(decl.inputs, &inputs),
 549                 expected_sigs.liberated_sig.inputs(), // `liberated_sig` is E'.
 550             ) {
 551                 // Check that E' = S'.
 552                 let cause = self.misc(hir_ty.span);
 553                 let InferOk { value: (), obligations } =
 554                     self.at(&cause, self.param_env).eq(*expected_ty, supplied_ty)?;
 555                 all_obligations.extend(obligations);
 556             }
 557
 558             let supplied_output_ty = self.replace_bound_vars_with_fresh_vars(
 559                 decl.output.span(),
 560                 LateBoundRegionConversionTime::FnCall,
 561                 supplied_sig.output(),
 562             );
 563             let cause = &self.misc(decl.output.span());
 564             let InferOk { value: (), obligations } = self
 565                 .at(cause, self.param_env)
 566                 .eq(expected_sigs.liberated_sig.output(), supplied_output_ty)?;
 567             all_obligations.extend(obligations);
 568
 569             let inputs = inputs.into_iter().map(|ty| self.resolve_vars_if_possible(ty));
 570
 571             expected_sigs.liberated_sig = self.tcx.mk_fn_sig(
 572                 inputs,
 573                 supplied_output_ty,
 574                 expected_sigs.liberated_sig.c_variadic,
 575                 hir::Unsafety::Normal,
 576                 Abi::RustCall,
 577             );
 578
 579             Ok(InferOk { value: expected_sigs, obligations: all_obligations })
 580         })
 581     }
 582
 583     /// If there is no expected signature, then we will convert the
 584     /// types that the user gave into a signature.
 585     ///
 586     /// Also, record this closure signature for later.
 587     #[instrument(skip(self, decl, body), level = "debug", ret)]
 588     fn supplied_sig_of_closure(
 589         &self,
 590         hir_id: hir::HirId,
 591         expr_def_id: DefId,
 592         decl: &hir::FnDecl<'_>,
 593         body: &hir::Body<'_>,
 594     ) -> ty::PolyFnSig<'tcx> {
 595         let astconv: &dyn AstConv<'_> = self;
 596
 597         trace!("decl = {:#?}", decl);
 598         debug!(?body.generator_kind);
 599
 600         let bound_vars = self.tcx.late_bound_vars(hir_id);
 601
 602         // First, convert the types that the user supplied (if any).
 603         let supplied_arguments = decl.inputs.iter().map(|a| astconv.ast_ty_to_ty(a));
 604         let supplied_return = match decl.output {
 605             hir::FnRetTy::Return(ref output) => astconv.ast_ty_to_ty(&output),
 606             hir::FnRetTy::DefaultReturn(_) => match body.generator_kind {
 607                 // In the case of the async block that we create for a function body,
 608                 // we expect the return type of the block to match that of the enclosing
 609                 // function.
 610                 Some(hir::GeneratorKind::Async(hir::AsyncGeneratorKind::Fn)) => {
 611                     debug!("closure is async fn body");
 612                     self.deduce_future_output_from_obligations(expr_def_id, body.id().hir_id)
 613                         .unwrap_or_else(|| {
 614                             // AFAIK, deducing the future output
 615                             // always succeeds *except* in error cases
 616                             // like #65159. I'd like to return Error
 617                             // here, but I can't because I can't
 618                             // easily (and locally) prove that we
 619                             // *have* reported an
 620                             // error. --nikomatsakis
 621                             astconv.ty_infer(None, decl.output.span())
 622                         })
 623                 }
 624
 625                 _ => astconv.ty_infer(None, decl.output.span()),
 626             },
 627         };
 628
 629         let result = ty::Binder::bind_with_vars(
 630             self.tcx.mk_fn_sig(
 631                 supplied_arguments,
 632                 supplied_return,
 633                 decl.c_variadic,
 634                 hir::Unsafety::Normal,
 635                 Abi::RustCall,
 636             ),
 637             bound_vars,
 638         );
 639         // Astconv can't normalize inputs or outputs with escaping bound vars,
 640         // so normalize them here, after we've wrapped them in a binder.
