]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_hir_typeck/src/coercion.rs
ade9c037c519405d04470edbf8c5741f8e9cba07
[rust.git] / compiler / rustc_hir_typeck / src / coercion.rs
1 //! # Type Coercion
2 //!
3 //! Under certain circumstances we will coerce from one type to another,
4 //! for example by auto-borrowing. This occurs in situations where the
5 //! compiler has a firm 'expected type' that was supplied from the user,
6 //! and where the actual type is similar to that expected type in purpose
7 //! but not in representation (so actual subtyping is inappropriate).
8 //!
9 //! ## Reborrowing
10 //!
11 //! Note that if we are expecting a reference, we will *reborrow*
12 //! even if the argument provided was already a reference. This is
13 //! useful for freezing mut things (that is, when the expected type is &T
14 //! but you have &mut T) and also for avoiding the linearity
15 //! of mut things (when the expected is &mut T and you have &mut T). See
16 //! the various `tests/ui/coerce/*.rs` tests for
17 //! examples of where this is useful.
18 //!
19 //! ## Subtle note
20 //!
21 //! When inferring the generic arguments of functions, the argument
22 //! order is relevant, which can lead to the following edge case:
23 //!
24 //! ```ignore (illustrative)
25 //! fn foo<T>(a: T, b: T) {
26 //!     // ...
27 //! }
28 //!
29 //! foo(&7i32, &mut 7i32);
30 //! // This compiles, as we first infer `T` to be `&i32`,
31 //! // and then coerce `&mut 7i32` to `&7i32`.
32 //!
33 //! foo(&mut 7i32, &7i32);
34 //! // This does not compile, as we first infer `T` to be `&mut i32`
35 //! // and are then unable to coerce `&7i32` to `&mut i32`.
36 //! ```
37
38 use crate::FnCtxt;
39 use rustc_errors::{
40     struct_span_err, Applicability, Diagnostic, DiagnosticBuilder, ErrorGuaranteed, MultiSpan,
41 };
42 use rustc_hir as hir;
43 use rustc_hir::def_id::DefId;
44 use rustc_hir::intravisit::{self, Visitor};
45 use rustc_hir::Expr;
46 use rustc_hir_analysis::astconv::AstConv;
47 use rustc_infer::infer::type_variable::{TypeVariableOrigin, TypeVariableOriginKind};
48 use rustc_infer::infer::{Coercion, InferOk, InferResult};
49 use rustc_infer::traits::Obligation;
50 use rustc_middle::lint::in_external_macro;
51 use rustc_middle::ty::adjustment::{
52     Adjust, Adjustment, AllowTwoPhase, AutoBorrow, AutoBorrowMutability, PointerCast,
53 };
54 use rustc_middle::ty::error::TypeError;
55 use rustc_middle::ty::relate::RelateResult;
56 use rustc_middle::ty::subst::SubstsRef;
57 use rustc_middle::ty::visit::TypeVisitable;
58 use rustc_middle::ty::{self, Ty, TypeAndMut};
59 use rustc_session::parse::feature_err;
60 use rustc_span::symbol::sym;
61 use rustc_span::{self, BytePos, DesugaringKind, Span};
62 use rustc_target::spec::abi::Abi;
63 use rustc_trait_selection::infer::InferCtxtExt as _;
64 use rustc_trait_selection::traits::error_reporting::TypeErrCtxtExt as _;
65 use rustc_trait_selection::traits::{
66     self, NormalizeExt, ObligationCause, ObligationCauseCode, ObligationCtxt,
67 };
68
69 use smallvec::{smallvec, SmallVec};
70 use std::ops::Deref;
71
72 struct Coerce<'a, 'tcx> {
73     fcx: &'a FnCtxt<'a, 'tcx>,
74     cause: ObligationCause<'tcx>,
75     use_lub: bool,
76     /// Determines whether or not allow_two_phase_borrow is set on any
77     /// autoref adjustments we create while coercing. We don't want to
78     /// allow deref coercions to create two-phase borrows, at least initially,
79     /// but we do need two-phase borrows for function argument reborrows.
80     /// See #47489 and #48598
81     /// See docs on the "AllowTwoPhase" type for a more detailed discussion
82     allow_two_phase: AllowTwoPhase,
83 }
84
85 impl<'a, 'tcx> Deref for Coerce<'a, 'tcx> {
86     type Target = FnCtxt<'a, 'tcx>;
87     fn deref(&self) -> &Self::Target {
88         &self.fcx
89     }
90 }
91
92 type CoerceResult<'tcx> = InferResult<'tcx, (Vec<Adjustment<'tcx>>, Ty<'tcx>)>;
93
94 struct CollectRetsVisitor<'tcx> {
95     ret_exprs: Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
96 }
97
98 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for CollectRetsVisitor<'tcx> {
99     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
100         if let hir::ExprKind::Ret(_) = expr.kind {
101             self.ret_exprs.push(expr);
102         }
103         intravisit::walk_expr(self, expr);
104     }
105 }
106
107 /// Coercing a mutable reference to an immutable works, while
108 /// coercing `&T` to `&mut T` should be forbidden.
109 fn coerce_mutbls<'tcx>(
110     from_mutbl: hir::Mutability,
111     to_mutbl: hir::Mutability,
112 ) -> RelateResult<'tcx, ()> {
113     if from_mutbl >= to_mutbl { Ok(()) } else { Err(TypeError::Mutability) }
114 }
115
116 /// Do not require any adjustments, i.e. coerce `x -> x`.
117 fn identity(_: Ty<'_>) -> Vec<Adjustment<'_>> {
118     vec![]
119 }
120
121 fn simple<'tcx>(kind: Adjust<'tcx>) -> impl FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'_>> {
122     move |target| vec![Adjustment { kind, target }]
123 }
124
125 /// This always returns `Ok(...)`.
126 fn success<'tcx>(
127     adj: Vec<Adjustment<'tcx>>,
128     target: Ty<'tcx>,
129     obligations: traits::PredicateObligations<'tcx>,
130 ) -> CoerceResult<'tcx> {
131     Ok(InferOk { value: (adj, target), obligations })
132 }
133
134 impl<'f, 'tcx> Coerce<'f, 'tcx> {
135     fn new(
136         fcx: &'f FnCtxt<'f, 'tcx>,
137         cause: ObligationCause<'tcx>,
138         allow_two_phase: AllowTwoPhase,
139     ) -> Self {
140         Coerce { fcx, cause, allow_two_phase, use_lub: false }
141     }
142
143     fn unify(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> InferResult<'tcx, Ty<'tcx>> {
144         debug!("unify(a: {:?}, b: {:?}, use_lub: {})", a, b, self.use_lub);
145         self.commit_if_ok(|_| {
146             if self.use_lub {
147                 self.at(&self.cause, self.fcx.param_env).lub(b, a)
148             } else {
149                 self.at(&self.cause, self.fcx.param_env)
150                     .sup(b, a)
151                     .map(|InferOk { value: (), obligations }| InferOk { value: a, obligations })
152             }
153         })
154     }
155
156     /// Unify two types (using sub or lub) and produce a specific coercion.
157     fn unify_and<F>(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>, f: F) -> CoerceResult<'tcx>
158     where
159         F: FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
160     {
161         self.unify(a, b)
162             .and_then(|InferOk { value: ty, obligations }| success(f(ty), ty, obligations))
163     }
164
165     #[instrument(skip(self))]
166     fn coerce(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> CoerceResult<'tcx> {
167         // First, remove any resolved type variables (at the top level, at least):
168         let a = self.shallow_resolve(a);
169         let b = self.shallow_resolve(b);
170         debug!("Coerce.tys({:?} => {:?})", a, b);
171
172         // Just ignore error types.
173         if a.references_error() || b.references_error() {
174             // Best-effort try to unify these types -- we're already on the error path,
175             // so this will have the side-effect of making sure we have no ambiguities
176             // due to `[type error]` and `_` not coercing together.
177             let _ = self.commit_if_ok(|_| self.at(&self.cause, self.param_env).eq(a, b));
178             return success(vec![], self.fcx.tcx.ty_error(), vec![]);
179         }
180
181         // Coercing from `!` to any type is allowed:
182         if a.is_never() {
183             return success(simple(Adjust::NeverToAny)(b), b, vec![]);
184         }
185
186         // Coercing *from* an unresolved inference variable means that
187         // we have no information about the source type. This will always
188         // ultimately fall back to some form of subtyping.
189         if a.is_ty_var() {
190             return self.coerce_from_inference_variable(a, b, identity);
191         }
192
193         // Consider coercing the subtype to a DST
194         //
195         // NOTE: this is wrapped in a `commit_if_ok` because it creates
196         // a "spurious" type variable, and we don't want to have that
197         // type variable in memory if the coercion fails.
198         let unsize = self.commit_if_ok(|_| self.coerce_unsized(a, b));
199         match unsize {
200             Ok(_) => {
201                 debug!("coerce: unsize successful");
202                 return unsize;
203             }
204             Err(error) => {
205                 debug!(?error, "coerce: unsize failed");
206             }
207         }
208
209         // Examine the supertype and consider auto-borrowing.
210         match *b.kind() {
211             ty::RawPtr(mt_b) => {
212                 return self.coerce_unsafe_ptr(a, b, mt_b.mutbl);
213             }
214             ty::Ref(r_b, _, mutbl_b) => {
215                 return self.coerce_borrowed_pointer(a, b, r_b, mutbl_b);
216             }
217             ty::Dynamic(predicates, region, ty::DynStar) if self.tcx.features().dyn_star => {
218                 return self.coerce_dyn_star(a, b, predicates, region);
219             }
220             _ => {}
221         }
222
223         match *a.kind() {
224             ty::FnDef(..) => {
225                 // Function items are coercible to any closure
226                 // type; function pointers are not (that would
227                 // require double indirection).
228                 // Additionally, we permit coercion of function
229                 // items to drop the unsafe qualifier.
230                 self.coerce_from_fn_item(a, b)
231             }
232             ty::FnPtr(a_f) => {
233                 // We permit coercion of fn pointers to drop the
234                 // unsafe qualifier.
