]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_hir_typeck/src/coercion.rs
Rollup merge of #83608 - Kimundi:index_many, r=Mark-Simulacrum
[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 `src/test/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, TraitEngine, TraitEngineExt};
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::TraitEngineExt as _;
66 use rustc_trait_selection::traits::{self, ObligationCause, ObligationCauseCode};
67
68 use smallvec::{smallvec, SmallVec};
69 use std::ops::Deref;
70
71 struct Coerce<'a, 'tcx> {
72     fcx: &'a FnCtxt<'a, 'tcx>,
73     cause: ObligationCause<'tcx>,
74     use_lub: bool,
75     /// Determines whether or not allow_two_phase_borrow is set on any
76     /// autoref adjustments we create while coercing. We don't want to
77     /// allow deref coercions to create two-phase borrows, at least initially,
78     /// but we do need two-phase borrows for function argument reborrows.
79     /// See #47489 and #48598
80     /// See docs on the "AllowTwoPhase" type for a more detailed discussion
81     allow_two_phase: AllowTwoPhase,
82 }
83
84 impl<'a, 'tcx> Deref for Coerce<'a, 'tcx> {
85     type Target = FnCtxt<'a, 'tcx>;
86     fn deref(&self) -> &Self::Target {
87         &self.fcx
88     }
89 }
90
91 type CoerceResult<'tcx> = InferResult<'tcx, (Vec<Adjustment<'tcx>>, Ty<'tcx>)>;
92
93 struct CollectRetsVisitor<'tcx> {
94     ret_exprs: Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
95 }
96
97 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for CollectRetsVisitor<'tcx> {
98     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
99         if let hir::ExprKind::Ret(_) = expr.kind {
100             self.ret_exprs.push(expr);
101         }
102         intravisit::walk_expr(self, expr);
103     }
104 }
105
106 /// Coercing a mutable reference to an immutable works, while
107 /// coercing `&T` to `&mut T` should be forbidden.
108 fn coerce_mutbls<'tcx>(
109     from_mutbl: hir::Mutability,
110     to_mutbl: hir::Mutability,
111 ) -> RelateResult<'tcx, ()> {
112     match (from_mutbl, to_mutbl) {
113         (hir::Mutability::Mut, hir::Mutability::Mut | hir::Mutability::Not)
114         | (hir::Mutability::Not, hir::Mutability::Not) => Ok(()),
115         (hir::Mutability::Not, hir::Mutability::Mut) => Err(TypeError::Mutability),
116     }
117 }
118
119 /// Do not require any adjustments, i.e. coerce `x -> x`.
120 fn identity(_: Ty<'_>) -> Vec<Adjustment<'_>> {
121     vec![]
122 }
123
124 fn simple<'tcx>(kind: Adjust<'tcx>) -> impl FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>> {
125     move |target| vec![Adjustment { kind, target }]
126 }
127
128 /// This always returns `Ok(...)`.
129 fn success<'tcx>(
130     adj: Vec<Adjustment<'tcx>>,
131     target: Ty<'tcx>,
132     obligations: traits::PredicateObligations<'tcx>,
133 ) -> CoerceResult<'tcx> {
134     Ok(InferOk { value: (adj, target), obligations })
135 }
136
137 impl<'f, 'tcx> Coerce<'f, 'tcx> {
138     fn new(
139         fcx: &'f FnCtxt<'f, 'tcx>,
140         cause: ObligationCause<'tcx>,
141         allow_two_phase: AllowTwoPhase,
142     ) -> Self {
143         Coerce { fcx, cause, allow_two_phase, use_lub: false }
144     }
145
146     fn unify(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> InferResult<'tcx, Ty<'tcx>> {
147         debug!("unify(a: {:?}, b: {:?}, use_lub: {})", a, b, self.use_lub);
148         self.commit_if_ok(|_| {
149             if self.use_lub {
150                 self.at(&self.cause, self.fcx.param_env).lub(b, a)
151             } else {
152                 self.at(&self.cause, self.fcx.param_env)
153                     .sup(b, a)
154                     .map(|InferOk { value: (), obligations }| InferOk { value: a, obligations })
155             }
156         })
157     }
158
159     /// Unify two types (using sub or lub) and produce a specific coercion.
160     fn unify_and<F>(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>, f: F) -> CoerceResult<'tcx>
161     where
162         F: FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
163     {
164         self.unify(a, b)
165             .and_then(|InferOk { value: ty, obligations }| success(f(ty), ty, obligations))
166     }
167
168     #[instrument(skip(self))]
169     fn coerce(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> CoerceResult<'tcx> {
170         // First, remove any resolved type variables (at the top level, at least):
171         let a = self.shallow_resolve(a);
172         let b = self.shallow_resolve(b);
173         debug!("Coerce.tys({:?} => {:?})", a, b);
174
175         // Just ignore error types.
176         if a.references_error() || b.references_error() {
177             return success(vec![], self.fcx.tcx.ty_error(), vec![]);
178         }
179
180         // Coercing from `!` to any type is allowed:
181         if a.is_never() {
182             return success(simple(Adjust::NeverToAny)(b), b, vec![]);
183         }
184
185         // Coercing *from* an unresolved inference variable means that
186         // we have no information about the source type. This will always
187         // ultimately fall back to some form of subtyping.
188         if a.is_ty_var() {
189             return self.coerce_from_inference_variable(a, b, identity);
190         }
191
192         // Consider coercing the subtype to a DST
193         //
194         // NOTE: this is wrapped in a `commit_if_ok` because it creates
195         // a "spurious" type variable, and we don't want to have that
196         // type variable in memory if the coercion fails.
197         let unsize = self.commit_if_ok(|_| self.coerce_unsized(a, b));
198         match unsize {
199             Ok(_) => {
200                 debug!("coerce: unsize successful");
201                 return unsize;
202             }
203             Err(TypeError::ObjectUnsafeCoercion(did)) => {
204                 debug!("coerce: unsize not object safe");
205                 return Err(TypeError::ObjectUnsafeCoercion(did));
206             }
207             Err(error) => {
208                 debug!(?error, "coerce: unsize failed");
209             }
210         }
211
212         // Examine the supertype and consider auto-borrowing.
213         match *b.kind() {
214             ty::RawPtr(mt_b) => {
215                 return self.coerce_unsafe_ptr(a, b, mt_b.mutbl);
216             }
217             ty::Ref(r_b, _, mutbl_b) => {
218                 return self.coerce_borrowed_pointer(a, b, r_b, mutbl_b);
219             }
220             ty::Dynamic(predicates, region, ty::DynStar) if self.tcx.features().dyn_star => {
221                 return self.coerce_dyn_star(a, b, predicates, region);
222             }
223             _ => {}
224         }
225
226         match *a.kind() {
227             ty::FnDef(..) => {
228                 // Function items are coercible to any closure
229                 // type; function pointers are not (that would
230                 // require double indirection).
231                 // Additionally, we permit coercion of function
232                 // items to drop the unsafe qualifier.
233                 self.coerce_from_fn_item(a, b)
234             }
235             ty::FnPtr(a_f) => {
236                 // We permit coercion of fn pointers to drop the
237                 // unsafe qualifier.
238                 self.coerce_from_fn_pointer(a, a_f, b)
239             }
240             ty::Closure(closure_def_id_a, substs_a) => {
241                 // Non-capturing closures are coercible to
242                 // function pointers or unsafe function pointers.
243                 // It cannot convert closures that require unsafe.
244                 self.coerce_closure_to_fn(a, closure_def_id_a, substs_a, b)
245             }
246             _ => {
247                 // Otherwise, just use unification rules.
248                 self.unify_and(a, b, identity)
249             }
250         }
251     }
252
253     /// Coercing *from* an inference variable. In this case, we have no information
254     /// about the source type, so we can't really do a true coercion and we always
255     /// fall back to subtyping (`unify_and`).
256     fn coerce_from_inference_variable(
257         &self,
258         a: Ty<'tcx>,
259         b: Ty<'tcx>,
260         make_adjustments: impl FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
261     ) -> CoerceResult<'tcx> {
262         debug!("coerce_from_inference_variable(a={:?}, b={:?})", a, b);
263         assert!(a.is_ty_var() && self.shallow_resolve(a) == a);
264         assert!(self.shallow_resolve(b) == b);
265
266         if b.is_ty_var() {
267             // Two unresolved type variables: create a `Coerce` predicate.
268             let target_ty = if self.use_lub {
269                 self.next_ty_var(TypeVariableOrigin {
270                     kind: TypeVariableOriginKind::LatticeVariable,
271                     span: self.cause.span,
272                 })
273             } else {
274                 b
275             };
276
277             let mut obligations = Vec::with_capacity(2);
278             for &source_ty in &[a, b] {
279                 if source_ty != target_ty {
280                     obligations.push(Obligation::new(
281                         self.tcx(),
282                         self.cause.clone(),
283                         self.param_env,
284                         ty::Binder::dummy(ty::PredicateKind::Coerce(ty::CoercePredicate {
285                             a: source_ty,
286                             b: target_ty,
287                         })),
288                     ));
289                 }
290             }
291
292             debug!(
293                 "coerce_from_inference_variable: two inference variables, target_ty={:?}, obligations={:?}",
294                 target_ty, obligations
295             );
296             let adjustments = make_adjustments(target_ty);
297             InferResult::Ok(InferOk { value: (adjustments, target_ty), obligations })
298         } else {
299             // One unresolved type variable: just apply subtyping, we may be able
300             // to do something useful.
301             self.unify_and(a, b, make_adjustments)
302         }
303     }
304
305     /// Reborrows `&mut A` to `&mut B` and `&(mut) A` to `&B`.
306     /// To match `A` with `B`, autoderef will be performed,
307     /// calling `deref`/`deref_mut` where necessary.
