compiler/rustc_middle/src/traits/mod.rs

   1 //! Trait Resolution. See the [rustc dev guide] for more information on how this works.
   2 //!
   3 //! [rustc dev guide]: https://rustc-dev-guide.rust-lang.org/traits/resolution.html
   4
   5 mod chalk;
   6 pub mod query;
   7 pub mod select;
   8 pub mod specialization_graph;
   9 mod structural_impls;
  10
  11 use crate::infer::canonical::Canonical;
  12 use crate::mir::abstract_const::NotConstEvaluatable;
  13 use crate::ty::subst::SubstsRef;
  14 use crate::ty::{self, AdtKind, Ty, TyCtxt};
  15
  16 use rustc_data_structures::sync::Lrc;
  17 use rustc_errors::{Applicability, DiagnosticBuilder};
  18 use rustc_hir as hir;
  19 use rustc_hir::def_id::DefId;
  20 use rustc_hir::Constness;
  21 use rustc_span::symbol::Symbol;
  22 use rustc_span::{Span, DUMMY_SP};
  23 use smallvec::SmallVec;
  24
  25 use std::borrow::Cow;
  26 use std::fmt;
  27 use std::ops::Deref;
  28
  29 pub use self::select::{EvaluationCache, EvaluationResult, OverflowError, SelectionCache};
  30
  31 pub type CanonicalChalkEnvironmentAndGoal<'tcx> = Canonical<'tcx, ChalkEnvironmentAndGoal<'tcx>>;
  32
  33 pub use self::ObligationCauseCode::*;
  34
  35 pub use self::chalk::{ChalkEnvironmentAndGoal, RustInterner as ChalkRustInterner};
  36
  37 /// Depending on the stage of compilation, we want projection to be
  38 /// more or less conservative.
  39 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
  40 pub enum Reveal {
  41     /// At type-checking time, we refuse to project any associated
  42     /// type that is marked `default`. Non-`default` ("final") types
  43     /// are always projected. This is necessary in general for
  44     /// soundness of specialization. However, we *could* allow
  45     /// projections in fully-monomorphic cases. We choose not to,
  46     /// because we prefer for `default type` to force the type
  47     /// definition to be treated abstractly by any consumers of the
  48     /// impl. Concretely, that means that the following example will
  49     /// fail to compile:
  50     ///
  51     /// ```
  52     /// trait Assoc {
  53     ///     type Output;
  54     /// }
  55     ///
  56     /// impl<T> Assoc for T {
  57     ///     default type Output = bool;
  58     /// }
  59     ///
  60     /// fn main() {
  61     ///     let <() as Assoc>::Output = true;
  62     /// }
  63     /// ```
  64     UserFacing,
  65
  66     /// At codegen time, all monomorphic projections will succeed.
  67     /// Also, `impl Trait` is normalized to the concrete type,
  68     /// which has to be already collected by type-checking.
  69     ///
  70     /// NOTE: as `impl Trait`'s concrete type should *never*
  71     /// be observable directly by the user, `Reveal::All`
  72     /// should not be used by checks which may expose
  73     /// type equality or type contents to the user.
  74     /// There are some exceptions, e.g., around auto traits and
  75     /// transmute-checking, which expose some details, but
  76     /// not the whole concrete type of the `impl Trait`.
  77     All,
  78 }
  79
  80 /// The reason why we incurred this obligation; used for error reporting.
  81 ///
  82 /// As the happy path does not care about this struct, storing this on the heap
  83 /// ends up increasing performance.
  84 ///
  85 /// We do not want to intern this as there are a lot of obligation causes which
  86 /// only live for a short period of time.
  87 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
  88 pub struct ObligationCause<'tcx> {
  89     /// `None` for `ObligationCause::dummy`, `Some` otherwise.
  90     data: Option<Lrc<ObligationCauseData<'tcx>>>,
  91 }
  92
  93 const DUMMY_OBLIGATION_CAUSE_DATA: ObligationCauseData<'static> =
  94     ObligationCauseData { span: DUMMY_SP, body_id: hir::CRATE_HIR_ID, code: MiscObligation };
  95
  96 // Correctly format `ObligationCause::dummy`.