235                 self.coerce_from_fn_pointer(a, a_f, b)
236             }
237             ty::Closure(closure_def_id_a, substs_a) => {
238                 // Non-capturing closures are coercible to
239                 // function pointers or unsafe function pointers.
240                 // It cannot convert closures that require unsafe.
241                 self.coerce_closure_to_fn(a, closure_def_id_a, substs_a, b)
242             }
243             _ => {
244                 // Otherwise, just use unification rules.
245                 self.unify_and(a, b, identity)
246             }
247         }
248     }
249
250     /// Coercing *from* an inference variable. In this case, we have no information
251     /// about the source type, so we can't really do a true coercion and we always
252     /// fall back to subtyping (`unify_and`).
253     fn coerce_from_inference_variable(
254         &self,
255         a: Ty<'tcx>,
256         b: Ty<'tcx>,
257         make_adjustments: impl FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
258     ) -> CoerceResult<'tcx> {
259         debug!("coerce_from_inference_variable(a={:?}, b={:?})", a, b);
260         assert!(a.is_ty_var() && self.shallow_resolve(a) == a);
261         assert!(self.shallow_resolve(b) == b);
262
263         if b.is_ty_var() {
264             // Two unresolved type variables: create a `Coerce` predicate.
265             let target_ty = if self.use_lub {
266                 self.next_ty_var(TypeVariableOrigin {
267                     kind: TypeVariableOriginKind::LatticeVariable,
268                     span: self.cause.span,
269                 })
270             } else {
271                 b
272             };
273
274             let mut obligations = Vec::with_capacity(2);
275             for &source_ty in &[a, b] {
276                 if source_ty != target_ty {
277                     obligations.push(Obligation::new(
278                         self.tcx(),
279                         self.cause.clone(),
280                         self.param_env,
281                         ty::Binder::dummy(ty::PredicateKind::Coerce(ty::CoercePredicate {
282                             a: source_ty,
283                             b: target_ty,
284                         })),
285                     ));
286                 }
287             }
288
289             debug!(
290                 "coerce_from_inference_variable: two inference variables, target_ty={:?}, obligations={:?}",
291                 target_ty, obligations
292             );
293             let adjustments = make_adjustments(target_ty);
294             InferResult::Ok(InferOk { value: (adjustments, target_ty), obligations })
295         } else {
296             // One unresolved type variable: just apply subtyping, we may be able
297             // to do something useful.
298             self.unify_and(a, b, make_adjustments)
299         }
300     }
301
302     /// Reborrows `&mut A` to `&mut B` and `&(mut) A` to `&B`.
303     /// To match `A` with `B`, autoderef will be performed,
304     /// calling `deref`/`deref_mut` where necessary.
305     fn coerce_borrowed_pointer(
306         &self,
307         a: Ty<'tcx>,
308         b: Ty<'tcx>,
309         r_b: ty::Region<'tcx>,
310         mutbl_b: hir::Mutability,
311     ) -> CoerceResult<'tcx> {
312         debug!("coerce_borrowed_pointer(a={:?}, b={:?})", a, b);
313
314         // If we have a parameter of type `&M T_a` and the value
315         // provided is `expr`, we will be adding an implicit borrow,
316         // meaning that we convert `f(expr)` to `f(&M *expr)`. Therefore,
317         // to type check, we will construct the type that `&M*expr` would
318         // yield.
319
320         let (r_a, mt_a) = match *a.kind() {
321             ty::Ref(r_a, ty, mutbl) => {
322                 let mt_a = ty::TypeAndMut { ty, mutbl };
323                 coerce_mutbls(mt_a.mutbl, mutbl_b)?;
324                 (r_a, mt_a)
325             }
326             _ => return self.unify_and(a, b, identity),
327         };
328
329         let span = self.cause.span;
330
331         let mut first_error = None;
332         let mut r_borrow_var = None;
333         let mut autoderef = self.autoderef(span, a);
334         let mut found = None;
335
336         for (referent_ty, autoderefs) in autoderef.by_ref() {
337             if autoderefs == 0 {
338                 // Don't let this pass, otherwise it would cause
339                 // &T to autoref to &&T.
340                 continue;
341             }
342
343             // At this point, we have deref'd `a` to `referent_ty`. So
344             // imagine we are coercing from `&'a mut Vec<T>` to `&'b mut [T]`.
345             // In the autoderef loop for `&'a mut Vec<T>`, we would get
346             // three callbacks:
347             //
348             // - `&'a mut Vec<T>` -- 0 derefs, just ignore it
349             // - `Vec<T>` -- 1 deref
350             // - `[T]` -- 2 deref
351             //
352             // At each point after the first callback, we want to
353             // check to see whether this would match out target type
354             // (`&'b mut [T]`) if we autoref'd it. We can't just
355             // compare the referent types, though, because we still
356             // have to consider the mutability. E.g., in the case
357             // we've been considering, we have an `&mut` reference, so
358             // the `T` in `[T]` needs to be unified with equality.
359             //
360             // Therefore, we construct reference types reflecting what
361             // the types will be after we do the final auto-ref and
362             // compare those. Note that this means we use the target
363             // mutability [1], since it may be that we are coercing
364             // from `&mut T` to `&U`.
365             //
366             // One fine point concerns the region that we use. We
367             // choose the region such that the region of the final
368             // type that results from `unify` will be the region we
369             // want for the autoref:
370             //
371             // - if in sub mode, that means we want to use `'b` (the
372             //   region from the target reference) for both
373             //   pointers [2]. This is because sub mode (somewhat
374             //   arbitrarily) returns the subtype region. In the case
375             //   where we are coercing to a target type, we know we
376             //   want to use that target type region (`'b`) because --
377             //   for the program to type-check -- it must be the
378             //   smaller of the two.
379             //   - One fine point. It may be surprising that we can
380             //     use `'b` without relating `'a` and `'b`. The reason
381             //     that this is ok is that what we produce is
382             //     effectively a `&'b *x` expression (if you could
383             //     annotate the region of a borrow), and regionck has
384             //     code that adds edges from the region of a borrow
385             //     (`'b`, here) into the regions in the borrowed
386             //     expression (`*x`, here). (Search for "link".)
387             // - if in lub mode, things can get fairly complicated. The
388             //   easiest thing is just to make a fresh
389             //   region variable [4], which effectively means we defer
390             //   the decision to region inference (and regionck, which will add
391             //   some more edges to this variable). However, this can wind up
392             //   creating a crippling number of variables in some cases --
393             //   e.g., #32278 -- so we optimize one particular case [3].
394             //   Let me try to explain with some examples:
395             //   - The "running example" above represents the simple case,
396             //     where we have one `&` reference at the outer level and
397             //     ownership all the rest of the way down. In this case,
398             //     we want `LUB('a, 'b)` as the resulting region.
399             //   - However, if there are nested borrows, that region is
400             //     too strong. Consider a coercion from `&'a &'x Rc<T>` to
401             //     `&'b T`. In this case, `'a` is actually irrelevant.
402             //     The pointer we want is `LUB('x, 'b`). If we choose `LUB('a,'b)`
403             //     we get spurious errors (`ui/regions-lub-ref-ref-rc.rs`).
404             //     (The errors actually show up in borrowck, typically, because
405             //     this extra edge causes the region `'a` to be inferred to something
406             //     too big, which then results in borrowck errors.)
407             //   - We could track the innermost shared reference, but there is already
408             //     code in regionck that has the job of creating links between
409             //     the region of a borrow and the regions in the thing being
410             //     borrowed (here, `'a` and `'x`), and it knows how to handle
411             //     all the various cases. So instead we just make a region variable
412             //     and let regionck figure it out.
413             let r = if !self.use_lub {
414                 r_b // [2] above
415             } else if autoderefs == 1 {
416                 r_a // [3] above
417             } else {
418                 if r_borrow_var.is_none() {
419                     // create var lazily, at most once
420                     let coercion = Coercion(span);
421                     let r = self.next_region_var(coercion);
422                     r_borrow_var = Some(r); // [4] above
423                 }
424                 r_borrow_var.unwrap()
425             };
426             let derefd_ty_a = self.tcx.mk_ref(
427                 r,
428                 TypeAndMut {
429                     ty: referent_ty,
430                     mutbl: mutbl_b, // [1] above
431                 },
432             );
433             match self.unify(derefd_ty_a, b) {
434                 Ok(ok) => {
435                     found = Some(ok);
436                     break;
437                 }
438                 Err(err) => {
439                     if first_error.is_none() {
440                         first_error = Some(err);
441                     }
442                 }
443             }
444         }
445
446         // Extract type or return an error. We return the first error
447         // we got, which should be from relating the "base" type
448         // (e.g., in example above, the failure from relating `Vec<T>`
449         // to the target type), since that should be the least
450         // confusing.
451         let Some(InferOk { value: ty, mut obligations }) = found else {
452             let err = first_error.expect("coerce_borrowed_pointer had no error");
453             debug!("coerce_borrowed_pointer: failed with err = {:?}", err);
454             return Err(err);
455         };
456
457         if ty == a && mt_a.mutbl.is_not() && autoderef.step_count() == 1 {
458             // As a special case, if we would produce `&'a *x`, that's
459             // a total no-op. We end up with the type `&'a T` just as
460             // we started with. In that case, just skip it
461             // altogether. This is just an optimization.
462             //
463             // Note that for `&mut`, we DO want to reborrow --
464             // otherwise, this would be a move, which might be an
465             // error. For example `foo(self.x)` where `self` and
466             // `self.x` both have `&mut `type would be a move of
467             // `self.x`, but we auto-coerce it to `foo(&mut *self.x)`,
468             // which is a borrow.
469             assert!(mutbl_b.is_not()); // can only coerce &T -> &U
470             return success(vec![], ty, obligations);
471         }
472
473         let InferOk { value: mut adjustments, obligations: o } =
474             self.adjust_steps_as_infer_ok(&autoderef);
475         obligations.extend(o);
476         obligations.extend(autoderef.into_obligations());
477
478         // Now apply the autoref. We have to extract the region out of
479         // the final ref type we got.