 641         let result = self.normalize_associated_types_in(self.tcx.hir().span(hir_id), result);
 642
 643         let c_result = self.inh.infcx.canonicalize_response(result);
 644         self.typeck_results.borrow_mut().user_provided_sigs.insert(expr_def_id, c_result);
 645
 646         result
 647     }
 648
 649     /// Invoked when we are translating the generator that results
 650     /// from desugaring an `async fn`. Returns the "sugared" return
 651     /// type of the `async fn` -- that is, the return type that the
 652     /// user specified. The "desugared" return type is an `impl
 653     /// Future<Output = T>`, so we do this by searching through the
 654     /// obligations to extract the `T`.
 655     #[instrument(skip(self), level = "debug", ret)]
 656     fn deduce_future_output_from_obligations(
 657         &self,
 658         expr_def_id: DefId,
 659         body_id: hir::HirId,
 660     ) -> Option<Ty<'tcx>> {
 661         let ret_coercion = self.ret_coercion.as_ref().unwrap_or_else(|| {
 662             span_bug!(self.tcx.def_span(expr_def_id), "async fn generator outside of a fn")
 663         });
 664
 665         let ret_ty = ret_coercion.borrow().expected_ty();
 666         let ret_ty = self.inh.infcx.shallow_resolve(ret_ty);
 667
 668         let get_future_output = |predicate: ty::Predicate<'tcx>, span| {
 669             // Search for a pending obligation like
 670             //
 671             // `<R as Future>::Output = T`
 672             //
 673             // where R is the return type we are expecting. This type `T`
 674             // will be our output.
 675             let bound_predicate = predicate.kind();
 676             if let ty::PredicateKind::Projection(proj_predicate) = bound_predicate.skip_binder() {
 677                 self.deduce_future_output_from_projection(
 678                     span,
 679                     bound_predicate.rebind(proj_predicate),
 680                 )
 681             } else {
 682                 None
 683             }
 684         };
 685
 686         let output_ty = match *ret_ty.kind() {
 687             ty::Infer(ty::TyVar(ret_vid)) => {
 688                 self.obligations_for_self_ty(ret_vid).find_map(|obligation| {
 689                     get_future_output(obligation.predicate, obligation.cause.span)
 690                 })?
 691             }
 692             ty::Opaque(def_id, substs) => self
 693                 .tcx
 694                 .bound_explicit_item_bounds(def_id)
 695                 .subst_iter_copied(self.tcx, substs)
 696                 .find_map(|(p, s)| get_future_output(p, s))?,
 697             ty::Error(_) => return None,
 698             ty::Projection(proj)
 699                 if self.tcx.def_kind(proj.item_def_id) == DefKind::ImplTraitPlaceholder =>
 700             {
 701                 self.tcx
 702                     .bound_explicit_item_bounds(proj.item_def_id)
 703                     .subst_iter_copied(self.tcx, proj.substs)
 704                     .find_map(|(p, s)| get_future_output(p, s))?
 705             }
 706             _ => span_bug!(
 707                 self.tcx.def_span(expr_def_id),
 708                 "async fn generator return type not an inference variable: {ret_ty}"
 709             ),
 710         };
 711
 712         // async fn that have opaque types in their return type need to redo the conversion to inference variables
 713         // as they fetch the still opaque version from the signature.
 714         let InferOk { value: output_ty, obligations } = self
 715             .replace_opaque_types_with_inference_vars(
 716                 output_ty,
 717                 body_id,
 718                 self.tcx.def_span(expr_def_id),
 719                 self.param_env,
 720             );
 721         self.register_predicates(obligations);
 722
 723         Some(output_ty)
 724     }
 725
 726     /// Given a projection like
 727     ///
 728     /// `<X as Future>::Output = T`
 729     ///
 730     /// where `X` is some type that has no late-bound regions, returns
 731     /// `Some(T)`. If the projection is for some other trait, returns
 732     /// `None`.