  97 impl<'tcx> fmt::Debug for ObligationCause<'tcx> {
  98     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
  99         ObligationCauseData::fmt(self, f)
 100     }
 101 }
 102
 103 impl Deref for ObligationCause<'tcx> {
 104     type Target = ObligationCauseData<'tcx>;
 105
 106     #[inline(always)]
 107     fn deref(&self) -> &Self::Target {
 108         self.data.as_deref().unwrap_or(&DUMMY_OBLIGATION_CAUSE_DATA)
 109     }
 110 }
 111
 112 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
 113 pub struct ObligationCauseData<'tcx> {
 114     pub span: Span,
 115
 116     /// The ID of the fn body that triggered this obligation. This is
 117     /// used for region obligations to determine the precise
 118     /// environment in which the region obligation should be evaluated
 119     /// (in particular, closures can add new assumptions). See the
 120     /// field `region_obligations` of the `FulfillmentContext` for more
 121     /// information.
 122     pub body_id: hir::HirId,
 123
 124     pub code: ObligationCauseCode<'tcx>,
 125 }
 126
 127 impl<'tcx> ObligationCause<'tcx> {
 128     #[inline]
 129     pub fn new(
 130         span: Span,
 131         body_id: hir::HirId,
 132         code: ObligationCauseCode<'tcx>,
 133     ) -> ObligationCause<'tcx> {
 134         ObligationCause { data: Some(Lrc::new(ObligationCauseData { span, body_id, code })) }
 135     }
 136
 137     pub fn misc(span: Span, body_id: hir::HirId) -> ObligationCause<'tcx> {
 138         ObligationCause::new(span, body_id, MiscObligation)
 139     }
 140
 141     pub fn dummy_with_span(span: Span) -> ObligationCause<'tcx> {
 142         ObligationCause::new(span, hir::CRATE_HIR_ID, MiscObligation)
 143     }
 144
 145     #[inline(always)]
 146     pub fn dummy() -> ObligationCause<'tcx> {
 147         ObligationCause { data: None }
 148     }
 149
 150     pub fn make_mut(&mut self) -> &mut ObligationCauseData<'tcx> {
 151         Lrc::make_mut(self.data.get_or_insert_with(|| Lrc::new(DUMMY_OBLIGATION_CAUSE_DATA)))
 152     }
 153
 154     pub fn span(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Span {
 155         match self.code {
 156             ObligationCauseCode::CompareImplMethodObligation { .. }
 157             | ObligationCauseCode::MainFunctionType
 158             | ObligationCauseCode::StartFunctionType => {
 159                 tcx.sess.source_map().guess_head_span(self.span)
 160             }
 161             ObligationCauseCode::MatchExpressionArm(box MatchExpressionArmCause {
 162                 arm_span,
 163                 ..
 164             }) => arm_span,
 165             _ => self.span,
 166         }
 167     }
 168 }
 169
 170 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
 171 pub struct UnifyReceiverContext<'tcx> {
 172     pub assoc_item: ty::AssocItem,
 173     pub param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
 174     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 175 }
 176
 177 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
 178 pub enum ObligationCauseCode<'tcx> {
 179     /// Not well classified or should be obvious from the span.
 180     MiscObligation,
 181
 182     /// A slice or array is WF only if `T: Sized`.
 183     SliceOrArrayElem,
 184
 185     /// A tuple is WF only if its middle elements are `Sized`.
 186     TupleElem,
 187
 188     /// This is the trait reference from the given projection.
 189     ProjectionWf(ty::ProjectionTy<'tcx>),
 190
 191     /// In an impl of trait `X` for type `Y`, type `Y` must
 192     /// also implement all supertraits of `X`.
 193     ItemObligation(DefId),
 194
 195     /// Like `ItemObligation`, but with extra detail on the source of the obligation.
 196     BindingObligation(DefId, Span),
 197
 198     /// A type like `&'a T` is WF only if `T: 'a`.