480         let ty::Ref(r_borrow, _, _) = ty.kind() else {
481             span_bug!(span, "expected a ref type, got {:?}", ty);
482         };
483         let mutbl = AutoBorrowMutability::new(mutbl_b, self.allow_two_phase);
484         adjustments.push(Adjustment {
485             kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(*r_borrow, mutbl)),
486             target: ty,
487         });
488
489         debug!("coerce_borrowed_pointer: succeeded ty={:?} adjustments={:?}", ty, adjustments);
490
491         success(adjustments, ty, obligations)
492     }
493
494     // &[T; n] or &mut [T; n] -> &[T]
495     // or &mut [T; n] -> &mut [T]
496     // or &Concrete -> &Trait, etc.
497     #[instrument(skip(self), level = "debug")]
498     fn coerce_unsized(&self, mut source: Ty<'tcx>, mut target: Ty<'tcx>) -> CoerceResult<'tcx> {
499         source = self.shallow_resolve(source);
500         target = self.shallow_resolve(target);
501         debug!(?source, ?target);
502
503         // We don't apply any coercions incase either the source or target
504         // aren't sufficiently well known but tend to instead just equate
505         // them both.
506         if source.is_ty_var() {
507             debug!("coerce_unsized: source is a TyVar, bailing out");
508             return Err(TypeError::Mismatch);
509         }
510         if target.is_ty_var() {
511             debug!("coerce_unsized: target is a TyVar, bailing out");
512             return Err(TypeError::Mismatch);
513         }
514
515         let traits =
516             (self.tcx.lang_items().unsize_trait(), self.tcx.lang_items().coerce_unsized_trait());
517         let (Some(unsize_did), Some(coerce_unsized_did)) = traits else {
518             debug!("missing Unsize or CoerceUnsized traits");
519             return Err(TypeError::Mismatch);
520         };
521
522         // Note, we want to avoid unnecessary unsizing. We don't want to coerce to
523         // a DST unless we have to. This currently comes out in the wash since
524         // we can't unify [T] with U. But to properly support DST, we need to allow
525         // that, at which point we will need extra checks on the target here.
526
527         // Handle reborrows before selecting `Source: CoerceUnsized<Target>`.
528         let reborrow = match (source.kind(), target.kind()) {
529             (&ty::Ref(_, ty_a, mutbl_a), &ty::Ref(_, _, mutbl_b)) => {
530                 coerce_mutbls(mutbl_a, mutbl_b)?;
531
532                 let coercion = Coercion(self.cause.span);
533                 let r_borrow = self.next_region_var(coercion);
534
535                 // We don't allow two-phase borrows here, at least for initial
536                 // implementation. If it happens that this coercion is a function argument,
537                 // the reborrow in coerce_borrowed_ptr will pick it up.
538                 let mutbl = AutoBorrowMutability::new(mutbl_b, AllowTwoPhase::No);
539
540                 Some((
541                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(None), target: ty_a },
542                     Adjustment {
543                         kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(r_borrow, mutbl)),
544                         target: self
545                             .tcx
546                             .mk_ref(r_borrow, ty::TypeAndMut { mutbl: mutbl_b, ty: ty_a }),
547                     },
548                 ))
549             }
550             (&ty::Ref(_, ty_a, mt_a), &ty::RawPtr(ty::TypeAndMut { mutbl: mt_b, .. })) => {
551                 coerce_mutbls(mt_a, mt_b)?;
552
553                 Some((
554                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(None), target: ty_a },
555                     Adjustment {
556                         kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::RawPtr(mt_b)),
557                         target: self.tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut { mutbl: mt_b, ty: ty_a }),
558                     },
559                 ))
560             }
561             _ => None,
562         };
563         let coerce_source = reborrow.as_ref().map_or(source, |(_, r)| r.target);
564
565         // Setup either a subtyping or a LUB relationship between
566         // the `CoerceUnsized` target type and the expected type.
567         // We only have the latter, so we use an inference variable
568         // for the former and let type inference do the rest.
569         let origin = TypeVariableOrigin {
570             kind: TypeVariableOriginKind::MiscVariable,
571             span: self.cause.span,
572         };
573         let coerce_target = self.next_ty_var(origin);
574         let mut coercion = self.unify_and(coerce_target, target, |target| {
575             let unsize = Adjustment { kind: Adjust::Pointer(PointerCast::Unsize), target };
576             match reborrow {
577                 None => vec![unsize],
578                 Some((ref deref, ref autoref)) => vec![deref.clone(), autoref.clone(), unsize],
579             }
580         })?;
581
582         let mut selcx = traits::SelectionContext::new(self);
583
584         // Create an obligation for `Source: CoerceUnsized<Target>`.
585         let cause = ObligationCause::new(
586             self.cause.span,
587             self.body_id,
588             ObligationCauseCode::Coercion { source, target },
589         );
590
591         // Use a FIFO queue for this custom fulfillment procedure.
592         //
593         // A Vec (or SmallVec) is not a natural choice for a queue. However,
594         // this code path is hot, and this queue usually has a max length of 1
595         // and almost never more than 3. By using a SmallVec we avoid an
596         // allocation, at the (very small) cost of (occasionally) having to
597         // shift subsequent elements down when removing the front element.
598         let mut queue: SmallVec<[_; 4]> = smallvec![traits::predicate_for_trait_def(
599             self.tcx,
600             self.fcx.param_env,
601             cause,
602             coerce_unsized_did,
603             0,
604             [coerce_source, coerce_target]
605         )];
606
607         let mut has_unsized_tuple_coercion = false;
608         let mut has_trait_upcasting_coercion = None;
609
610         // Keep resolving `CoerceUnsized` and `Unsize` predicates to avoid
611         // emitting a coercion in cases like `Foo<$1>` -> `Foo<$2>`, where
612         // inference might unify those two inner type variables later.
613         let traits = [coerce_unsized_did, unsize_did];
614         while !queue.is_empty() {
615             let obligation = queue.remove(0);
616             debug!("coerce_unsized resolve step: {:?}", obligation);
617             let bound_predicate = obligation.predicate.kind();
618             let trait_pred = match bound_predicate.skip_binder() {
619                 ty::PredicateKind::Clause(ty::Clause::Trait(trait_pred))
620                     if traits.contains(&trait_pred.def_id()) =>
621                 {
622                     if unsize_did == trait_pred.def_id() {
623                         let self_ty = trait_pred.self_ty();
624                         let unsize_ty = trait_pred.trait_ref.substs[1].expect_ty();
625                         if let (ty::Dynamic(ref data_a, ..), ty::Dynamic(ref data_b, ..)) =
626                             (self_ty.kind(), unsize_ty.kind())
627                             && data_a.principal_def_id() != data_b.principal_def_id()
628                         {
629                             debug!("coerce_unsized: found trait upcasting coercion");
630                             has_trait_upcasting_coercion = Some((self_ty, unsize_ty));
631                         }
632                         if let ty::Tuple(..) = unsize_ty.kind() {
633                             debug!("coerce_unsized: found unsized tuple coercion");
634                             has_unsized_tuple_coercion = true;
635                         }
636                     }
637                     bound_predicate.rebind(trait_pred)
638                 }
639                 _ => {
640                     coercion.obligations.push(obligation);
641                     continue;
642                 }
643             };
644             match selcx.select(&obligation.with(selcx.tcx(), trait_pred)) {
645                 // Uncertain or unimplemented.
646                 Ok(None) => {
647                     if trait_pred.def_id() == unsize_did {
648                         let trait_pred = self.resolve_vars_if_possible(trait_pred);
649                         let self_ty = trait_pred.skip_binder().self_ty();
650                         let unsize_ty = trait_pred.skip_binder().trait_ref.substs[1].expect_ty();
651                         debug!("coerce_unsized: ambiguous unsize case for {:?}", trait_pred);
652                         match (&self_ty.kind(), &unsize_ty.kind()) {
653                             (ty::Infer(ty::TyVar(v)), ty::Dynamic(..))
654                                 if self.type_var_is_sized(*v) =>
655                             {
656                                 debug!("coerce_unsized: have sized infer {:?}", v);
657                                 coercion.obligations.push(obligation);
658                                 // `$0: Unsize<dyn Trait>` where we know that `$0: Sized`, try going
659                                 // for unsizing.
660                             }
661                             _ => {
662                                 // Some other case for `$0: Unsize<Something>`. Note that we
663                                 // hit this case even if `Something` is a sized type, so just
664                                 // don't do the coercion.
665                                 debug!("coerce_unsized: ambiguous unsize");
666                                 return Err(TypeError::Mismatch);
667                             }
668                         }
669                     } else {
670                         debug!("coerce_unsized: early return - ambiguous");
671                         return Err(TypeError::Mismatch);
672                     }
673                 }
674                 Err(traits::Unimplemented) => {
675                     debug!("coerce_unsized: early return - can't prove obligation");
676                     return Err(TypeError::Mismatch);
677                 }
678
679                 // Object safety violations or miscellaneous.
680                 Err(err) => {
681                     self.err_ctxt().report_selection_error(obligation.clone(), &obligation, &err);
682                     // Treat this like an obligation and follow through
683                     // with the unsizing - the lack of a coercion should
684                     // be silent, as it causes a type mismatch later.
685                 }
686
687                 Ok(Some(impl_source)) => queue.extend(impl_source.nested_obligations()),
688             }
689         }
690
691         if has_unsized_tuple_coercion && !self.tcx.features().unsized_tuple_coercion {
692             feature_err(
693                 &self.tcx.sess.parse_sess,
694                 sym::unsized_tuple_coercion,
695                 self.cause.span,
696                 "unsized tuple coercion is not stable enough for use and is subject to change",
697             )
698             .emit();
699         }
700
701         if let Some((sub, sup)) = has_trait_upcasting_coercion
702             && !self.tcx().features().trait_upcasting
703         {
704             // Renders better when we erase regions, since they're not really the point here.