308     fn coerce_borrowed_pointer(
309         &self,
310         a: Ty<'tcx>,
311         b: Ty<'tcx>,
312         r_b: ty::Region<'tcx>,
313         mutbl_b: hir::Mutability,
314     ) -> CoerceResult<'tcx> {
315         debug!("coerce_borrowed_pointer(a={:?}, b={:?})", a, b);
316
317         // If we have a parameter of type `&M T_a` and the value
318         // provided is `expr`, we will be adding an implicit borrow,
319         // meaning that we convert `f(expr)` to `f(&M *expr)`.  Therefore,
320         // to type check, we will construct the type that `&M*expr` would
321         // yield.
322
323         let (r_a, mt_a) = match *a.kind() {
324             ty::Ref(r_a, ty, mutbl) => {
325                 let mt_a = ty::TypeAndMut { ty, mutbl };
326                 coerce_mutbls(mt_a.mutbl, mutbl_b)?;
327                 (r_a, mt_a)
328             }
329             _ => return self.unify_and(a, b, identity),
330         };
331
332         let span = self.cause.span;
333
334         let mut first_error = None;
335         let mut r_borrow_var = None;
336         let mut autoderef = self.autoderef(span, a);
337         let mut found = None;
338
339         for (referent_ty, autoderefs) in autoderef.by_ref() {
340             if autoderefs == 0 {
341                 // Don't let this pass, otherwise it would cause
342                 // &T to autoref to &&T.
343                 continue;
344             }
345
346             // At this point, we have deref'd `a` to `referent_ty`.  So
347             // imagine we are coercing from `&'a mut Vec<T>` to `&'b mut [T]`.
348             // In the autoderef loop for `&'a mut Vec<T>`, we would get
349             // three callbacks:
350             //
351             // - `&'a mut Vec<T>` -- 0 derefs, just ignore it
352             // - `Vec<T>` -- 1 deref
353             // - `[T]` -- 2 deref
354             //
355             // At each point after the first callback, we want to
356             // check to see whether this would match out target type
357             // (`&'b mut [T]`) if we autoref'd it. We can't just
358             // compare the referent types, though, because we still
359             // have to consider the mutability. E.g., in the case
360             // we've been considering, we have an `&mut` reference, so
361             // the `T` in `[T]` needs to be unified with equality.
362             //
363             // Therefore, we construct reference types reflecting what
364             // the types will be after we do the final auto-ref and
365             // compare those. Note that this means we use the target
366             // mutability [1], since it may be that we are coercing
367             // from `&mut T` to `&U`.
368             //
369             // One fine point concerns the region that we use. We
370             // choose the region such that the region of the final
371             // type that results from `unify` will be the region we
372             // want for the autoref:
373             //
374             // - if in sub mode, that means we want to use `'b` (the
375             //   region from the target reference) for both
376             //   pointers [2]. This is because sub mode (somewhat
377             //   arbitrarily) returns the subtype region.  In the case
378             //   where we are coercing to a target type, we know we
379             //   want to use that target type region (`'b`) because --
380             //   for the program to type-check -- it must be the
381             //   smaller of the two.
382             //   - One fine point. It may be surprising that we can
383             //     use `'b` without relating `'a` and `'b`. The reason
384             //     that this is ok is that what we produce is
385             //     effectively a `&'b *x` expression (if you could
386             //     annotate the region of a borrow), and regionck has
387             //     code that adds edges from the region of a borrow
388             //     (`'b`, here) into the regions in the borrowed
389             //     expression (`*x`, here).  (Search for "link".)
390             // - if in lub mode, things can get fairly complicated. The
391             //   easiest thing is just to make a fresh
392             //   region variable [4], which effectively means we defer
393             //   the decision to region inference (and regionck, which will add
394             //   some more edges to this variable). However, this can wind up
395             //   creating a crippling number of variables in some cases --
396             //   e.g., #32278 -- so we optimize one particular case [3].
397             //   Let me try to explain with some examples:
398             //   - The "running example" above represents the simple case,
399             //     where we have one `&` reference at the outer level and
400             //     ownership all the rest of the way down. In this case,
401             //     we want `LUB('a, 'b)` as the resulting region.
402             //   - However, if there are nested borrows, that region is
403             //     too strong. Consider a coercion from `&'a &'x Rc<T>` to
404             //     `&'b T`. In this case, `'a` is actually irrelevant.
405             //     The pointer we want is `LUB('x, 'b`). If we choose `LUB('a,'b)`
406             //     we get spurious errors (`ui/regions-lub-ref-ref-rc.rs`).
407             //     (The errors actually show up in borrowck, typically, because
408             //     this extra edge causes the region `'a` to be inferred to something
409             //     too big, which then results in borrowck errors.)
410             //   - We could track the innermost shared reference, but there is already
411             //     code in regionck that has the job of creating links between
412             //     the region of a borrow and the regions in the thing being
413             //     borrowed (here, `'a` and `'x`), and it knows how to handle
414             //     all the various cases. So instead we just make a region variable
415             //     and let regionck figure it out.
416             let r = if !self.use_lub {
417                 r_b // [2] above
418             } else if autoderefs == 1 {
419                 r_a // [3] above
420             } else {
421                 if r_borrow_var.is_none() {
422                     // create var lazily, at most once
423                     let coercion = Coercion(span);
424                     let r = self.next_region_var(coercion);
425                     r_borrow_var = Some(r); // [4] above
426                 }
427                 r_borrow_var.unwrap()
428             };
429             let derefd_ty_a = self.tcx.mk_ref(
430                 r,
431                 TypeAndMut {
432                     ty: referent_ty,
433                     mutbl: mutbl_b, // [1] above
434                 },
435             );
436             match self.unify(derefd_ty_a, b) {
437                 Ok(ok) => {
438                     found = Some(ok);
439                     break;
440                 }
441                 Err(err) => {
442                     if first_error.is_none() {
443                         first_error = Some(err);
444                     }
445                 }
446             }
447         }
448
449         // Extract type or return an error. We return the first error
450         // we got, which should be from relating the "base" type
451         // (e.g., in example above, the failure from relating `Vec<T>`
452         // to the target type), since that should be the least
453         // confusing.
454         let Some(InferOk { value: ty, mut obligations }) = found else {
455             let err = first_error.expect("coerce_borrowed_pointer had no error");
456             debug!("coerce_borrowed_pointer: failed with err = {:?}", err);
457             return Err(err);
458         };
459
460         if ty == a && mt_a.mutbl == hir::Mutability::Not && autoderef.step_count() == 1 {
461             // As a special case, if we would produce `&'a *x`, that's
462             // a total no-op. We end up with the type `&'a T` just as
463             // we started with.  In that case, just skip it
464             // altogether. This is just an optimization.
465             //
466             // Note that for `&mut`, we DO want to reborrow --
467             // otherwise, this would be a move, which might be an
468             // error. For example `foo(self.x)` where `self` and
469             // `self.x` both have `&mut `type would be a move of
470             // `self.x`, but we auto-coerce it to `foo(&mut *self.x)`,
471             // which is a borrow.
472             assert_eq!(mutbl_b, hir::Mutability::Not); // can only coerce &T -> &U
473             return success(vec![], ty, obligations);
474         }
475
476         let InferOk { value: mut adjustments, obligations: o } =
477             self.adjust_steps_as_infer_ok(&autoderef);
478         obligations.extend(o);
479         obligations.extend(autoderef.into_obligations());
480
481         // Now apply the autoref. We have to extract the region out of
482         // the final ref type we got.
483         let ty::Ref(r_borrow, _, _) = ty.kind() else {
484             span_bug!(span, "expected a ref type, got {:?}", ty);
485         };
486         let mutbl = match mutbl_b {
487             hir::Mutability::Not => AutoBorrowMutability::Not,
488             hir::Mutability::Mut => {
489                 AutoBorrowMutability::Mut { allow_two_phase_borrow: self.allow_two_phase }
490             }
491         };
492         adjustments.push(Adjustment {
493             kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(*r_borrow, mutbl)),
494             target: ty,
495         });
496
497         debug!("coerce_borrowed_pointer: succeeded ty={:?} adjustments={:?}", ty, adjustments);
498
499         success(adjustments, ty, obligations)
500     }
501
502     // &[T; n] or &mut [T; n] -> &[T]
503     // or &mut [T; n] -> &mut [T]
504     // or &Concrete -> &Trait, etc.
505     #[instrument(skip(self), level = "debug")]
506     fn coerce_unsized(&self, mut source: Ty<'tcx>, mut target: Ty<'tcx>) -> CoerceResult<'tcx> {
507         source = self.shallow_resolve(source);
508         target = self.shallow_resolve(target);
509         debug!(?source, ?target);
510
511         // These 'if' statements require some explanation.
512         // The `CoerceUnsized` trait is special - it is only
513         // possible to write `impl CoerceUnsized<B> for A` where
514         // A and B have 'matching' fields. This rules out the following
515         // two types of blanket impls:
516         //
517         // `impl<T> CoerceUnsized<T> for SomeType`
518         // `impl<T> CoerceUnsized<SomeType> for T`
519         //
520         // Both of these trigger a special `CoerceUnsized`-related error (E0376)
521         //
522         // We can take advantage of this fact to avoid performing unnecessary work.
523         // If either `source` or `target` is a type variable, then any applicable impl
524         // would need to be generic over the self-type (`impl<T> CoerceUnsized<SomeType> for T`)
525         // or generic over the `CoerceUnsized` type parameter (`impl<T> CoerceUnsized<T> for
526         // SomeType`).
527         //
528         // However, these are exactly the kinds of impls which are forbidden by
529         // the compiler! Therefore, we can be sure that coercion will always fail
530         // when either the source or target type is a type variable. This allows us
531         // to skip performing any trait selection, and immediately bail out.