 199     ReferenceOutlivesReferent(Ty<'tcx>),
 200
 201     /// A type like `Box<Foo<'a> + 'b>` is WF only if `'b: 'a`.
 202     ObjectTypeBound(Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>),
 203
 204     /// Obligation incurred due to an object cast.
 205     ObjectCastObligation(/* Object type */ Ty<'tcx>),
 206
 207     /// Obligation incurred due to a coercion.
 208     Coercion {
 209         source: Ty<'tcx>,
 210         target: Ty<'tcx>,
 211     },
 212
 213     /// Various cases where expressions must be `Sized` / `Copy` / etc.
 214     /// `L = X` implies that `L` is `Sized`.
 215     AssignmentLhsSized,
 216     /// `(x1, .., xn)` must be `Sized`.
 217     TupleInitializerSized,
 218     /// `S { ... }` must be `Sized`.
 219     StructInitializerSized,
 220     /// Type of each variable must be `Sized`.
 221     VariableType(hir::HirId),
 222     /// Argument type must be `Sized`.
 223     SizedArgumentType(Option<Span>),
 224     /// Return type must be `Sized`.
 225     SizedReturnType,
 226     /// Yield type must be `Sized`.
 227     SizedYieldType,
 228     /// Inline asm operand type must be `Sized`.
 229     InlineAsmSized,
 230     /// `[T, ..n]` implies that `T` must be `Copy`.
 231     /// If the function in the array repeat expression is a `const fn`,
 232     /// display a help message suggesting to move the function call to a
 233     /// new `const` item while saying that `T` doesn't implement `Copy`.
 234     RepeatVec(bool),
 235
 236     /// Types of fields (other than the last, except for packed structs) in a struct must be sized.
 237     FieldSized {
 238         adt_kind: AdtKind,
 239         span: Span,
 240         last: bool,
 241     },
 242
 243     /// Constant expressions must be sized.
 244     ConstSized,
 245
 246     /// `static` items must have `Sync` type.
 247     SharedStatic,
 248
 249     BuiltinDerivedObligation(DerivedObligationCause<'tcx>),
 250
 251     ImplDerivedObligation(DerivedObligationCause<'tcx>),
 252
 253     DerivedObligation(DerivedObligationCause<'tcx>),
 254
 255     /// Error derived when matching traits/impls; see ObligationCause for more details
 256     CompareImplConstObligation,
 257
 258     /// Error derived when matching traits/impls; see ObligationCause for more details
 259     CompareImplMethodObligation {
 260         item_name: Symbol,
 261         impl_item_def_id: DefId,
 262         trait_item_def_id: DefId,
 263     },
 264
 265     /// Error derived when matching traits/impls; see ObligationCause for more details
 266     CompareImplTypeObligation {
 267         item_name: Symbol,
 268         impl_item_def_id: DefId,
 269         trait_item_def_id: DefId,
 270     },
 271
 272     /// Checking that this expression can be assigned where it needs to be
 273     // FIXME(eddyb) #11161 is the original Expr required?
 274     ExprAssignable,
 275
 276     /// Computing common supertype in the arms of a match expression
 277     MatchExpressionArm(Box<MatchExpressionArmCause<'tcx>>),
 278
 279     /// Type error arising from type checking a pattern against an expected type.
 280     Pattern {
 281         /// The span of the scrutinee or type expression which caused the `root_ty` type.
 282         span: Option<Span>,
 283         /// The root expected type induced by a scrutinee or type expression.
 284         root_ty: Ty<'tcx>,
 285         /// Whether the `Span` came from an expression or a type expression.
 286         origin_expr: bool,
 287     },
 288
 289     /// Constants in patterns must have `Structural` type.