705             let (sub, sup) = self.tcx.erase_regions((sub, sup));
706             let mut err = feature_err(
707                 &self.tcx.sess.parse_sess,
708                 sym::trait_upcasting,
709                 self.cause.span,
710                 &format!("cannot cast `{sub}` to `{sup}`, trait upcasting coercion is experimental"),
711             );
712             err.note(&format!("required when coercing `{source}` into `{target}`"));
713             err.emit();
714         }
715
716         Ok(coercion)
717     }
718
719     fn coerce_dyn_star(
720         &self,
721         a: Ty<'tcx>,
722         b: Ty<'tcx>,
723         predicates: &'tcx ty::List<ty::PolyExistentialPredicate<'tcx>>,
724         b_region: ty::Region<'tcx>,
725     ) -> CoerceResult<'tcx> {
726         if !self.tcx.features().dyn_star {
727             return Err(TypeError::Mismatch);
728         }
729
730         if let ty::Dynamic(a_data, _, _) = a.kind()
731             && let ty::Dynamic(b_data, _, _) = b.kind()
732             && a_data.principal_def_id() == b_data.principal_def_id()
733         {
734             return self.unify_and(a, b, |_| vec![]);
735         }
736
737         // Check the obligations of the cast -- for example, when casting
738         // `usize` to `dyn* Clone + 'static`:
739         let mut obligations: Vec<_> = predicates
740             .iter()
741             .map(|predicate| {
742                 // For each existential predicate (e.g., `?Self: Clone`) substitute
743                 // the type of the expression (e.g., `usize` in our example above)
744                 // and then require that the resulting predicate (e.g., `usize: Clone`)
745                 // holds (it does).
746                 let predicate = predicate.with_self_ty(self.tcx, a);
747                 Obligation::new(self.tcx, self.cause.clone(), self.param_env, predicate)
748             })
749             .chain([
750                 // Enforce the region bound (e.g., `usize: 'static`, in our example).
751                 Obligation::new(
752                     self.tcx,
753                     self.cause.clone(),
754                     self.param_env,
755                     ty::Binder::dummy(ty::PredicateKind::Clause(ty::Clause::TypeOutlives(
756                         ty::OutlivesPredicate(a, b_region),
757                     ))),
758                 ),
759             ])
760             .collect();
761
762         // Enforce that the type is `usize`/pointer-sized.
763         obligations.push(Obligation::new(
764             self.tcx,
765             self.cause.clone(),
766             self.param_env,
767             ty::Binder::dummy(
768                 self.tcx.at(self.cause.span).mk_trait_ref(hir::LangItem::PointerSized, [a]),
769             ),
770         ));
771
772         Ok(InferOk {
773             value: (vec![Adjustment { kind: Adjust::DynStar, target: b }], b),
774             obligations,
775         })
776     }
777
778     fn coerce_from_safe_fn<F, G>(
779         &self,
780         a: Ty<'tcx>,
781         fn_ty_a: ty::PolyFnSig<'tcx>,
782         b: Ty<'tcx>,
783         to_unsafe: F,
784         normal: G,
785     ) -> CoerceResult<'tcx>
786     where
787         F: FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
788         G: FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
789     {
790         self.commit_if_ok(|snapshot| {
791             let result = if let ty::FnPtr(fn_ty_b) = b.kind()
792                 && let (hir::Unsafety::Normal, hir::Unsafety::Unsafe) =
793                     (fn_ty_a.unsafety(), fn_ty_b.unsafety())
794             {
795                 let unsafe_a = self.tcx.safe_to_unsafe_fn_ty(fn_ty_a);
796                 self.unify_and(unsafe_a, b, to_unsafe)
797             } else {
798                 self.unify_and(a, b, normal)
799             };
800
801             // FIXME(#73154): This is a hack. Currently LUB can generate
802             // unsolvable constraints. Additionally, it returns `a`
803             // unconditionally, even when the "LUB" is `b`. In the future, we
804             // want the coerced type to be the actual supertype of these two,
805             // but for now, we want to just error to ensure we don't lock
806             // ourselves into a specific behavior with NLL.
807             self.leak_check(false, snapshot)?;
808
809             result
810         })
811     }
812
813     fn coerce_from_fn_pointer(
814         &self,
815         a: Ty<'tcx>,
816         fn_ty_a: ty::PolyFnSig<'tcx>,
817         b: Ty<'tcx>,
818     ) -> CoerceResult<'tcx> {
819         //! Attempts to coerce from the type of a Rust function item
820         //! into a closure or a `proc`.
821         //!
822
823         let b = self.shallow_resolve(b);
824         debug!("coerce_from_fn_pointer(a={:?}, b={:?})", a, b);
825
826         self.coerce_from_safe_fn(
827             a,
828             fn_ty_a,
829             b,
830             simple(Adjust::Pointer(PointerCast::UnsafeFnPointer)),
831             identity,
832         )
833     }
834
835     fn coerce_from_fn_item(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> CoerceResult<'tcx> {
836         //! Attempts to coerce from the type of a Rust function item
837         //! into a closure or a `proc`.
838
839         let b = self.shallow_resolve(b);
840         let InferOk { value: b, mut obligations } =
841             self.at(&self.cause, self.param_env).normalize(b);
842         debug!("coerce_from_fn_item(a={:?}, b={:?})", a, b);
843
844         match b.kind() {
845             ty::FnPtr(b_sig) => {
846                 let a_sig = a.fn_sig(self.tcx);
847                 if let ty::FnDef(def_id, _) = *a.kind() {
848                     // Intrinsics are not coercible to function pointers
849                     if self.tcx.is_intrinsic(def_id) {
850                         return Err(TypeError::IntrinsicCast);
851                     }
852
853                     // Safe `#[target_feature]` functions are not assignable to safe fn pointers (RFC 2396).
854
855                     if b_sig.unsafety() == hir::Unsafety::Normal
856                         && !self.tcx.codegen_fn_attrs(def_id).target_features.is_empty()
857                     {
858                         return Err(TypeError::TargetFeatureCast(def_id));
859                     }
860                 }
861
862                 let InferOk { value: a_sig, obligations: o1 } =
863                     self.at(&self.cause, self.param_env).normalize(a_sig);
864                 obligations.extend(o1);
865
866                 let a_fn_pointer = self.tcx.mk_fn_ptr(a_sig);
867                 let InferOk { value, obligations: o2 } = self.coerce_from_safe_fn(
868                     a_fn_pointer,
869                     a_sig,
870                     b,
871                     |unsafe_ty| {
872                         vec![
873                             Adjustment {
874                                 kind: Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
875                                 target: a_fn_pointer,
876                             },
877                             Adjustment {
878                                 kind: Adjust::Pointer(PointerCast::UnsafeFnPointer),
879                                 target: unsafe_ty,
880                             },
881                         ]
882                     },
883                     simple(Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer)),
884                 )?;
885
886                 obligations.extend(o2);
887                 Ok(InferOk { value, obligations })
888             }
889             _ => self.unify_and(a, b, identity),
890         }
891     }
892
893     fn coerce_closure_to_fn(
894         &self,
895         a: Ty<'tcx>,
896         closure_def_id_a: DefId,
897         substs_a: SubstsRef<'tcx>,
898         b: Ty<'tcx>,
899     ) -> CoerceResult<'tcx> {
900         //! Attempts to coerce from the type of a non-capturing closure
901         //! into a function pointer.
902         //!
903
904         let b = self.shallow_resolve(b);
905
906         match b.kind() {
907             // At this point we haven't done capture analysis, which means
908             // that the ClosureSubsts just contains an inference variable instead
909             // of tuple of captured types.
910             //
911             // All we care here is if any variable is being captured and not the exact paths,
912             // so we check `upvars_mentioned` for root variables being captured.
913             ty::FnPtr(fn_ty)
914                 if self
915                     .tcx
916                     .upvars_mentioned(closure_def_id_a.expect_local())
917                     .map_or(true, |u| u.is_empty()) =>
918             {
919                 // We coerce the closure, which has fn type
920                 //     `extern "rust-call" fn((arg0,arg1,...)) -> _`
921                 // to
922                 //     `fn(arg0,arg1,...) -> _`
923                 // or
924                 //     `unsafe fn(arg0,arg1,...) -> _`
925                 let closure_sig = substs_a.as_closure().sig();
926                 let unsafety = fn_ty.unsafety();
927                 let pointer_ty =
928                     self.tcx.mk_fn_ptr(self.tcx.signature_unclosure(closure_sig, unsafety));
929                 debug!("coerce_closure_to_fn(a={:?}, b={:?}, pty={:?})", a, b, pointer_ty);
930                 self.unify_and(
931                     pointer_ty,
932                     b,
933                     simple(Adjust::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(unsafety))),
934                 )
935             }
936             _ => self.unify_and(a, b, identity),
937         }
938     }
939
940     fn coerce_unsafe_ptr(
941         &self,
942         a: Ty<'tcx>,
943         b: Ty<'tcx>,
944         mutbl_b: hir::Mutability,
945     ) -> CoerceResult<'tcx> {
946         debug!("coerce_unsafe_ptr(a={:?}, b={:?})", a, b);
947
948         let (is_ref, mt_a) = match *a.kind() {
949             ty::Ref(_, ty, mutbl) => (true, ty::TypeAndMut { ty, mutbl }),
950             ty::RawPtr(mt) => (false, mt),
951             _ => return self.unify_and(a, b, identity),
952         };
953         coerce_mutbls(mt_a.mutbl, mutbl_b)?;
954
955         // Check that the types which they point at are compatible.
956         let a_unsafe = self.tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut { mutbl: mutbl_b, ty: mt_a.ty });
957         // Although references and unsafe ptrs have the same
958         // representation, we still register an Adjust::DerefRef so that
959         // regionck knows that the region for `a` must be valid here.
960         if is_ref {
961             self.unify_and(a_unsafe, b, |target| {
962                 vec![
963                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(None), target: mt_a.ty },
964                     Adjustment { kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::RawPtr(mutbl_b)), target },
965                 ]
966             })
967         } else if mt_a.mutbl != mutbl_b {
968             self.unify_and(a_unsafe, b, simple(Adjust::Pointer(PointerCast::MutToConstPointer)))
969         } else {
970             self.unify_and(a_unsafe, b, identity)
971         }
972     }
973 }
974
975 impl<'a, 'tcx> FnCtxt<'a, 'tcx> {
976     /// Attempt to coerce an expression to a type, and return the
977     /// adjusted type of the expression, if successful.