532         if source.is_ty_var() {
533             debug!("coerce_unsized: source is a TyVar, bailing out");
534             return Err(TypeError::Mismatch);
535         }
536         if target.is_ty_var() {
537             debug!("coerce_unsized: target is a TyVar, bailing out");
538             return Err(TypeError::Mismatch);
539         }
540
541         let traits =
542             (self.tcx.lang_items().unsize_trait(), self.tcx.lang_items().coerce_unsized_trait());
543         let (Some(unsize_did), Some(coerce_unsized_did)) = traits else {
544             debug!("missing Unsize or CoerceUnsized traits");
545             return Err(TypeError::Mismatch);
546         };
547
548         // Note, we want to avoid unnecessary unsizing. We don't want to coerce to
549         // a DST unless we have to. This currently comes out in the wash since
550         // we can't unify [T] with U. But to properly support DST, we need to allow
551         // that, at which point we will need extra checks on the target here.
552
553         // Handle reborrows before selecting `Source: CoerceUnsized<Target>`.
554         let reborrow = match (source.kind(), target.kind()) {
555             (&ty::Ref(_, ty_a, mutbl_a), &ty::Ref(_, _, mutbl_b)) => {
556                 coerce_mutbls(mutbl_a, mutbl_b)?;
557
558                 let coercion = Coercion(self.cause.span);
559                 let r_borrow = self.next_region_var(coercion);
560                 let mutbl = match mutbl_b {
561                     hir::Mutability::Not => AutoBorrowMutability::Not,
562                     hir::Mutability::Mut => AutoBorrowMutability::Mut {
563                         // We don't allow two-phase borrows here, at least for initial
564                         // implementation. If it happens that this coercion is a function argument,
565                         // the reborrow in coerce_borrowed_ptr will pick it up.
566                         allow_two_phase_borrow: AllowTwoPhase::No,
567                     },
568                 };
569                 Some((
570                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(None), target: ty_a },
571                     Adjustment {
572                         kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(r_borrow, mutbl)),
573                         target: self
574                             .tcx
575                             .mk_ref(r_borrow, ty::TypeAndMut { mutbl: mutbl_b, ty: ty_a }),
576                     },
577                 ))
578             }
579             (&ty::Ref(_, ty_a, mt_a), &ty::RawPtr(ty::TypeAndMut { mutbl: mt_b, .. })) => {
580                 coerce_mutbls(mt_a, mt_b)?;
581
582                 Some((
583                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(None), target: ty_a },
584                     Adjustment {
585                         kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::RawPtr(mt_b)),
586                         target: self.tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut { mutbl: mt_b, ty: ty_a }),
587                     },
588                 ))
589             }
590             _ => None,
591         };
592         let coerce_source = reborrow.as_ref().map_or(source, |&(_, ref r)| r.target);
593
594         // Setup either a subtyping or a LUB relationship between
595         // the `CoerceUnsized` target type and the expected type.
596         // We only have the latter, so we use an inference variable
597         // for the former and let type inference do the rest.
598         let origin = TypeVariableOrigin {
599             kind: TypeVariableOriginKind::MiscVariable,
600             span: self.cause.span,
601         };
602         let coerce_target = self.next_ty_var(origin);
603         let mut coercion = self.unify_and(coerce_target, target, |target| {
604             let unsize = Adjustment { kind: Adjust::Pointer(PointerCast::Unsize), target };
605             match reborrow {
606                 None => vec![unsize],
607                 Some((ref deref, ref autoref)) => vec![deref.clone(), autoref.clone(), unsize],
608             }
609         })?;
610
611         let mut selcx = traits::SelectionContext::new(self);
612
613         // Create an obligation for `Source: CoerceUnsized<Target>`.
614         let cause = ObligationCause::new(
615             self.cause.span,
616             self.body_id,
617             ObligationCauseCode::Coercion { source, target },
618         );
619
620         // Use a FIFO queue for this custom fulfillment procedure.
621         //
622         // A Vec (or SmallVec) is not a natural choice for a queue. However,
623         // this code path is hot, and this queue usually has a max length of 1
624         // and almost never more than 3. By using a SmallVec we avoid an
625         // allocation, at the (very small) cost of (occasionally) having to
626         // shift subsequent elements down when removing the front element.
627         let mut queue: SmallVec<[_; 4]> = smallvec![traits::predicate_for_trait_def(
628             self.tcx,
629             self.fcx.param_env,
630             cause,
631             coerce_unsized_did,
632             0,
633             [coerce_source, coerce_target]
634         )];
635
636         let mut has_unsized_tuple_coercion = false;
637         let mut has_trait_upcasting_coercion = None;
638
639         // Keep resolving `CoerceUnsized` and `Unsize` predicates to avoid
640         // emitting a coercion in cases like `Foo<$1>` -> `Foo<$2>`, where
641         // inference might unify those two inner type variables later.
642         let traits = [coerce_unsized_did, unsize_did];
643         while !queue.is_empty() {
644             let obligation = queue.remove(0);
645             debug!("coerce_unsized resolve step: {:?}", obligation);
646             let bound_predicate = obligation.predicate.kind();
647             let trait_pred = match bound_predicate.skip_binder() {
648                 ty::PredicateKind::Trait(trait_pred) if traits.contains(&trait_pred.def_id()) => {
649                     if unsize_did == trait_pred.def_id() {
650                         let self_ty = trait_pred.self_ty();
651                         let unsize_ty = trait_pred.trait_ref.substs[1].expect_ty();
652                         if let (ty::Dynamic(ref data_a, ..), ty::Dynamic(ref data_b, ..)) =
653                             (self_ty.kind(), unsize_ty.kind())
654                             && data_a.principal_def_id() != data_b.principal_def_id()
655                         {
656                             debug!("coerce_unsized: found trait upcasting coercion");
657                             has_trait_upcasting_coercion = Some((self_ty, unsize_ty));
658                         }
659                         if let ty::Tuple(..) = unsize_ty.kind() {
660                             debug!("coerce_unsized: found unsized tuple coercion");
661                             has_unsized_tuple_coercion = true;
662                         }
663                     }
664                     bound_predicate.rebind(trait_pred)
665                 }
666                 _ => {
667                     coercion.obligations.push(obligation);
668                     continue;
669                 }
670             };
671             match selcx.select(&obligation.with(selcx.tcx(), trait_pred)) {
672                 // Uncertain or unimplemented.
673                 Ok(None) => {
674                     if trait_pred.def_id() == unsize_did {
675                         let trait_pred = self.resolve_vars_if_possible(trait_pred);
676                         let self_ty = trait_pred.skip_binder().self_ty();
677                         let unsize_ty = trait_pred.skip_binder().trait_ref.substs[1].expect_ty();
678                         debug!("coerce_unsized: ambiguous unsize case for {:?}", trait_pred);
679                         match (&self_ty.kind(), &unsize_ty.kind()) {
680                             (ty::Infer(ty::TyVar(v)), ty::Dynamic(..))
681                                 if self.type_var_is_sized(*v) =>
682                             {
683                                 debug!("coerce_unsized: have sized infer {:?}", v);
684                                 coercion.obligations.push(obligation);
685                                 // `$0: Unsize<dyn Trait>` where we know that `$0: Sized`, try going
686                                 // for unsizing.
687                             }
688                             _ => {
689                                 // Some other case for `$0: Unsize<Something>`. Note that we
690                                 // hit this case even if `Something` is a sized type, so just
691                                 // don't do the coercion.
692                                 debug!("coerce_unsized: ambiguous unsize");
693                                 return Err(TypeError::Mismatch);
694                             }
695                         }
696                     } else {
697                         debug!("coerce_unsized: early return - ambiguous");
698                         return Err(TypeError::Mismatch);
699                     }
700                 }
701                 Err(traits::Unimplemented) => {
702                     debug!("coerce_unsized: early return - can't prove obligation");
703                     return Err(TypeError::Mismatch);
704                 }
705
706                 // Object safety violations or miscellaneous.
707                 Err(err) => {
708                     self.err_ctxt().report_selection_error(obligation.clone(), &obligation, &err);
709                     // Treat this like an obligation and follow through
710                     // with the unsizing - the lack of a coercion should
711                     // be silent, as it causes a type mismatch later.
712                 }
713
714                 Ok(Some(impl_source)) => queue.extend(impl_source.nested_obligations()),
715             }
716         }
717
718         if has_unsized_tuple_coercion && !self.tcx.features().unsized_tuple_coercion {
719             feature_err(
720                 &self.tcx.sess.parse_sess,
721                 sym::unsized_tuple_coercion,
722                 self.cause.span,
723                 "unsized tuple coercion is not stable enough for use and is subject to change",
724             )
725             .emit();
726         }
727
728         if let Some((sub, sup)) = has_trait_upcasting_coercion
729             && !self.tcx().features().trait_upcasting
730         {
731             // Renders better when we erase regions, since they're not really the point here.
732             let (sub, sup) = self.tcx.erase_regions((sub, sup));
733             let mut err = feature_err(
734                 &self.tcx.sess.parse_sess,
735                 sym::trait_upcasting,
736                 self.cause.span,
737                 &format!("cannot cast `{sub}` to `{sup}`, trait upcasting coercion is experimental"),
738             );
739             err.note(&format!("required when coercing `{source}` into `{target}`"));
740             err.emit();
741         }
742
743         Ok(coercion)
744     }
745
746     fn coerce_dyn_star(
747         &self,
748         a: Ty<'tcx>,
749         b: Ty<'tcx>,
750         predicates: &'tcx ty::List<ty::PolyExistentialPredicate<'tcx>>,
751         b_region: ty::Region<'tcx>,
752     ) -> CoerceResult<'tcx> {
753         if !self.tcx.features().dyn_star {
754             return Err(TypeError::Mismatch);
755         }
756
757         if let ty::Dynamic(a_data, _, _) = a.kind()
758             && let ty::Dynamic(b_data, _, _) = b.kind()
759         {
760             if a_data.principal_def_id() == b_data.principal_def_id() {
761                 return self.unify_and(a, b, |_| vec![]);
762             } else if !self.tcx().features().trait_upcasting {
763                 let mut err = feature_err(
764                     &self.tcx.sess.parse_sess,
765                     sym::trait_upcasting,
766                     self.cause.span,
767                     &format!(
768                         "cannot cast `{a}` to `{b}`, trait upcasting coercion is experimental"
769                     ),
770                 );
771                 err.emit();
772             }
773         }
774
775         // Check the obligations of the cast -- for example, when casting
776         // `usize` to `dyn* Clone + 'static`:
777         let mut obligations: Vec<_> = predicates
778             .iter()
779             .map(|predicate| {
780                 // For each existential predicate (e.g., `?Self: Clone`) substitute
781                 // the type of the expression (e.g., `usize` in our example above)
782                 // and then require that the resulting predicate (e.g., `usize: Clone`)
783                 // holds (it does).