 733     fn deduce_future_output_from_projection(
 734         &self,
 735         cause_span: Span,
 736         predicate: ty::PolyProjectionPredicate<'tcx>,
 737     ) -> Option<Ty<'tcx>> {
 738         debug!("deduce_future_output_from_projection(predicate={:?})", predicate);
 739
 740         // We do not expect any bound regions in our predicate, so
 741         // skip past the bound vars.
 742         let Some(predicate) = predicate.no_bound_vars() else {
 743             debug!("deduce_future_output_from_projection: has late-bound regions");
 744             return None;
 745         };
 746
 747         // Check that this is a projection from the `Future` trait.
 748         let trait_def_id = predicate.projection_ty.trait_def_id(self.tcx);
 749         let future_trait = self.tcx.require_lang_item(LangItem::Future, Some(cause_span));
 750         if trait_def_id != future_trait {
 751             debug!("deduce_future_output_from_projection: not a future");
 752             return None;
 753         }
 754
 755         // The `Future` trait has only one associated item, `Output`,
 756         // so check that this is what we see.
 757         let output_assoc_item = self.tcx.associated_item_def_ids(future_trait)[0];
 758         if output_assoc_item != predicate.projection_ty.item_def_id {
 759             span_bug!(
 760                 cause_span,
 761                 "projecting associated item `{:?}` from future, which is not Output `{:?}`",
 762                 predicate.projection_ty.item_def_id,
 763                 output_assoc_item,
 764             );
 765         }
 766
 767         // Extract the type from the projection. Note that there can
 768         // be no bound variables in this type because the "self type"
 769         // does not have any regions in it.
 770         let output_ty = self.resolve_vars_if_possible(predicate.term);
 771         debug!("deduce_future_output_from_projection: output_ty={:?}", output_ty);
 772         // This is a projection on a Fn trait so will always be a type.
 773         Some(output_ty.ty().unwrap())
 774     }
 775
 776     /// Converts the types that the user supplied, in case that doing
 777     /// so should yield an error, but returns back a signature where
 778     /// all parameters are of type `TyErr`.
 779     fn error_sig_of_closure(&self, decl: &hir::FnDecl<'_>) -> ty::PolyFnSig<'tcx> {
 780         let astconv: &dyn AstConv<'_> = self;
 781
 782         let supplied_arguments = decl.inputs.iter().map(|a| {
 783             // Convert the types that the user supplied (if any), but ignore them.
 784             astconv.ast_ty_to_ty(a);
 785             self.tcx.ty_error()
 786         });
 787
 788         if let hir::FnRetTy::Return(ref output) = decl.output {
 789             astconv.ast_ty_to_ty(&output);
 790         }
 791
 792         let result = ty::Binder::dummy(self.tcx.mk_fn_sig(
 793             supplied_arguments,
 794             self.tcx.ty_error(),
 795             decl.c_variadic,
 796             hir::Unsafety::Normal,
 797             Abi::RustCall,
 798         ));
 799
 800         debug!("supplied_sig_of_closure: result={:?}", result);
 801
 802         result
 803     }
 804
 805     fn closure_sigs(
 806         &self,
 807         expr_def_id: DefId,
 808         body: &hir::Body<'_>,
 809         bound_sig: ty::PolyFnSig<'tcx>,
 810     ) -> ClosureSignatures<'tcx> {
 811         let liberated_sig = self.tcx().liberate_late_bound_regions(expr_def_id, bound_sig);
 812         let liberated_sig = self.inh.normalize_associated_types_in(
 813             body.value.span,
 814             body.value.hir_id,
 815             self.param_env,
 816             liberated_sig,
 817         );
 818         ClosureSignatures { bound_sig, liberated_sig }
 819     }
 820 }