978     /// Adjustments are only recorded if the coercion succeeded.
979     /// The expressions *must not* have any pre-existing adjustments.
980     pub fn try_coerce(
981         &self,
982         expr: &hir::Expr<'_>,
983         expr_ty: Ty<'tcx>,
984         target: Ty<'tcx>,
985         allow_two_phase: AllowTwoPhase,
986         cause: Option<ObligationCause<'tcx>>,
987     ) -> RelateResult<'tcx, Ty<'tcx>> {
988         let source = self.resolve_vars_with_obligations(expr_ty);
989         debug!("coercion::try({:?}: {:?} -> {:?})", expr, source, target);
990
991         let cause =
992             cause.unwrap_or_else(|| self.cause(expr.span, ObligationCauseCode::ExprAssignable));
993         let coerce = Coerce::new(self, cause, allow_two_phase);
994         let ok = self.commit_if_ok(|_| coerce.coerce(source, target))?;
995
996         let (adjustments, _) = self.register_infer_ok_obligations(ok);
997         self.apply_adjustments(expr, adjustments);
998         Ok(if expr_ty.references_error() { self.tcx.ty_error() } else { target })
999     }
1000
1001     /// Same as `try_coerce()`, but without side-effects.
1002     ///
1003     /// Returns false if the coercion creates any obligations that result in
1004     /// errors.
1005     pub fn can_coerce(&self, expr_ty: Ty<'tcx>, target: Ty<'tcx>) -> bool {
1006         let source = self.resolve_vars_with_obligations(expr_ty);
1007         debug!("coercion::can_with_predicates({:?} -> {:?})", source, target);
1008
1009         let cause = self.cause(rustc_span::DUMMY_SP, ObligationCauseCode::ExprAssignable);
1010         // We don't ever need two-phase here since we throw out the result of the coercion
1011         let coerce = Coerce::new(self, cause, AllowTwoPhase::No);
1012         self.probe(|_| {
1013             let Ok(ok) = coerce.coerce(source, target) else {
1014                 return false;
1015             };
1016             let ocx = ObligationCtxt::new_in_snapshot(self);
1017             ocx.register_obligations(ok.obligations);
1018             ocx.select_where_possible().is_empty()
1019         })
1020     }
1021
1022     /// Given a type and a target type, this function will calculate and return
1023     /// how many dereference steps needed to achieve `expr_ty <: target`. If
1024     /// it's not possible, return `None`.
1025     pub fn deref_steps(&self, expr_ty: Ty<'tcx>, target: Ty<'tcx>) -> Option<usize> {
1026         let cause = self.cause(rustc_span::DUMMY_SP, ObligationCauseCode::ExprAssignable);
1027         // We don't ever need two-phase here since we throw out the result of the coercion
1028         let coerce = Coerce::new(self, cause, AllowTwoPhase::No);
1029         coerce
1030             .autoderef(rustc_span::DUMMY_SP, expr_ty)
1031             .find_map(|(ty, steps)| self.probe(|_| coerce.unify(ty, target)).ok().map(|_| steps))
1032     }
1033
1034     /// Given a type, this function will calculate and return the type given
1035     /// for `<Ty as Deref>::Target` only if `Ty` also implements `DerefMut`.
1036     ///
1037     /// This function is for diagnostics only, since it does not register
1038     /// trait or region sub-obligations. (presumably we could, but it's not
1039     /// particularly important for diagnostics...)
1040     pub fn deref_once_mutably_for_diagnostic(&self, expr_ty: Ty<'tcx>) -> Option<Ty<'tcx>> {
1041         self.autoderef(rustc_span::DUMMY_SP, expr_ty).nth(1).and_then(|(deref_ty, _)| {
1042             self.infcx
1043                 .type_implements_trait(
1044                     self.tcx.lang_items().deref_mut_trait()?,
1045                     [expr_ty],
1046                     self.param_env,
1047                 )
1048                 .may_apply()
1049                 .then(|| deref_ty)
1050         })
1051     }
1052
1053     /// Given some expressions, their known unified type and another expression,
1054     /// tries to unify the types, potentially inserting coercions on any of the
1055     /// provided expressions and returns their LUB (aka "common supertype").
1056     ///
1057     /// This is really an internal helper. From outside the coercion
1058     /// module, you should instantiate a `CoerceMany` instance.
1059     fn try_find_coercion_lub<E>(
1060         &self,
1061         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1062         exprs: &[E],
1063         prev_ty: Ty<'tcx>,
1064         new: &hir::Expr<'_>,
1065         new_ty: Ty<'tcx>,
1066     ) -> RelateResult<'tcx, Ty<'tcx>>
1067     where
1068         E: AsCoercionSite,
1069     {
1070         let prev_ty = self.resolve_vars_with_obligations(prev_ty);
1071         let new_ty = self.resolve_vars_with_obligations(new_ty);
1072         debug!(
1073             "coercion::try_find_coercion_lub({:?}, {:?}, exprs={:?} exprs)",
1074             prev_ty,
1075             new_ty,
1076             exprs.len()
1077         );
1078
1079         // The following check fixes #88097, where the compiler erroneously
1080         // attempted to coerce a closure type to itself via a function pointer.
1081         if prev_ty == new_ty {
1082             return Ok(prev_ty);
1083         }
1084
1085         // Special-case that coercion alone cannot handle:
1086         // Function items or non-capturing closures of differing IDs or InternalSubsts.
1087         let (a_sig, b_sig) = {
1088             let is_capturing_closure = |ty: Ty<'tcx>| {
1089                 if let &ty::Closure(closure_def_id, _substs) = ty.kind() {
1090                     self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id.expect_local()).is_some()
1091                 } else {
1092                     false
1093                 }
1094             };
1095             if is_capturing_closure(prev_ty) || is_capturing_closure(new_ty) {
1096                 (None, None)
1097             } else {
1098                 match (prev_ty.kind(), new_ty.kind()) {
1099                     (ty::FnDef(..), ty::FnDef(..)) => {
1100                         // Don't reify if the function types have a LUB, i.e., they
1101                         // are the same function and their parameters have a LUB.
1102                         match self
1103                             .commit_if_ok(|_| self.at(cause, self.param_env).lub(prev_ty, new_ty))
1104                         {
1105                             // We have a LUB of prev_ty and new_ty, just return it.
1106                             Ok(ok) => return Ok(self.register_infer_ok_obligations(ok)),
1107                             Err(_) => {
1108                                 (Some(prev_ty.fn_sig(self.tcx)), Some(new_ty.fn_sig(self.tcx)))
1109                             }
1110                         }
1111                     }
1112                     (ty::Closure(_, substs), ty::FnDef(..)) => {
1113                         let b_sig = new_ty.fn_sig(self.tcx);
1114                         let a_sig = self
1115                             .tcx
1116                             .signature_unclosure(substs.as_closure().sig(), b_sig.unsafety());
1117                         (Some(a_sig), Some(b_sig))
1118                     }
1119                     (ty::FnDef(..), ty::Closure(_, substs)) => {
1120                         let a_sig = prev_ty.fn_sig(self.tcx);
1121                         let b_sig = self
1122                             .tcx
1123                             .signature_unclosure(substs.as_closure().sig(), a_sig.unsafety());
1124                         (Some(a_sig), Some(b_sig))
1125                     }
1126                     (ty::Closure(_, substs_a), ty::Closure(_, substs_b)) => (
1127                         Some(self.tcx.signature_unclosure(
1128                             substs_a.as_closure().sig(),
1129                             hir::Unsafety::Normal,
1130                         )),
1131                         Some(self.tcx.signature_unclosure(
1132                             substs_b.as_closure().sig(),
1133                             hir::Unsafety::Normal,
1134                         )),
1135                     ),
1136                     _ => (None, None),
1137                 }
1138             }
1139         };
1140         if let (Some(a_sig), Some(b_sig)) = (a_sig, b_sig) {
1141             // Intrinsics are not coercible to function pointers.
1142             if a_sig.abi() == Abi::RustIntrinsic
1143                 || a_sig.abi() == Abi::PlatformIntrinsic
1144                 || b_sig.abi() == Abi::RustIntrinsic
1145                 || b_sig.abi() == Abi::PlatformIntrinsic
1146             {
1147                 return Err(TypeError::IntrinsicCast);
1148             }
1149             // The signature must match.
1150             let (a_sig, b_sig) = self.normalize(new.span, (a_sig, b_sig));
1151             let sig = self
1152                 .at(cause, self.param_env)
1153                 .trace(prev_ty, new_ty)
1154                 .lub(a_sig, b_sig)
1155                 .map(|ok| self.register_infer_ok_obligations(ok))?;
1156
1157             // Reify both sides and return the reified fn pointer type.
1158             let fn_ptr = self.tcx.mk_fn_ptr(sig);
1159             let prev_adjustment = match prev_ty.kind() {
1160                 ty::Closure(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(a_sig.unsafety())),
1161                 ty::FnDef(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
1162                 _ => unreachable!(),
1163             };
1164             let next_adjustment = match new_ty.kind() {
1165                 ty::Closure(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(b_sig.unsafety())),
1166                 ty::FnDef(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
1167                 _ => unreachable!(),
1168             };
1169             for expr in exprs.iter().map(|e| e.as_coercion_site()) {
1170                 self.apply_adjustments(
1171                     expr,
1172                     vec![Adjustment { kind: prev_adjustment.clone(), target: fn_ptr }],
1173                 );
1174             }
1175             self.apply_adjustments(new, vec![Adjustment { kind: next_adjustment, target: fn_ptr }]);
1176             return Ok(fn_ptr);
1177         }
1178
1179         // Configure a Coerce instance to compute the LUB.