784                 let predicate = predicate.with_self_ty(self.tcx, a);
785                 Obligation::new(self.tcx, self.cause.clone(), self.param_env, predicate)
786             })
787             .chain([
788                 // Enforce the region bound (e.g., `usize: 'static`, in our example).
789                 Obligation::new(
790                     self.tcx,
791                     self.cause.clone(),
792                     self.param_env,
793                     ty::Binder::dummy(ty::PredicateKind::TypeOutlives(ty::OutlivesPredicate(
794                         a, b_region,
795                     ))),
796                 ),
797             ])
798             .collect();
799
800         // Enforce that the type is `usize`/pointer-sized. For now, only those
801         // can be coerced to `dyn*`, except for `dyn* -> dyn*` upcasts.
802         if !a.is_dyn_star() {
803             obligations.push(Obligation::new(
804                 self.tcx,
805                 self.cause.clone(),
806                 self.param_env,
807                 ty::Binder::dummy(
808                     self.tcx.at(self.cause.span).mk_trait_ref(hir::LangItem::PointerSized, [a]),
809                 )
810                 .to_poly_trait_predicate(),
811             ));
812         }
813
814         Ok(InferOk {
815             value: (vec![Adjustment { kind: Adjust::DynStar, target: b }], b),
816             obligations,
817         })
818     }
819
820     fn coerce_from_safe_fn<F, G>(
821         &self,
822         a: Ty<'tcx>,
823         fn_ty_a: ty::PolyFnSig<'tcx>,
824         b: Ty<'tcx>,
825         to_unsafe: F,
826         normal: G,
827     ) -> CoerceResult<'tcx>
828     where
829         F: FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
830         G: FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
831     {
832         self.commit_if_ok(|snapshot| {
833             let result = if let ty::FnPtr(fn_ty_b) = b.kind()
834                 && let (hir::Unsafety::Normal, hir::Unsafety::Unsafe) =
835                     (fn_ty_a.unsafety(), fn_ty_b.unsafety())
836             {
837                 let unsafe_a = self.tcx.safe_to_unsafe_fn_ty(fn_ty_a);
838                 self.unify_and(unsafe_a, b, to_unsafe)
839             } else {
840                 self.unify_and(a, b, normal)
841             };
842
843             // FIXME(#73154): This is a hack. Currently LUB can generate
844             // unsolvable constraints. Additionally, it returns `a`
845             // unconditionally, even when the "LUB" is `b`. In the future, we
846             // want the coerced type to be the actual supertype of these two,
847             // but for now, we want to just error to ensure we don't lock
848             // ourselves into a specific behavior with NLL.
849             self.leak_check(false, snapshot)?;
850
851             result
852         })
853     }
854
855     fn coerce_from_fn_pointer(
856         &self,
857         a: Ty<'tcx>,
858         fn_ty_a: ty::PolyFnSig<'tcx>,
859         b: Ty<'tcx>,
860     ) -> CoerceResult<'tcx> {
861         //! Attempts to coerce from the type of a Rust function item
862         //! into a closure or a `proc`.
863         //!
864
865         let b = self.shallow_resolve(b);
866         debug!("coerce_from_fn_pointer(a={:?}, b={:?})", a, b);
867
868         self.coerce_from_safe_fn(
869             a,
870             fn_ty_a,
871             b,
872             simple(Adjust::Pointer(PointerCast::UnsafeFnPointer)),
873             identity,
874         )
875     }
876
877     fn coerce_from_fn_item(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> CoerceResult<'tcx> {
878         //! Attempts to coerce from the type of a Rust function item
879         //! into a closure or a `proc`.
880
881         let b = self.shallow_resolve(b);
882         let InferOk { value: b, mut obligations } =
883             self.normalize_associated_types_in_as_infer_ok(self.cause.span, b);
884         debug!("coerce_from_fn_item(a={:?}, b={:?})", a, b);
885
886         match b.kind() {
887             ty::FnPtr(b_sig) => {
888                 let a_sig = a.fn_sig(self.tcx);
889                 if let ty::FnDef(def_id, _) = *a.kind() {
890                     // Intrinsics are not coercible to function pointers
891                     if self.tcx.is_intrinsic(def_id) {
892                         return Err(TypeError::IntrinsicCast);
893                     }
894
895                     // Safe `#[target_feature]` functions are not assignable to safe fn pointers (RFC 2396).
896
897                     if b_sig.unsafety() == hir::Unsafety::Normal
898                         && !self.tcx.codegen_fn_attrs(def_id).target_features.is_empty()
899                     {
900                         return Err(TypeError::TargetFeatureCast(def_id));
901                     }
902                 }
903
904                 let InferOk { value: a_sig, obligations: o1 } =
905                     self.normalize_associated_types_in_as_infer_ok(self.cause.span, a_sig);
906                 obligations.extend(o1);
907
908                 let a_fn_pointer = self.tcx.mk_fn_ptr(a_sig);
909                 let InferOk { value, obligations: o2 } = self.coerce_from_safe_fn(
910                     a_fn_pointer,
911                     a_sig,
912                     b,
913                     |unsafe_ty| {
914                         vec![
915                             Adjustment {
916                                 kind: Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
917                                 target: a_fn_pointer,
918                             },
919                             Adjustment {
920                                 kind: Adjust::Pointer(PointerCast::UnsafeFnPointer),
921                                 target: unsafe_ty,
922                             },
923                         ]
924                     },
925                     simple(Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer)),
926                 )?;
927
928                 obligations.extend(o2);
929                 Ok(InferOk { value, obligations })
930             }
931             _ => self.unify_and(a, b, identity),
932         }
933     }
934
935     fn coerce_closure_to_fn(
936         &self,
937         a: Ty<'tcx>,
938         closure_def_id_a: DefId,
939         substs_a: SubstsRef<'tcx>,
940         b: Ty<'tcx>,
941     ) -> CoerceResult<'tcx> {
942         //! Attempts to coerce from the type of a non-capturing closure
943         //! into a function pointer.
944         //!
945
946         let b = self.shallow_resolve(b);
947
948         match b.kind() {
949             // At this point we haven't done capture analysis, which means
950             // that the ClosureSubsts just contains an inference variable instead
951             // of tuple of captured types.
952             //
953             // All we care here is if any variable is being captured and not the exact paths,
954             // so we check `upvars_mentioned` for root variables being captured.
955             ty::FnPtr(fn_ty)
956                 if self
957                     .tcx
958                     .upvars_mentioned(closure_def_id_a.expect_local())
959                     .map_or(true, |u| u.is_empty()) =>
960             {
961                 // We coerce the closure, which has fn type
962                 //     `extern "rust-call" fn((arg0,arg1,...)) -> _`
963                 // to
964                 //     `fn(arg0,arg1,...) -> _`
965                 // or
966                 //     `unsafe fn(arg0,arg1,...) -> _`
967                 let closure_sig = substs_a.as_closure().sig();
968                 let unsafety = fn_ty.unsafety();
969                 let pointer_ty =
970                     self.tcx.mk_fn_ptr(self.tcx.signature_unclosure(closure_sig, unsafety));
971                 debug!("coerce_closure_to_fn(a={:?}, b={:?}, pty={:?})", a, b, pointer_ty);
972                 self.unify_and(
973                     pointer_ty,
974                     b,
975                     simple(Adjust::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(unsafety))),
976                 )
977             }
978             _ => self.unify_and(a, b, identity),
979         }
980     }
981
982     fn coerce_unsafe_ptr(
983         &self,
984         a: Ty<'tcx>,
985         b: Ty<'tcx>,
986         mutbl_b: hir::Mutability,
987     ) -> CoerceResult<'tcx> {
988         debug!("coerce_unsafe_ptr(a={:?}, b={:?})", a, b);
989
990         let (is_ref, mt_a) = match *a.kind() {
991             ty::Ref(_, ty, mutbl) => (true, ty::TypeAndMut { ty, mutbl }),
992             ty::RawPtr(mt) => (false, mt),
993             _ => return self.unify_and(a, b, identity),
994         };
995         coerce_mutbls(mt_a.mutbl, mutbl_b)?;
996
997         // Check that the types which they point at are compatible.
998         let a_unsafe = self.tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut { mutbl: mutbl_b, ty: mt_a.ty });
999         // Although references and unsafe ptrs have the same
1000         // representation, we still register an Adjust::DerefRef so that
1001         // regionck knows that the region for `a` must be valid here.
1002         if is_ref {
1003             self.unify_and(a_unsafe, b, |target| {
1004                 vec![
1005                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(None), target: mt_a.ty },
1006                     Adjustment { kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::RawPtr(mutbl_b)), target },
1007                 ]
1008             })
1009         } else if mt_a.mutbl != mutbl_b {
1010             self.unify_and(a_unsafe, b, simple(Adjust::Pointer(PointerCast::MutToConstPointer)))
1011         } else {
1012             self.unify_and(a_unsafe, b, identity)
1013         }
1014     }
1015 }
1016
1017 impl<'a, 'tcx> FnCtxt<'a, 'tcx> {
1018     /// Attempt to coerce an expression to a type, and return the
1019     /// adjusted type of the expression, if successful.
1020     /// Adjustments are only recorded if the coercion succeeded.
1021     /// The expressions *must not* have any pre-existing adjustments.