1180         // We don't allow two-phase borrows on any autorefs this creates since we
1181         // probably aren't processing function arguments here and even if we were,
1182         // they're going to get autorefed again anyway and we can apply 2-phase borrows
1183         // at that time.
1184         let mut coerce = Coerce::new(self, cause.clone(), AllowTwoPhase::No);
1185         coerce.use_lub = true;
1186
1187         // First try to coerce the new expression to the type of the previous ones,
1188         // but only if the new expression has no coercion already applied to it.
1189         let mut first_error = None;
1190         if !self.typeck_results.borrow().adjustments().contains_key(new.hir_id) {
1191             let result = self.commit_if_ok(|_| coerce.coerce(new_ty, prev_ty));
1192             match result {
1193                 Ok(ok) => {
1194                     let (adjustments, target) = self.register_infer_ok_obligations(ok);
1195                     self.apply_adjustments(new, adjustments);
1196                     debug!(
1197                         "coercion::try_find_coercion_lub: was able to coerce from new type {:?} to previous type {:?} ({:?})",
1198                         new_ty, prev_ty, target
1199                     );
1200                     return Ok(target);
1201                 }
1202                 Err(e) => first_error = Some(e),
1203             }
1204         }
1205
1206         // Then try to coerce the previous expressions to the type of the new one.
1207         // This requires ensuring there are no coercions applied to *any* of the
1208         // previous expressions, other than noop reborrows (ignoring lifetimes).
1209         for expr in exprs {
1210             let expr = expr.as_coercion_site();
1211             let noop = match self.typeck_results.borrow().expr_adjustments(expr) {
1212                 &[
1213                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(_), .. },
1214                     Adjustment { kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(_, mutbl_adj)), .. },
1215                 ] => {
1216                     match *self.node_ty(expr.hir_id).kind() {
1217                         ty::Ref(_, _, mt_orig) => {
1218                             let mutbl_adj: hir::Mutability = mutbl_adj.into();
1219                             // Reborrow that we can safely ignore, because
1220                             // the next adjustment can only be a Deref
1221                             // which will be merged into it.
1222                             mutbl_adj == mt_orig
1223                         }
1224                         _ => false,
1225                     }
1226                 }
1227                 &[Adjustment { kind: Adjust::NeverToAny, .. }] | &[] => true,
1228                 _ => false,
1229             };
1230
1231             if !noop {
1232                 debug!(
1233                     "coercion::try_find_coercion_lub: older expression {:?} had adjustments, requiring LUB",
1234                     expr,
1235                 );
1236
1237                 return self
1238                     .commit_if_ok(|_| self.at(cause, self.param_env).lub(prev_ty, new_ty))
1239                     .map(|ok| self.register_infer_ok_obligations(ok));
1240             }
1241         }
1242
1243         match self.commit_if_ok(|_| coerce.coerce(prev_ty, new_ty)) {
1244             Err(_) => {
1245                 // Avoid giving strange errors on failed attempts.
1246                 if let Some(e) = first_error {
1247                     Err(e)
1248                 } else {
1249                     self.commit_if_ok(|_| self.at(cause, self.param_env).lub(prev_ty, new_ty))
1250                         .map(|ok| self.register_infer_ok_obligations(ok))
1251                 }
1252             }
1253             Ok(ok) => {
1254                 let (adjustments, target) = self.register_infer_ok_obligations(ok);
1255                 for expr in exprs {
1256                     let expr = expr.as_coercion_site();
1257                     self.apply_adjustments(expr, adjustments.clone());
1258                 }
1259                 debug!(
1260                     "coercion::try_find_coercion_lub: was able to coerce previous type {:?} to new type {:?} ({:?})",
1261                     prev_ty, new_ty, target
1262                 );
1263                 Ok(target)
1264             }
1265         }
1266     }
1267 }
1268
1269 /// CoerceMany encapsulates the pattern you should use when you have
1270 /// many expressions that are all getting coerced to a common
1271 /// type. This arises, for example, when you have a match (the result
1272 /// of each arm is coerced to a common type). It also arises in less
1273 /// obvious places, such as when you have many `break foo` expressions
1274 /// that target the same loop, or the various `return` expressions in
1275 /// a function.
1276 ///
1277 /// The basic protocol is as follows:
1278 ///
1279 /// - Instantiate the `CoerceMany` with an initial `expected_ty`.
1280 ///   This will also serve as the "starting LUB". The expectation is
1281 ///   that this type is something which all of the expressions *must*
1282 ///   be coercible to. Use a fresh type variable if needed.
1283 /// - For each expression whose result is to be coerced, invoke `coerce()` with.
1284 ///   - In some cases we wish to coerce "non-expressions" whose types are implicitly
1285 ///     unit. This happens for example if you have a `break` with no expression,
1286 ///     or an `if` with no `else`. In that case, invoke `coerce_forced_unit()`.
1287 ///   - `coerce()` and `coerce_forced_unit()` may report errors. They hide this
1288 ///     from you so that you don't have to worry your pretty head about it.
1289 ///     But if an error is reported, the final type will be `err`.
1290 ///   - Invoking `coerce()` may cause us to go and adjust the "adjustments" on
1291 ///     previously coerced expressions.
1292 /// - When all done, invoke `complete()`. This will return the LUB of
1293 ///   all your expressions.
1294 ///   - WARNING: I don't believe this final type is guaranteed to be
1295 ///     related to your initial `expected_ty` in any particular way,
1296 ///     although it will typically be a subtype, so you should check it.
1297 ///   - Invoking `complete()` may cause us to go and adjust the "adjustments" on
1298 ///     previously coerced expressions.
1299 ///
1300 /// Example:
1301 ///
1302 /// ```ignore (illustrative)
1303 /// let mut coerce = CoerceMany::new(expected_ty);
1304 /// for expr in exprs {
1305 ///     let expr_ty = fcx.check_expr_with_expectation(expr, expected);
1306 ///     coerce.coerce(fcx, &cause, expr, expr_ty);
1307 /// }
1308 /// let final_ty = coerce.complete(fcx);
1309 /// ```
1310 pub struct CoerceMany<'tcx, 'exprs, E: AsCoercionSite> {
1311     expected_ty: Ty<'tcx>,
1312     final_ty: Option<Ty<'tcx>>,
1313     expressions: Expressions<'tcx, 'exprs, E>,
1314     pushed: usize,
1315 }
1316
1317 /// The type of a `CoerceMany` that is storing up the expressions into
1318 /// a buffer. We use this in `check/mod.rs` for things like `break`.
1319 pub type DynamicCoerceMany<'tcx> = CoerceMany<'tcx, 'tcx, &'tcx hir::Expr<'tcx>>;
1320
1321 enum Expressions<'tcx, 'exprs, E: AsCoercionSite> {
1322     Dynamic(Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>),
1323     UpFront(&'exprs [E]),
1324 }
1325
1326 impl<'tcx, 'exprs, E: AsCoercionSite> CoerceMany<'tcx, 'exprs, E> {
1327     /// The usual case; collect the set of expressions dynamically.
1328     /// If the full set of coercion sites is known before hand,
1329     /// consider `with_coercion_sites()` instead to avoid allocation.
1330     pub fn new(expected_ty: Ty<'tcx>) -> Self {
1331         Self::make(expected_ty, Expressions::Dynamic(vec![]))
1332     }
1333
1334     /// As an optimization, you can create a `CoerceMany` with a
1335     /// pre-existing slice of expressions. In this case, you are
1336     /// expected to pass each element in the slice to `coerce(...)` in
1337     /// order. This is used with arrays in particular to avoid
1338     /// needlessly cloning the slice.
1339     pub fn with_coercion_sites(expected_ty: Ty<'tcx>, coercion_sites: &'exprs [E]) -> Self {
1340         Self::make(expected_ty, Expressions::UpFront(coercion_sites))
1341     }
1342
1343     fn make(expected_ty: Ty<'tcx>, expressions: Expressions<'tcx, 'exprs, E>) -> Self {
1344         CoerceMany { expected_ty, final_ty: None, expressions, pushed: 0 }
1345     }
1346
1347     /// Returns the "expected type" with which this coercion was
1348     /// constructed. This represents the "downward propagated" type
1349     /// that was given to us at the start of typing whatever construct
1350     /// we are typing (e.g., the match expression).
1351     ///
1352     /// Typically, this is used as the expected type when
1353     /// type-checking each of the alternative expressions whose types
1354     /// we are trying to merge.
1355     pub fn expected_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1356         self.expected_ty
1357     }
1358
1359     /// Returns the current "merged type", representing our best-guess
1360     /// at the LUB of the expressions we've seen so far (if any). This
1361     /// isn't *final* until you call `self.complete()`, which will return
1362     /// the merged type.
1363     pub fn merged_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1364         self.final_ty.unwrap_or(self.expected_ty)
1365     }
1366
1367     /// Indicates that the value generated by `expression`, which is
1368     /// of type `expression_ty`, is one of the possibilities that we
1369     /// could coerce from. This will record `expression`, and later
1370     /// calls to `coerce` may come back and add adjustments and things
1371     /// if necessary.
1372     pub fn coerce<'a>(
1373         &mut self,
1374         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1375         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1376         expression: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
1377         expression_ty: Ty<'tcx>,
1378     ) {
1379         self.coerce_inner(fcx, cause, Some(expression), expression_ty, None, false)
1380     }
1381
1382     /// Indicates that one of the inputs is a "forced unit". This
1383     /// occurs in a case like `if foo { ... };`, where the missing else
1384     /// generates a "forced unit". Another example is a `loop { break;
1385     /// }`, where the `break` has no argument expression. We treat
1386     /// these cases slightly differently for error-reporting
1387     /// purposes. Note that these tend to correspond to cases where
1388     /// the `()` expression is implicit in the source, and hence we do
1389     /// not take an expression argument.
1390     ///
1391     /// The `augment_error` gives you a chance to extend the error
1392     /// message, in case any results (e.g., we use this to suggest
1393     /// removing a `;`).
1394     pub fn coerce_forced_unit<'a>(
1395         &mut self,
1396         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1397         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1398         augment_error: &mut dyn FnMut(&mut Diagnostic),
1399         label_unit_as_expected: bool,
1400     ) {
1401         self.coerce_inner(
1402             fcx,
1403             cause,
1404             None,
1405             fcx.tcx.mk_unit(),
1406             Some(augment_error),
1407             label_unit_as_expected,
1408         )
1409     }
1410
1411     /// The inner coercion "engine". If `expression` is `None`, this
1412     /// is a forced-unit case, and hence `expression_ty` must be
1413     /// `Nil`.
1414     #[instrument(skip(self, fcx, augment_error, label_expression_as_expected), level = "debug")]
1415     pub(crate) fn coerce_inner<'a>(
1416         &mut self,
1417         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1418         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1419         expression: Option<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
1420         mut expression_ty: Ty<'tcx>,
1421         augment_error: Option<&mut dyn FnMut(&mut Diagnostic)>,
1422         label_expression_as_expected: bool,
1423     ) {
1424         // Incorporate whatever type inference information we have
1425         // until now; in principle we might also want to process
1426         // pending obligations, but doing so should only improve
1427         // compatibility (hopefully that is true) by helping us
1428         // uncover never types better.
1429         if expression_ty.is_ty_var() {
1430             expression_ty = fcx.infcx.shallow_resolve(expression_ty);
1431         }
1432
1433         // If we see any error types, just propagate that error
1434         // upwards.
1435         if expression_ty.references_error() || self.merged_ty().references_error() {
1436             self.final_ty = Some(fcx.tcx.ty_error());
1437             return;
1438         }
1439
1440         // Handle the actual type unification etc.
1441         let result = if let Some(expression) = expression {
1442             if self.pushed == 0 {
1443                 // Special-case the first expression we are coercing.
1444                 // To be honest, I'm not entirely sure why we do this.
1445                 // We don't allow two-phase borrows, see comment in try_find_coercion_lub for why
1446                 fcx.try_coerce(
1447                     expression,
1448                     expression_ty,
1449                     self.expected_ty,
1450                     AllowTwoPhase::No,
1451                     Some(cause.clone()),
1452                 )
1453             } else {
1454                 match self.expressions {
1455                     Expressions::Dynamic(ref exprs) => fcx.try_find_coercion_lub(
1456                         cause,
1457                         exprs,
1458                         self.merged_ty(),
1459                         expression,
1460                         expression_ty,
1461                     ),
1462                     Expressions::UpFront(ref coercion_sites) => fcx.try_find_coercion_lub(
1463                         cause,
1464                         &coercion_sites[0..self.pushed],
1465                         self.merged_ty(),
1466                         expression,
1467                         expression_ty,
1468                     ),
1469                 }
1470             }
1471         } else {
1472             // this is a hack for cases where we default to `()` because
1473             // the expression etc has been omitted from the source. An
1474             // example is an `if let` without an else:
1475             //
1476             //     if let Some(x) = ... { }
1477             //
1478             // we wind up with a second match arm that is like `_ =>
1479             // ()`. That is the case we are considering here. We take
1480             // a different path to get the right "expected, found"
1481             // message and so forth (and because we know that
1482             // `expression_ty` will be unit).
1483             //
1484             // Another example is `break` with no argument expression.
1485             assert!(expression_ty.is_unit(), "if let hack without unit type");
1486             fcx.at(cause, fcx.param_env)
1487                 .eq_exp(label_expression_as_expected, expression_ty, self.merged_ty())
1488                 .map(|infer_ok| {
1489                     fcx.register_infer_ok_obligations(infer_ok);
1490                     expression_ty
1491                 })
1492         };
1493
1494         debug!(?result);
1495         match result {
1496             Ok(v) => {
1497                 self.final_ty = Some(v);
1498                 if let Some(e) = expression {
1499                     match self.expressions {
1500                         Expressions::Dynamic(ref mut buffer) => buffer.push(e),
1501                         Expressions::UpFront(coercion_sites) => {
1502                             // if the user gave us an array to validate, check that we got
1503                             // the next expression in the list, as expected
1504                             assert_eq!(
1505                                 coercion_sites[self.pushed].as_coercion_site().hir_id,
1506                                 e.hir_id
1507                             );
1508                         }
1509                     }
1510                     self.pushed += 1;
1511                 }
1512             }
1513             Err(coercion_error) => {
1514                 // Mark that we've failed to coerce the types here to suppress
1515                 // any superfluous errors we might encounter while trying to
1516                 // emit or provide suggestions on how to fix the initial error.
1517                 fcx.set_tainted_by_errors(
1518                     fcx.tcx.sess.delay_span_bug(cause.span, "coercion error but no error emitted"),
1519                 );
1520                 let (expected, found) = if label_expression_as_expected {
1521                     // In the case where this is a "forced unit", like
1522                     // `break`, we want to call the `()` "expected"
1523                     // since it is implied by the syntax.
1524                     // (Note: not all force-units work this way.)"
1525                     (expression_ty, self.merged_ty())
1526                 } else {
1527                     // Otherwise, the "expected" type for error
1528                     // reporting is the current unification type,
1529                     // which is basically the LUB of the expressions
1530                     // we've seen so far (combined with the expected
1531                     // type)
1532                     (self.merged_ty(), expression_ty)
1533                 };
1534                 let (expected, found) = fcx.resolve_vars_if_possible((expected, found));
1535
1536                 let mut err;
1537                 let mut unsized_return = false;
1538                 let mut visitor = CollectRetsVisitor { ret_exprs: vec![] };
1539                 match *cause.code() {
1540                     ObligationCauseCode::ReturnNoExpression => {
1541                         err = struct_span_err!(
1542                             fcx.tcx.sess,
1543                             cause.span,
1544                             E0069,
1545                             "`return;` in a function whose return type is not `()`"
1546                         );
1547                         err.span_label(cause.span, "return type is not `()`");
1548                     }
1549                     ObligationCauseCode::BlockTailExpression(blk_id) => {
1550                         let parent_id = fcx.tcx.hir().parent_id(blk_id);
1551                         err = self.report_return_mismatched_types(
1552                             cause,
1553                             expected,
1554                             found,
1555                             coercion_error,
1556                             fcx,
1557                             parent_id,
1558                             expression,
1559                             Some(blk_id),
1560                         );
1561                         if !fcx.tcx.features().unsized_locals {
1562                             unsized_return = self.is_return_ty_unsized(fcx, blk_id);
1563                         }
1564                         if let Some(expression) = expression
1565                             && let hir::ExprKind::Loop(loop_blk, ..) = expression.kind {
1566                               intravisit::walk_block(& mut visitor, loop_blk);
1567                         }
1568                     }
1569                     ObligationCauseCode::ReturnValue(id) => {
1570                         err = self.report_return_mismatched_types(
1571                             cause,
1572                             expected,
1573                             found,
1574                             coercion_error,
1575                             fcx,
1576                             id,
1577                             expression,
1578                             None,
1579                         );
1580                         if !fcx.tcx.features().unsized_locals {
1581                             let id = fcx.tcx.hir().parent_id(id);
1582                             unsized_return = self.is_return_ty_unsized(fcx, id);
1583                         }
1584                     }
1585                     _ => {
1586                         err = fcx.err_ctxt().report_mismatched_types(
1587                             cause,
1588                             expected,
1589                             found,
1590                             coercion_error,
1591                         );
1592                     }
1593                 }
1594
1595                 if let Some(augment_error) = augment_error {
1596                     augment_error(&mut err);
1597                 }
1598
1599                 let is_insufficiently_polymorphic =
1600                     matches!(coercion_error, TypeError::RegionsInsufficientlyPolymorphic(..));
1601
1602                 if !is_insufficiently_polymorphic && let Some(expr) = expression {
1603                     fcx.emit_coerce_suggestions(
1604                         &mut err,
1605                         expr,
1606                         found,
1607                         expected,
1608                         None,
1609                         Some(coercion_error),
1610                     );
1611                 }
1612
1613                 if visitor.ret_exprs.len() > 0 && let Some(expr) = expression {
1614                     self.note_unreachable_loop_return(&mut err, &expr, &visitor.ret_exprs);
1615                 }
1616
1617                 let reported = err.emit_unless(unsized_return);
1618
1619                 self.final_ty = Some(fcx.tcx.ty_error_with_guaranteed(reported));
1620             }
1621         }
1622     }
1623
1624     fn note_unreachable_loop_return(
1625         &self,
1626         err: &mut Diagnostic,
1627         expr: &hir::Expr<'tcx>,
1628         ret_exprs: &Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
1629     ) {
1630         let hir::ExprKind::Loop(_, _, _, loop_span) = expr.kind else { return;};
1631         let mut span: MultiSpan = vec![loop_span].into();
1632         span.push_span_label(loop_span, "this might have zero elements to iterate on");
1633         const MAXITER: usize = 3;
1634         let iter = ret_exprs.iter().take(MAXITER);
1635         for ret_expr in iter {
1636             span.push_span_label(
1637                 ret_expr.span,
1638                 "if the loop doesn't execute, this value would never get returned",
1639             );
1640         }
1641         err.span_note(
1642             span,
1643             "the function expects a value to always be returned, but loops might run zero times",
1644         );
1645         if MAXITER < ret_exprs.len() {
1646             err.note(&format!(
1647                 "if the loop doesn't execute, {} other values would never get returned",
1648                 ret_exprs.len() - MAXITER
1649             ));
1650         }
1651         err.help(
1652             "return a value for the case when the loop has zero elements to iterate on, or \
1653            consider changing the return type to account for that possibility",
1654         );
1655     }
1656
1657     fn report_return_mismatched_types<'a>(
1658         &self,
1659         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1660         expected: Ty<'tcx>,
1661         found: Ty<'tcx>,
1662         ty_err: TypeError<'tcx>,
1663         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1664         id: hir::HirId,
1665         expression: Option<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
1666         blk_id: Option<hir::HirId>,
1667     ) -> DiagnosticBuilder<'a, ErrorGuaranteed> {
1668         let mut err = fcx.err_ctxt().report_mismatched_types(cause, expected, found, ty_err);
1669
1670         let mut pointing_at_return_type = false;
1671         let mut fn_output = None;
1672
1673         let parent_id = fcx.tcx.hir().parent_id(id);
1674         let parent = fcx.tcx.hir().get(parent_id);
1675         if let Some(expr) = expression
1676             && let hir::Node::Expr(hir::Expr { kind: hir::ExprKind::Closure(&hir::Closure { body, .. }), .. }) = parent
1677             && !matches!(fcx.tcx.hir().body(body).value.kind, hir::ExprKind::Block(..))