1022     pub fn try_coerce(
1023         &self,
1024         expr: &hir::Expr<'_>,
1025         expr_ty: Ty<'tcx>,
1026         target: Ty<'tcx>,
1027         allow_two_phase: AllowTwoPhase,
1028         cause: Option<ObligationCause<'tcx>>,
1029     ) -> RelateResult<'tcx, Ty<'tcx>> {
1030         let source = self.resolve_vars_with_obligations(expr_ty);
1031         debug!("coercion::try({:?}: {:?} -> {:?})", expr, source, target);
1032
1033         let cause =
1034             cause.unwrap_or_else(|| self.cause(expr.span, ObligationCauseCode::ExprAssignable));
1035         let coerce = Coerce::new(self, cause, allow_two_phase);
1036         let ok = self.commit_if_ok(|_| coerce.coerce(source, target))?;
1037
1038         let (adjustments, _) = self.register_infer_ok_obligations(ok);
1039         self.apply_adjustments(expr, adjustments);
1040         Ok(if expr_ty.references_error() { self.tcx.ty_error() } else { target })
1041     }
1042
1043     /// Same as `try_coerce()`, but without side-effects.
1044     ///
1045     /// Returns false if the coercion creates any obligations that result in
1046     /// errors.
1047     pub fn can_coerce(&self, expr_ty: Ty<'tcx>, target: Ty<'tcx>) -> bool {
1048         let source = self.resolve_vars_with_obligations(expr_ty);
1049         debug!("coercion::can_with_predicates({:?} -> {:?})", source, target);
1050
1051         let cause = self.cause(rustc_span::DUMMY_SP, ObligationCauseCode::ExprAssignable);
1052         // We don't ever need two-phase here since we throw out the result of the coercion
1053         let coerce = Coerce::new(self, cause, AllowTwoPhase::No);
1054         self.probe(|_| {
1055             let Ok(ok) = coerce.coerce(source, target) else {
1056                 return false;
1057             };
1058             let mut fcx = <dyn TraitEngine<'tcx>>::new_in_snapshot(self.tcx);
1059             fcx.register_predicate_obligations(self, ok.obligations);
1060             fcx.select_where_possible(&self).is_empty()
1061         })
1062     }
1063
1064     /// Given a type and a target type, this function will calculate and return
1065     /// how many dereference steps needed to achieve `expr_ty <: target`. If
1066     /// it's not possible, return `None`.
1067     pub fn deref_steps(&self, expr_ty: Ty<'tcx>, target: Ty<'tcx>) -> Option<usize> {
1068         let cause = self.cause(rustc_span::DUMMY_SP, ObligationCauseCode::ExprAssignable);
1069         // We don't ever need two-phase here since we throw out the result of the coercion
1070         let coerce = Coerce::new(self, cause, AllowTwoPhase::No);
1071         coerce
1072             .autoderef(rustc_span::DUMMY_SP, expr_ty)
1073             .find_map(|(ty, steps)| self.probe(|_| coerce.unify(ty, target)).ok().map(|_| steps))
1074     }
1075
1076     /// Given a type, this function will calculate and return the type given
1077     /// for `<Ty as Deref>::Target` only if `Ty` also implements `DerefMut`.
1078     ///
1079     /// This function is for diagnostics only, since it does not register
1080     /// trait or region sub-obligations. (presumably we could, but it's not
1081     /// particularly important for diagnostics...)
1082     pub fn deref_once_mutably_for_diagnostic(&self, expr_ty: Ty<'tcx>) -> Option<Ty<'tcx>> {
1083         self.autoderef(rustc_span::DUMMY_SP, expr_ty).nth(1).and_then(|(deref_ty, _)| {
1084             self.infcx
1085                 .type_implements_trait(
1086                     self.tcx.lang_items().deref_mut_trait()?,
1087                     [expr_ty],
1088                     self.param_env,
1089                 )
1090                 .may_apply()
1091                 .then(|| deref_ty)
1092         })
1093     }
1094
1095     /// Given some expressions, their known unified type and another expression,
1096     /// tries to unify the types, potentially inserting coercions on any of the
1097     /// provided expressions and returns their LUB (aka "common supertype").
1098     ///
1099     /// This is really an internal helper. From outside the coercion
1100     /// module, you should instantiate a `CoerceMany` instance.
1101     fn try_find_coercion_lub<E>(
1102         &self,
1103         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1104         exprs: &[E],
1105         prev_ty: Ty<'tcx>,
1106         new: &hir::Expr<'_>,
1107         new_ty: Ty<'tcx>,
1108     ) -> RelateResult<'tcx, Ty<'tcx>>
1109     where
1110         E: AsCoercionSite,
1111     {
1112         let prev_ty = self.resolve_vars_with_obligations(prev_ty);
1113         let new_ty = self.resolve_vars_with_obligations(new_ty);
1114         debug!(
1115             "coercion::try_find_coercion_lub({:?}, {:?}, exprs={:?} exprs)",
1116             prev_ty,
1117             new_ty,
1118             exprs.len()
1119         );
1120
1121         // The following check fixes #88097, where the compiler erroneously
1122         // attempted to coerce a closure type to itself via a function pointer.
1123         if prev_ty == new_ty {
1124             return Ok(prev_ty);
1125         }
1126
1127         // Special-case that coercion alone cannot handle:
1128         // Function items or non-capturing closures of differing IDs or InternalSubsts.
1129         let (a_sig, b_sig) = {
1130             #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
1131             let is_capturing_closure = |ty: &ty::TyKind<'tcx>| {
1132                 if let &ty::Closure(closure_def_id, _substs) = ty {
1133                     self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id.expect_local()).is_some()
1134                 } else {
1135                     false
1136                 }
1137             };
1138             if is_capturing_closure(prev_ty.kind()) || is_capturing_closure(new_ty.kind()) {
1139                 (None, None)
1140             } else {
1141                 match (prev_ty.kind(), new_ty.kind()) {
1142                     (ty::FnDef(..), ty::FnDef(..)) => {
1143                         // Don't reify if the function types have a LUB, i.e., they
1144                         // are the same function and their parameters have a LUB.
1145                         match self
1146                             .commit_if_ok(|_| self.at(cause, self.param_env).lub(prev_ty, new_ty))
1147                         {
1148                             // We have a LUB of prev_ty and new_ty, just return it.
1149                             Ok(ok) => return Ok(self.register_infer_ok_obligations(ok)),
1150                             Err(_) => {
1151                                 (Some(prev_ty.fn_sig(self.tcx)), Some(new_ty.fn_sig(self.tcx)))
1152                             }
1153                         }
1154                     }
1155                     (ty::Closure(_, substs), ty::FnDef(..)) => {
1156                         let b_sig = new_ty.fn_sig(self.tcx);
1157                         let a_sig = self
1158                             .tcx
1159                             .signature_unclosure(substs.as_closure().sig(), b_sig.unsafety());
1160                         (Some(a_sig), Some(b_sig))
1161                     }
1162                     (ty::FnDef(..), ty::Closure(_, substs)) => {
1163                         let a_sig = prev_ty.fn_sig(self.tcx);
1164                         let b_sig = self
1165                             .tcx
1166                             .signature_unclosure(substs.as_closure().sig(), a_sig.unsafety());
1167                         (Some(a_sig), Some(b_sig))
1168                     }
1169                     (ty::Closure(_, substs_a), ty::Closure(_, substs_b)) => (
1170                         Some(self.tcx.signature_unclosure(
1171                             substs_a.as_closure().sig(),
1172                             hir::Unsafety::Normal,
1173                         )),
1174                         Some(self.tcx.signature_unclosure(
1175                             substs_b.as_closure().sig(),
1176                             hir::Unsafety::Normal,
1177                         )),
1178                     ),
1179                     _ => (None, None),
1180                 }
1181             }
1182         };
1183         if let (Some(a_sig), Some(b_sig)) = (a_sig, b_sig) {
1184             // Intrinsics are not coercible to function pointers.
1185             if a_sig.abi() == Abi::RustIntrinsic
1186                 || a_sig.abi() == Abi::PlatformIntrinsic
1187                 || b_sig.abi() == Abi::RustIntrinsic
1188                 || b_sig.abi() == Abi::PlatformIntrinsic
1189             {
1190                 return Err(TypeError::IntrinsicCast);
1191             }
1192             // The signature must match.
1193             let a_sig = self.normalize_associated_types_in(new.span, a_sig);
1194             let b_sig = self.normalize_associated_types_in(new.span, b_sig);
1195             let sig = self
1196                 .at(cause, self.param_env)
1197                 .trace(prev_ty, new_ty)
1198                 .lub(a_sig, b_sig)
1199                 .map(|ok| self.register_infer_ok_obligations(ok))?;
1200
1201             // Reify both sides and return the reified fn pointer type.
1202             let fn_ptr = self.tcx.mk_fn_ptr(sig);
1203             let prev_adjustment = match prev_ty.kind() {
1204                 ty::Closure(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(a_sig.unsafety())),
1205                 ty::FnDef(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
1206                 _ => unreachable!(),
1207             };
1208             let next_adjustment = match new_ty.kind() {
1209                 ty::Closure(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(b_sig.unsafety())),
1210                 ty::FnDef(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
1211                 _ => unreachable!(),
1212             };
1213             for expr in exprs.iter().map(|e| e.as_coercion_site()) {
1214                 self.apply_adjustments(
1215                     expr,
1216                     vec![Adjustment { kind: prev_adjustment.clone(), target: fn_ptr }],
1217                 );
1218             }
1219             self.apply_adjustments(new, vec![Adjustment { kind: next_adjustment, target: fn_ptr }]);
1220             return Ok(fn_ptr);
1221         }
1222
1223         // Configure a Coerce instance to compute the LUB.
1224         // We don't allow two-phase borrows on any autorefs this creates since we
1225         // probably aren't processing function arguments here and even if we were,
1226         // they're going to get autorefed again anyway and we can apply 2-phase borrows
1227         // at that time.
1228         let mut coerce = Coerce::new(self, cause.clone(), AllowTwoPhase::No);
1229         coerce.use_lub = true;
1230
1231         // First try to coerce the new expression to the type of the previous ones,
1232         // but only if the new expression has no coercion already applied to it.