1678         {
1679             fcx.suggest_missing_semicolon(&mut err, expr, expected, true);
1680         }
1681         // Verify that this is a tail expression of a function, otherwise the
1682         // label pointing out the cause for the type coercion will be wrong
1683         // as prior return coercions would not be relevant (#57664).
1684         let fn_decl = if let (Some(expr), Some(blk_id)) = (expression, blk_id) {
1685             pointing_at_return_type =
1686                 fcx.suggest_mismatched_types_on_tail(&mut err, expr, expected, found, blk_id);
1687             if let (Some(cond_expr), true, false) = (
1688                 fcx.tcx.hir().get_if_cause(expr.hir_id),
1689                 expected.is_unit(),
1690                 pointing_at_return_type,
1691             )
1692                 // If the block is from an external macro or try (`?`) desugaring, then
1693                 // do not suggest adding a semicolon, because there's nowhere to put it.
1694                 // See issues #81943 and #87051.
1695                 && matches!(
1696                     cond_expr.span.desugaring_kind(),
1697                     None | Some(DesugaringKind::WhileLoop)
1698                 ) && !in_external_macro(fcx.tcx.sess, cond_expr.span)
1699                     && !matches!(
1700                         cond_expr.kind,
1701                         hir::ExprKind::Match(.., hir::MatchSource::TryDesugar)
1702                     )
1703             {
1704                 err.span_label(cond_expr.span, "expected this to be `()`");
1705                 if expr.can_have_side_effects() {
1706                     fcx.suggest_semicolon_at_end(cond_expr.span, &mut err);
1707                 }
1708             }
1709             fcx.get_node_fn_decl(parent).map(|(fn_decl, _, is_main)| (fn_decl, is_main))
1710         } else {
1711             fcx.get_fn_decl(parent_id)
1712         };
1713
1714         if let Some((fn_decl, can_suggest)) = fn_decl {
1715             if blk_id.is_none() {
1716                 pointing_at_return_type |= fcx.suggest_missing_return_type(
1717                     &mut err,
1718                     &fn_decl,
1719                     expected,
1720                     found,
1721                     can_suggest,
1722                     fcx.tcx.hir().get_parent_item(id).into(),
1723                 );
1724             }
1725             if !pointing_at_return_type {
1726                 fn_output = Some(&fn_decl.output); // `impl Trait` return type
1727             }
1728         }
1729
1730         let parent_id = fcx.tcx.hir().get_parent_item(id);
1731         let parent_item = fcx.tcx.hir().get_by_def_id(parent_id.def_id);
1732
1733         if let (Some(expr), Some(_), Some((fn_decl, _, _))) =
1734             (expression, blk_id, fcx.get_node_fn_decl(parent_item))
1735         {
1736             fcx.suggest_missing_break_or_return_expr(
1737                 &mut err,
1738                 expr,
1739                 fn_decl,
1740                 expected,
1741                 found,
1742                 id,
1743                 parent_id.into(),
1744             );
1745         }
1746
1747         let ret_coercion_span = fcx.ret_coercion_span.get();
1748
1749         if let Some(sp) = ret_coercion_span
1750             // If the closure has an explicit return type annotation, or if
1751             // the closure's return type has been inferred from outside
1752             // requirements (such as an Fn* trait bound), then a type error
1753             // may occur at the first return expression we see in the closure
1754             // (if it conflicts with the declared return type). Skip adding a
1755             // note in this case, since it would be incorrect.
1756             && let Some(fn_sig) = fcx.body_fn_sig()
1757             && fn_sig.output().is_ty_var()
1758         {
1759             err.span_note(
1760                 sp,
1761                 &format!(
1762                     "return type inferred to be `{}` here",
1763                     expected
1764                 ),
1765             );
1766         }
1767
1768         if let (Some(sp), Some(fn_output)) = (ret_coercion_span, fn_output) {
1769             self.add_impl_trait_explanation(&mut err, cause, fcx, expected, sp, fn_output);
1770         }
1771
1772         err
1773     }
1774
1775     fn add_impl_trait_explanation<'a>(
1776         &self,
1777         err: &mut Diagnostic,
1778         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1779         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1780         expected: Ty<'tcx>,
1781         sp: Span,
1782         fn_output: &hir::FnRetTy<'_>,
1783     ) {
1784         let return_sp = fn_output.span();
1785         err.span_label(return_sp, "expected because this return type...");
1786         err.span_label(
1787             sp,
1788             format!("...is found to be `{}` here", fcx.resolve_vars_with_obligations(expected)),
1789         );
1790         let impl_trait_msg = "for information on `impl Trait`, see \
1791                 <https://doc.rust-lang.org/book/ch10-02-traits.html\
1792                 #returning-types-that-implement-traits>";
1793         let trait_obj_msg = "for information on trait objects, see \
1794                 <https://doc.rust-lang.org/book/ch17-02-trait-objects.html\
1795                 #using-trait-objects-that-allow-for-values-of-different-types>";
1796         err.note("to return `impl Trait`, all returned values must be of the same type");
1797         err.note(impl_trait_msg);
1798         let snippet = fcx
1799             .tcx
1800             .sess
1801             .source_map()
1802             .span_to_snippet(return_sp)
1803             .unwrap_or_else(|_| "dyn Trait".to_string());
1804         let mut snippet_iter = snippet.split_whitespace();
1805         let has_impl = snippet_iter.next().map_or(false, |s| s == "impl");
1806         // Only suggest `Box<dyn Trait>` if `Trait` in `impl Trait` is object safe.
1807         let mut is_object_safe = false;
1808         if let hir::FnRetTy::Return(ty) = fn_output
1809             // Get the return type.
1810             && let hir::TyKind::OpaqueDef(..) = ty.kind
1811         {
1812             let ty = fcx.astconv().ast_ty_to_ty( ty);
1813             // Get the `impl Trait`'s `DefId`.
1814             if let ty::Alias(ty::Opaque, ty::AliasTy { def_id, .. }) = ty.kind()
1815                 // Get the `impl Trait`'s `Item` so that we can get its trait bounds and
1816                 // get the `Trait`'s `DefId`.
1817                 && let hir::ItemKind::OpaqueTy(hir::OpaqueTy { bounds, .. }) =
1818                     fcx.tcx.hir().expect_item(def_id.expect_local()).kind
1819             {
1820                 // Are of this `impl Trait`'s traits object safe?
1821                 is_object_safe = bounds.iter().all(|bound| {
1822                     bound
1823                         .trait_ref()
1824                         .and_then(|t| t.trait_def_id())
1825                         .map_or(false, |def_id| {
1826                             fcx.tcx.check_is_object_safe(def_id)
1827                         })
1828                 })
1829             }
1830         };
1831         if has_impl {
1832             if is_object_safe {
1833                 err.multipart_suggestion(
1834                     "you could change the return type to be a boxed trait object",
1835                     vec![
1836                         (return_sp.with_hi(return_sp.lo() + BytePos(4)), "Box<dyn".to_string()),
1837                         (return_sp.shrink_to_hi(), ">".to_string()),
1838                     ],
1839                     Applicability::MachineApplicable,
1840                 );
1841                 let sugg = [sp, cause.span]
1842                     .into_iter()
1843                     .flat_map(|sp| {
1844                         [
1845                             (sp.shrink_to_lo(), "Box::new(".to_string()),
1846                             (sp.shrink_to_hi(), ")".to_string()),
1847                         ]
1848                         .into_iter()
1849                     })
1850                     .collect::<Vec<_>>();
1851                 err.multipart_suggestion(
1852                     "if you change the return type to expect trait objects, box the returned \
1853                      expressions",
1854                     sugg,
1855                     Applicability::MaybeIncorrect,
1856                 );
1857             } else {
1858                 err.help(&format!(
1859                     "if the trait `{}` were object safe, you could return a boxed trait object",
1860                     &snippet[5..]
1861                 ));
1862             }
1863             err.note(trait_obj_msg);
1864         }
1865         err.help("you could instead create a new `enum` with a variant for each returned type");
1866     }
1867
1868     fn is_return_ty_unsized<'a>(&self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>, blk_id: hir::HirId) -> bool {
1869         if let Some((fn_decl, _)) = fcx.get_fn_decl(blk_id)
1870             && let hir::FnRetTy::Return(ty) = fn_decl.output
1871             && let ty = fcx.astconv().ast_ty_to_ty( ty)
1872             && let ty::Dynamic(..) = ty.kind()
1873         {
1874             return true;
1875         }
1876         false
1877     }
1878
1879     pub fn complete<'a>(self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1880         if let Some(final_ty) = self.final_ty {
1881             final_ty
1882         } else {
1883             // If we only had inputs that were of type `!` (or no
1884             // inputs at all), then the final type is `!`.
1885             assert_eq!(self.pushed, 0);
1886             fcx.tcx.types.never
1887         }
1888     }
1889 }
1890
1891 /// Something that can be converted into an expression to which we can
1892 /// apply a coercion.
1893 pub trait AsCoercionSite {
1894     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_>;
1895 }
1896
1897 impl AsCoercionSite for hir::Expr<'_> {
1898     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1899         self
1900     }
1901 }
1902
1903 impl<'a, T> AsCoercionSite for &'a T
1904 where
1905     T: AsCoercionSite,
1906 {
1907     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1908         (**self).as_coercion_site()
1909     }
1910 }
1911
1912 impl AsCoercionSite for ! {
1913     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1914         unreachable!()
1915     }
1916 }
1917
1918 impl AsCoercionSite for hir::Arm<'_> {
1919     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1920         &self.body
1921     }
1922 }