1233         let mut first_error = None;
1234         if !self.typeck_results.borrow().adjustments().contains_key(new.hir_id) {
1235             let result = self.commit_if_ok(|_| coerce.coerce(new_ty, prev_ty));
1236             match result {
1237                 Ok(ok) => {
1238                     let (adjustments, target) = self.register_infer_ok_obligations(ok);
1239                     self.apply_adjustments(new, adjustments);
1240                     debug!(
1241                         "coercion::try_find_coercion_lub: was able to coerce from new type {:?} to previous type {:?} ({:?})",
1242                         new_ty, prev_ty, target
1243                     );
1244                     return Ok(target);
1245                 }
1246                 Err(e) => first_error = Some(e),
1247             }
1248         }
1249
1250         // Then try to coerce the previous expressions to the type of the new one.
1251         // This requires ensuring there are no coercions applied to *any* of the
1252         // previous expressions, other than noop reborrows (ignoring lifetimes).
1253         for expr in exprs {
1254             let expr = expr.as_coercion_site();
1255             let noop = match self.typeck_results.borrow().expr_adjustments(expr) {
1256                 &[
1257                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(_), .. },
1258                     Adjustment { kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(_, mutbl_adj)), .. },
1259                 ] => {
1260                     match *self.node_ty(expr.hir_id).kind() {
1261                         ty::Ref(_, _, mt_orig) => {
1262                             let mutbl_adj: hir::Mutability = mutbl_adj.into();
1263                             // Reborrow that we can safely ignore, because
1264                             // the next adjustment can only be a Deref
1265                             // which will be merged into it.
1266                             mutbl_adj == mt_orig
1267                         }
1268                         _ => false,
1269                     }
1270                 }
1271                 &[Adjustment { kind: Adjust::NeverToAny, .. }] | &[] => true,
1272                 _ => false,
1273             };
1274
1275             if !noop {
1276                 debug!(
1277                     "coercion::try_find_coercion_lub: older expression {:?} had adjustments, requiring LUB",
1278                     expr,
1279                 );
1280
1281                 return self
1282                     .commit_if_ok(|_| self.at(cause, self.param_env).lub(prev_ty, new_ty))
1283                     .map(|ok| self.register_infer_ok_obligations(ok));
1284             }
1285         }
1286
1287         match self.commit_if_ok(|_| coerce.coerce(prev_ty, new_ty)) {
1288             Err(_) => {
1289                 // Avoid giving strange errors on failed attempts.
1290                 if let Some(e) = first_error {
1291                     Err(e)
1292                 } else {
1293                     self.commit_if_ok(|_| self.at(cause, self.param_env).lub(prev_ty, new_ty))
1294                         .map(|ok| self.register_infer_ok_obligations(ok))
1295                 }
1296             }
1297             Ok(ok) => {
1298                 let (adjustments, target) = self.register_infer_ok_obligations(ok);
1299                 for expr in exprs {
1300                     let expr = expr.as_coercion_site();
1301                     self.apply_adjustments(expr, adjustments.clone());
1302                 }
1303                 debug!(
1304                     "coercion::try_find_coercion_lub: was able to coerce previous type {:?} to new type {:?} ({:?})",
1305                     prev_ty, new_ty, target
1306                 );
1307                 Ok(target)
1308             }
1309         }
1310     }
1311 }
1312
1313 /// CoerceMany encapsulates the pattern you should use when you have
1314 /// many expressions that are all getting coerced to a common
1315 /// type. This arises, for example, when you have a match (the result
1316 /// of each arm is coerced to a common type). It also arises in less
1317 /// obvious places, such as when you have many `break foo` expressions
1318 /// that target the same loop, or the various `return` expressions in
1319 /// a function.
1320 ///
1321 /// The basic protocol is as follows:
1322 ///
1323 /// - Instantiate the `CoerceMany` with an initial `expected_ty`.
1324 ///   This will also serve as the "starting LUB". The expectation is
1325 ///   that this type is something which all of the expressions *must*
1326 ///   be coercible to. Use a fresh type variable if needed.
1327 /// - For each expression whose result is to be coerced, invoke `coerce()` with.
1328 ///   - In some cases we wish to coerce "non-expressions" whose types are implicitly
1329 ///     unit. This happens for example if you have a `break` with no expression,
1330 ///     or an `if` with no `else`. In that case, invoke `coerce_forced_unit()`.
1331 ///   - `coerce()` and `coerce_forced_unit()` may report errors. They hide this
1332 ///     from you so that you don't have to worry your pretty head about it.
1333 ///     But if an error is reported, the final type will be `err`.
1334 ///   - Invoking `coerce()` may cause us to go and adjust the "adjustments" on
1335 ///     previously coerced expressions.
1336 /// - When all done, invoke `complete()`. This will return the LUB of
1337 ///   all your expressions.
1338 ///   - WARNING: I don't believe this final type is guaranteed to be
1339 ///     related to your initial `expected_ty` in any particular way,
1340 ///     although it will typically be a subtype, so you should check it.
1341 ///   - Invoking `complete()` may cause us to go and adjust the "adjustments" on
1342 ///     previously coerced expressions.
1343 ///
1344 /// Example:
1345 ///
1346 /// ```ignore (illustrative)
1347 /// let mut coerce = CoerceMany::new(expected_ty);
1348 /// for expr in exprs {
1349 ///     let expr_ty = fcx.check_expr_with_expectation(expr, expected);
1350 ///     coerce.coerce(fcx, &cause, expr, expr_ty);
1351 /// }
1352 /// let final_ty = coerce.complete(fcx);
1353 /// ```
1354 pub struct CoerceMany<'tcx, 'exprs, E: AsCoercionSite> {
1355     expected_ty: Ty<'tcx>,
1356     final_ty: Option<Ty<'tcx>>,
1357     expressions: Expressions<'tcx, 'exprs, E>,
1358     pushed: usize,
1359 }
1360
1361 /// The type of a `CoerceMany` that is storing up the expressions into
1362 /// a buffer. We use this in `check/mod.rs` for things like `break`.
1363 pub type DynamicCoerceMany<'tcx> = CoerceMany<'tcx, 'tcx, &'tcx hir::Expr<'tcx>>;
1364
1365 enum Expressions<'tcx, 'exprs, E: AsCoercionSite> {
1366     Dynamic(Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>),
1367     UpFront(&'exprs [E]),
1368 }
1369
1370 impl<'tcx, 'exprs, E: AsCoercionSite> CoerceMany<'tcx, 'exprs, E> {
1371     /// The usual case; collect the set of expressions dynamically.
1372     /// If the full set of coercion sites is known before hand,
1373     /// consider `with_coercion_sites()` instead to avoid allocation.
1374     pub fn new(expected_ty: Ty<'tcx>) -> Self {
1375         Self::make(expected_ty, Expressions::Dynamic(vec![]))
1376     }
1377
1378     /// As an optimization, you can create a `CoerceMany` with a
1379     /// pre-existing slice of expressions. In this case, you are
1380     /// expected to pass each element in the slice to `coerce(...)` in
1381     /// order. This is used with arrays in particular to avoid
1382     /// needlessly cloning the slice.
1383     pub fn with_coercion_sites(expected_ty: Ty<'tcx>, coercion_sites: &'exprs [E]) -> Self {
1384         Self::make(expected_ty, Expressions::UpFront(coercion_sites))
1385     }
1386
1387     fn make(expected_ty: Ty<'tcx>, expressions: Expressions<'tcx, 'exprs, E>) -> Self {
1388         CoerceMany { expected_ty, final_ty: None, expressions, pushed: 0 }
1389     }
1390
1391     /// Returns the "expected type" with which this coercion was
1392     /// constructed. This represents the "downward propagated" type
1393     /// that was given to us at the start of typing whatever construct
1394     /// we are typing (e.g., the match expression).
1395     ///
1396     /// Typically, this is used as the expected type when
1397     /// type-checking each of the alternative expressions whose types
1398     /// we are trying to merge.
1399     pub fn expected_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1400         self.expected_ty
1401     }
1402
1403     /// Returns the current "merged type", representing our best-guess
1404     /// at the LUB of the expressions we've seen so far (if any). This
1405     /// isn't *final* until you call `self.complete()`, which will return
1406     /// the merged type.
1407     pub fn merged_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1408         self.final_ty.unwrap_or(self.expected_ty)
1409     }
1410
1411     /// Indicates that the value generated by `expression`, which is
1412     /// of type `expression_ty`, is one of the possibilities that we
1413     /// could coerce from. This will record `expression`, and later
1414     /// calls to `coerce` may come back and add adjustments and things
1415     /// if necessary.
1416     pub fn coerce<'a>(
1417         &mut self,
1418         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1419         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1420         expression: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
1421         expression_ty: Ty<'tcx>,
1422     ) {
1423         self.coerce_inner(fcx, cause, Some(expression), expression_ty, None, false)
1424     }
1425
1426     /// Indicates that one of the inputs is a "forced unit". This
1427     /// occurs in a case like `if foo { ... };`, where the missing else
1428     /// generates a "forced unit". Another example is a `loop { break;
1429     /// }`, where the `break` has no argument expression. We treat
1430     /// these cases slightly differently for error-reporting
1431     /// purposes. Note that these tend to correspond to cases where
1432     /// the `()` expression is implicit in the source, and hence we do
1433     /// not take an expression argument.
1434     ///
1435     /// The `augment_error` gives you a chance to extend the error
1436     /// message, in case any results (e.g., we use this to suggest
1437     /// removing a `;`).
1438     pub fn coerce_forced_unit<'a>(
1439         &mut self,
1440         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1441         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1442         augment_error: &mut dyn FnMut(&mut Diagnostic),
1443         label_unit_as_expected: bool,
1444     ) {
1445         self.coerce_inner(
1446             fcx,
1447             cause,
1448             None,
1449             fcx.tcx.mk_unit(),
1450             Some(augment_error),
1451             label_unit_as_expected,
1452         )
1453     }
1454
1455     /// The inner coercion "engine". If `expression` is `None`, this
1456     /// is a forced-unit case, and hence `expression_ty` must be
1457     /// `Nil`.
1458     #[instrument(skip(self, fcx, augment_error, label_expression_as_expected), level = "debug")]
1459     pub(crate) fn coerce_inner<'a>(
1460         &mut self,
1461         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1462         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1463         expression: Option<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
1464         mut expression_ty: Ty<'tcx>,
1465         augment_error: Option<&mut dyn FnMut(&mut Diagnostic)>,
1466         label_expression_as_expected: bool,
1467     ) {
1468         // Incorporate whatever type inference information we have
1469         // until now; in principle we might also want to process
1470         // pending obligations, but doing so should only improve
1471         // compatibility (hopefully that is true) by helping us
1472         // uncover never types better.
1473         if expression_ty.is_ty_var() {
1474             expression_ty = fcx.infcx.shallow_resolve(expression_ty);
1475         }
1476
1477         // If we see any error types, just propagate that error
1478         // upwards.
1479         if expression_ty.references_error() || self.merged_ty().references_error() {
1480             self.final_ty = Some(fcx.tcx.ty_error());
1481             return;
1482         }
1483
1484         // Handle the actual type unification etc.
1485         let result = if let Some(expression) = expression {
1486             if self.pushed == 0 {
1487                 // Special-case the first expression we are coercing.
1488                 // To be honest, I'm not entirely sure why we do this.
1489                 // We don't allow two-phase borrows, see comment in try_find_coercion_lub for why
1490                 fcx.try_coerce(
1491                     expression,
1492                     expression_ty,
1493                     self.expected_ty,
1494                     AllowTwoPhase::No,
1495                     Some(cause.clone()),
1496                 )
1497             } else {
1498                 match self.expressions {
1499                     Expressions::Dynamic(ref exprs) => fcx.try_find_coercion_lub(
1500                         cause,
1501                         exprs,
1502                         self.merged_ty(),
1503                         expression,
1504                         expression_ty,
1505                     ),
1506                     Expressions::UpFront(ref coercion_sites) => fcx.try_find_coercion_lub(
1507                         cause,
1508                         &coercion_sites[0..self.pushed],
1509                         self.merged_ty(),
1510                         expression,
1511                         expression_ty,
1512                     ),
1513                 }
1514             }
1515         } else {
1516             // this is a hack for cases where we default to `()` because
1517             // the expression etc has been omitted from the source. An
1518             // example is an `if let` without an else:
1519             //
1520             //     if let Some(x) = ... { }
1521             //
1522             // we wind up with a second match arm that is like `_ =>
1523             // ()`.  That is the case we are considering here. We take
1524             // a different path to get the right "expected, found"
1525             // message and so forth (and because we know that
1526             // `expression_ty` will be unit).
1527             //
1528             // Another example is `break` with no argument expression.
1529             assert!(expression_ty.is_unit(), "if let hack without unit type");
1530             fcx.at(cause, fcx.param_env)
1531                 .eq_exp(label_expression_as_expected, expression_ty, self.merged_ty())
1532                 .map(|infer_ok| {
1533                     fcx.register_infer_ok_obligations(infer_ok);
1534                     expression_ty
1535                 })
1536         };
1537
1538         debug!(?result);
1539         match result {
1540             Ok(v) => {
1541                 self.final_ty = Some(v);
1542                 if let Some(e) = expression {
1543                     match self.expressions {
1544                         Expressions::Dynamic(ref mut buffer) => buffer.push(e),
1545                         Expressions::UpFront(coercion_sites) => {
1546                             // if the user gave us an array to validate, check that we got
1547                             // the next expression in the list, as expected
1548                             assert_eq!(
1549                                 coercion_sites[self.pushed].as_coercion_site().hir_id,
1550                                 e.hir_id
1551                             );
1552                         }
1553                     }
1554                     self.pushed += 1;
1555                 }
1556             }
1557             Err(coercion_error) => {
1558                 // Mark that we've failed to coerce the types here to suppress
1559                 // any superfluous errors we might encounter while trying to
1560                 // emit or provide suggestions on how to fix the initial error.
1561                 fcx.set_tainted_by_errors(
1562                     fcx.tcx.sess.delay_span_bug(cause.span, "coercion error but no error emitted"),
1563                 );
1564                 let (expected, found) = if label_expression_as_expected {
1565                     // In the case where this is a "forced unit", like
1566                     // `break`, we want to call the `()` "expected"
1567                     // since it is implied by the syntax.
1568                     // (Note: not all force-units work this way.)"
1569                     (expression_ty, self.merged_ty())
1570                 } else {
1571                     // Otherwise, the "expected" type for error
1572                     // reporting is the current unification type,
1573                     // which is basically the LUB of the expressions
1574                     // we've seen so far (combined with the expected
1575                     // type)
1576                     (self.merged_ty(), expression_ty)
1577                 };
1578                 let (expected, found) = fcx.resolve_vars_if_possible((expected, found));
1579
1580                 let mut err;
1581                 let mut unsized_return = false;
1582                 let mut visitor = CollectRetsVisitor { ret_exprs: vec![] };
1583                 match *cause.code() {
1584                     ObligationCauseCode::ReturnNoExpression => {
1585                         err = struct_span_err!(
1586                             fcx.tcx.sess,
1587                             cause.span,
1588                             E0069,
1589                             "`return;` in a function whose return type is not `()`"
1590                         );
1591                         err.span_label(cause.span, "return type is not `()`");
1592                     }
1593                     ObligationCauseCode::BlockTailExpression(blk_id) => {
1594                         let parent_id = fcx.tcx.hir().get_parent_node(blk_id);
1595                         err = self.report_return_mismatched_types(
1596                             cause,
1597                             expected,
1598                             found,
1599                             coercion_error.clone(),
1600                             fcx,
1601                             parent_id,
1602                             expression,
1603                             Some(blk_id),
1604                         );
1605                         if !fcx.tcx.features().unsized_locals {
1606                             unsized_return = self.is_return_ty_unsized(fcx, blk_id);
1607                         }
1608                         if let Some(expression) = expression
1609                             && let hir::ExprKind::Loop(loop_blk, ..) = expression.kind {
1610                               intravisit::walk_block(& mut visitor, loop_blk);
1611                         }
1612                     }
1613                     ObligationCauseCode::ReturnValue(id) => {
1614                         err = self.report_return_mismatched_types(
1615                             cause,
1616                             expected,
1617                             found,
1618                             coercion_error.clone(),
1619                             fcx,
1620                             id,
1621                             expression,
1622                             None,
1623                         );
1624                         if !fcx.tcx.features().unsized_locals {
1625                             let id = fcx.tcx.hir().get_parent_node(id);
1626                             unsized_return = self.is_return_ty_unsized(fcx, id);
1627                         }
1628                     }
1629                     _ => {
1630                         err = fcx.err_ctxt().report_mismatched_types(
1631                             cause,
1632                             expected,
1633                             found,
1634                             coercion_error.clone(),
1635                         );
1636                     }
1637                 }
1638
1639                 if let Some(augment_error) = augment_error {
1640                     augment_error(&mut err);
1641                 }
1642
1643                 let is_insufficiently_polymorphic =
1644                     matches!(coercion_error, TypeError::RegionsInsufficientlyPolymorphic(..));
1645
1646                 if !is_insufficiently_polymorphic && let Some(expr) = expression {
1647                     fcx.emit_coerce_suggestions(
1648                         &mut err,
1649                         expr,
1650                         found,
1651                         expected,
1652                         None,
1653                         Some(coercion_error),
1654                     );
1655                 }
1656
1657                 if visitor.ret_exprs.len() > 0 && let Some(expr) = expression {
1658                     self.note_unreachable_loop_return(&mut err, &expr, &visitor.ret_exprs);
1659                 }
1660                 let reported = err.emit_unless(unsized_return);
1661
1662                 self.final_ty = Some(fcx.tcx.ty_error_with_guaranteed(reported));
1663             }
1664         }
1665     }
1666     fn note_unreachable_loop_return(
1667         &self,
1668         err: &mut Diagnostic,
1669         expr: &hir::Expr<'tcx>,
1670         ret_exprs: &Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
1671     ) {
1672         let hir::ExprKind::Loop(_, _, _, loop_span) = expr.kind else { return;};
1673         let mut span: MultiSpan = vec![loop_span].into();
1674         span.push_span_label(loop_span, "this might have zero elements to iterate on");
1675         const MAXITER: usize = 3;
1676         let iter = ret_exprs.iter().take(MAXITER);
1677         for ret_expr in iter {
1678             span.push_span_label(
1679                 ret_expr.span,
1680                 "if the loop doesn't execute, this value would never get returned",
1681             );
1682         }
1683         err.span_note(
1684             span,
1685             "the function expects a value to always be returned, but loops might run zero times",
1686         );
1687         if MAXITER < ret_exprs.len() {
1688             err.note(&format!(
1689                 "if the loop doesn't execute, {} other values would never get returned",
1690                 ret_exprs.len() - MAXITER
1691             ));
1692         }
1693         err.help(
1694             "return a value for the case when the loop has zero elements to iterate on, or \
1695            consider changing the return type to account for that possibility",
1696         );
1697     }
1698
1699     fn report_return_mismatched_types<'a>(
1700         &self,
1701         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1702         expected: Ty<'tcx>,
1703         found: Ty<'tcx>,
1704         ty_err: TypeError<'tcx>,
1705         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1706         id: hir::HirId,
1707         expression: Option<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
1708         blk_id: Option<hir::HirId>,
1709     ) -> DiagnosticBuilder<'a, ErrorGuaranteed> {
1710         let mut err = fcx.err_ctxt().report_mismatched_types(cause, expected, found, ty_err);
1711
1712         let mut pointing_at_return_type = false;
1713         let mut fn_output = None;
1714
1715         let parent_id = fcx.tcx.hir().get_parent_node(id);
1716         let parent = fcx.tcx.hir().get(parent_id);
1717         if let Some(expr) = expression
1718             && let hir::Node::Expr(hir::Expr { kind: hir::ExprKind::Closure(&hir::Closure { body, .. }), .. }) = parent
1719             && !matches!(fcx.tcx.hir().body(body).value.kind, hir::ExprKind::Block(..))
1720         {
1721             fcx.suggest_missing_semicolon(&mut err, expr, expected, true);
1722         }
1723         // Verify that this is a tail expression of a function, otherwise the
1724         // label pointing out the cause for the type coercion will be wrong
1725         // as prior return coercions would not be relevant (#57664).
1726         let fn_decl = if let (Some(expr), Some(blk_id)) = (expression, blk_id) {
1727             pointing_at_return_type =
1728                 fcx.suggest_mismatched_types_on_tail(&mut err, expr, expected, found, blk_id);
1729             if let (Some(cond_expr), true, false) = (
1730                 fcx.tcx.hir().get_if_cause(expr.hir_id),
1731                 expected.is_unit(),
1732                 pointing_at_return_type,
1733             )
1734                 // If the block is from an external macro or try (`?`) desugaring, then
1735                 // do not suggest adding a semicolon, because there's nowhere to put it.
1736                 // See issues #81943 and #87051.
1737                 && matches!(
1738                     cond_expr.span.desugaring_kind(),
1739                     None | Some(DesugaringKind::WhileLoop)
1740                 ) && !in_external_macro(fcx.tcx.sess, cond_expr.span)
1741                     && !matches!(
1742                         cond_expr.kind,
1743                         hir::ExprKind::Match(.., hir::MatchSource::TryDesugar)
1744                     )
1745             {
1746                 err.span_label(cond_expr.span, "expected this to be `()`");
1747                 if expr.can_have_side_effects() {
1748                     fcx.suggest_semicolon_at_end(cond_expr.span, &mut err);
1749                 }
1750             }
1751             fcx.get_node_fn_decl(parent).map(|(fn_decl, _, is_main)| (fn_decl, is_main))
1752         } else {
1753             fcx.get_fn_decl(parent_id)
1754         };
1755
1756         if let Some((fn_decl, can_suggest)) = fn_decl {
1757             if blk_id.is_none() {
1758                 pointing_at_return_type |= fcx.suggest_missing_return_type(
1759                     &mut err,
1760                     &fn_decl,
1761                     expected,
1762                     found,
1763                     can_suggest,
1764                     fcx.tcx.hir().get_parent_item(id).into(),
1765                 );
1766             }
1767             if !pointing_at_return_type {
1768                 fn_output = Some(&fn_decl.output); // `impl Trait` return type
1769             }
1770         }
1771
1772         let parent_id = fcx.tcx.hir().get_parent_item(id);
1773         let parent_item = fcx.tcx.hir().get_by_def_id(parent_id.def_id);
1774
1775         if let (Some(expr), Some(_), Some((fn_decl, _, _))) =
1776             (expression, blk_id, fcx.get_node_fn_decl(parent_item))
1777         {
1778             fcx.suggest_missing_break_or_return_expr(
1779                 &mut err,
1780                 expr,
1781                 fn_decl,
1782                 expected,
1783                 found,
1784                 id,
1785                 parent_id.into(),
1786             );
1787         }
1788
1789         let ret_coercion_span = fcx.ret_coercion_span.get();
1790
1791         if let Some(sp) = ret_coercion_span
1792             // If the closure has an explicit return type annotation, or if
1793             // the closure's return type has been inferred from outside
1794             // requirements (such as an Fn* trait bound), then a type error
1795             // may occur at the first return expression we see in the closure
1796             // (if it conflicts with the declared return type). Skip adding a
1797             // note in this case, since it would be incorrect.
1798             && let Some(fn_sig) = fcx.body_fn_sig()
1799             && fn_sig.output().is_ty_var()
1800         {
1801             err.span_note(
1802                 sp,
1803                 &format!(
1804                     "return type inferred to be `{}` here",
1805                     expected
1806                 ),
1807             );
1808         }
1809
1810         if let (Some(sp), Some(fn_output)) = (ret_coercion_span, fn_output) {
1811             self.add_impl_trait_explanation(&mut err, cause, fcx, expected, sp, fn_output);
1812         }
1813
1814         err
1815     }
1816
1817     fn add_impl_trait_explanation<'a>(
1818         &self,
1819         err: &mut Diagnostic,
1820         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1821         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1822         expected: Ty<'tcx>,
1823         sp: Span,
1824         fn_output: &hir::FnRetTy<'_>,
1825     ) {
1826         let return_sp = fn_output.span();
1827         err.span_label(return_sp, "expected because this return type...");
1828         err.span_label(
1829             sp,
1830             format!("...is found to be `{}` here", fcx.resolve_vars_with_obligations(expected)),
1831         );
1832         let impl_trait_msg = "for information on `impl Trait`, see \
1833                 <https://doc.rust-lang.org/book/ch10-02-traits.html\
1834                 #returning-types-that-implement-traits>";
1835         let trait_obj_msg = "for information on trait objects, see \
1836                 <https://doc.rust-lang.org/book/ch17-02-trait-objects.html\
1837                 #using-trait-objects-that-allow-for-values-of-different-types>";
1838         err.note("to return `impl Trait`, all returned values must be of the same type");
1839         err.note(impl_trait_msg);
1840         let snippet = fcx
1841             .tcx
1842             .sess
1843             .source_map()
1844             .span_to_snippet(return_sp)
1845             .unwrap_or_else(|_| "dyn Trait".to_string());
1846         let mut snippet_iter = snippet.split_whitespace();
1847         let has_impl = snippet_iter.next().map_or(false, |s| s == "impl");
1848         // Only suggest `Box<dyn Trait>` if `Trait` in `impl Trait` is object safe.
1849         let mut is_object_safe = false;
1850         if let hir::FnRetTy::Return(ty) = fn_output
1851             // Get the return type.
1852             && let hir::TyKind::OpaqueDef(..) = ty.kind
1853         {
1854             let ty = <dyn AstConv<'_>>::ast_ty_to_ty(fcx, ty);
1855             // Get the `impl Trait`'s `DefId`.
1856             if let ty::Opaque(def_id, _) = ty.kind()
1857                 // Get the `impl Trait`'s `Item` so that we can get its trait bounds and
1858                 // get the `Trait`'s `DefId`.
1859                 && let hir::ItemKind::OpaqueTy(hir::OpaqueTy { bounds, .. }) =
1860                     fcx.tcx.hir().expect_item(def_id.expect_local()).kind
1861             {
1862                 // Are of this `impl Trait`'s traits object safe?
1863                 is_object_safe = bounds.iter().all(|bound| {
1864                     bound
1865                         .trait_ref()
1866                         .and_then(|t| t.trait_def_id())
1867                         .map_or(false, |def_id| {
1868                             fcx.tcx.object_safety_violations(def_id).is_empty()
1869                         })
1870                 })
1871             }
1872         };
1873         if has_impl {
1874             if is_object_safe {
1875                 err.multipart_suggestion(
1876                     "you could change the return type to be a boxed trait object",
1877                     vec![
1878                         (return_sp.with_hi(return_sp.lo() + BytePos(4)), "Box<dyn".to_string()),
1879                         (return_sp.shrink_to_hi(), ">".to_string()),
1880                     ],
1881                     Applicability::MachineApplicable,
1882                 );
1883                 let sugg = [sp, cause.span]
1884                     .into_iter()
1885                     .flat_map(|sp| {
1886                         [
1887                             (sp.shrink_to_lo(), "Box::new(".to_string()),
1888                             (sp.shrink_to_hi(), ")".to_string()),
1889                         ]
1890                         .into_iter()
1891                     })
1892                     .collect::<Vec<_>>();
1893                 err.multipart_suggestion(
1894                     "if you change the return type to expect trait objects, box the returned \
1895                      expressions",
1896                     sugg,
1897                     Applicability::MaybeIncorrect,
1898                 );
1899             } else {
1900                 err.help(&format!(
1901                     "if the trait `{}` were object safe, you could return a boxed trait object",
1902                     &snippet[5..]
1903                 ));
1904             }
1905             err.note(trait_obj_msg);
1906         }
1907         err.help("you could instead create a new `enum` with a variant for each returned type");
1908     }
1909
1910     fn is_return_ty_unsized<'a>(&self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>, blk_id: hir::HirId) -> bool {
1911         if let Some((fn_decl, _)) = fcx.get_fn_decl(blk_id)
1912             && let hir::FnRetTy::Return(ty) = fn_decl.output
1913             && let ty = <dyn AstConv<'_>>::ast_ty_to_ty(fcx, ty)
1914             && let ty::Dynamic(..) = ty.kind()
1915         {
1916             return true;
1917         }
1918         false
1919     }
1920
1921     pub fn complete<'a>(self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1922         if let Some(final_ty) = self.final_ty {
1923             final_ty
1924         } else {
1925             // If we only had inputs that were of type `!` (or no
1926             // inputs at all), then the final type is `!`.
1927             assert_eq!(self.pushed, 0);
1928             fcx.tcx.types.never
1929         }
1930     }
1931 }
1932
1933 /// Something that can be converted into an expression to which we can
1934 /// apply a coercion.
1935 pub trait AsCoercionSite {
1936     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_>;
1937 }
1938
1939 impl AsCoercionSite for hir::Expr<'_> {
1940     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1941         self
1942     }
1943 }
1944
1945 impl<'a, T> AsCoercionSite for &'a T
1946 where
1947     T: AsCoercionSite,
1948 {
1949     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1950         (**self).as_coercion_site()
1951     }
1952 }
1953
1954 impl AsCoercionSite for ! {
1955     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1956         unreachable!()
1957     }
1958 }
1959
1960 impl AsCoercionSite for hir::Arm<'_> {
1961     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1962         &self.body
1963     }
1964 }