 290     ConstPatternStructural,
 291
 292     /// Computing common supertype in an if expression
 293     IfExpression(Box<IfExpressionCause>),
 294
 295     /// Computing common supertype of an if expression with no else counter-part
 296     IfExpressionWithNoElse,
 297
 298     /// `main` has wrong type
 299     MainFunctionType,
 300
 301     /// `start` has wrong type
 302     StartFunctionType,
 303
 304     /// Intrinsic has wrong type
 305     IntrinsicType,
 306
 307     /// Method receiver
 308     MethodReceiver,
 309
 310     UnifyReceiver(Box<UnifyReceiverContext<'tcx>>),
 311
 312     /// `return` with no expression
 313     ReturnNoExpression,
 314
 315     /// `return` with an expression
 316     ReturnValue(hir::HirId),
 317
 318     /// Return type of this function
 319     ReturnType,
 320
 321     /// Block implicit return
 322     BlockTailExpression(hir::HirId),
 323
 324     /// #[feature(trivial_bounds)] is not enabled
 325     TrivialBound,
 326
 327     /// If `X` is the concrete type of an opaque type `impl Y`, then `X` must implement `Y`
 328     OpaqueType,
 329
 330     /// Well-formed checking. If a `HirId` is provided,
 331     /// it is used to perform HIR-based wf checking if an error
 332     /// occurs, in order to generate a more precise error message.
 333     /// This is purely for diagnostic purposes - it is always
 334     /// correct to use `MiscObligation` instead
 335     WellFormed(Option<hir::HirId>),
 336
 337     /// From `match_impl`. The cause for us having to match an impl, and the DefId we are matching against.
 338     MatchImpl(Lrc<ObligationCauseCode<'tcx>>, DefId),
 339 }
 340
 341 impl ObligationCauseCode<'_> {
 342     // Return the base obligation, ignoring derived obligations.
 343     pub fn peel_derives(&self) -> &Self {
 344         let mut base_cause = self;
 345         while let BuiltinDerivedObligation(cause)
 346         | ImplDerivedObligation(cause)
 347         | DerivedObligation(cause) = base_cause
 348         {
 349             base_cause = &cause.parent_code;
 350         }
 351         base_cause
 352     }
 353 }
 354
 355 // `ObligationCauseCode` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
 356 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
 357 static_assert_size!(ObligationCauseCode<'_>, 40);
 358
 359 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
 360 pub enum StatementAsExpression {
 361     CorrectType,
 362     NeedsBoxing,
 363 }
 364
 365 impl<'tcx> ty::Lift<'tcx> for StatementAsExpression {
 366     type Lifted = StatementAsExpression;
 367     fn lift_to_tcx(self, _tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<StatementAsExpression> {
 368         Some(self)
 369     }
 370 }
 371
 372 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
 373 pub struct MatchExpressionArmCause<'tcx> {
 374     pub arm_span: Span,
 375     pub scrut_span: Span,
 376     pub semi_span: Option<(Span, StatementAsExpression)>,
 377     pub source: hir::MatchSource,
 378     pub prior_arms: Vec<Span>,
 379     pub last_ty: Ty<'tcx>,
 380     pub scrut_hir_id: hir::HirId,
 381     pub opt_suggest_box_span: Option<Span>,
 382 }
 383
 384 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
 385 pub struct IfExpressionCause {
 386     pub then: Span,
 387     pub else_sp: Span,
 388     pub outer: Option<Span>,
 389     pub semicolon: Option<(Span, StatementAsExpression)>,
 390     pub opt_suggest_box_span: Option<Span>,
 391 }
 392
 393 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
 394 pub struct DerivedObligationCause<'tcx> {
 395     /// The trait reference of the parent obligation that led to the
 396     /// current obligation. Note that only trait obligations lead to
 397     /// derived obligations, so we just store the trait reference here
 398     /// directly.
 399     pub parent_trait_ref: ty::PolyTraitRef<'tcx>,
 400
 401     /// The parent trait had this cause.
 402     pub parent_code: Lrc<ObligationCauseCode<'tcx>>,
 403 }
 404
 405 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable, Lift)]
 406 pub enum SelectionError<'tcx> {
 407     Unimplemented,
 408     OutputTypeParameterMismatch(
 409         ty::PolyTraitRef<'tcx>,
 410         ty::PolyTraitRef<'tcx>,
 411         ty::error::TypeError<'tcx>,
 412     ),
 413     TraitNotObjectSafe(DefId),
 414     NotConstEvaluatable(NotConstEvaluatable),
 415     Overflow,
 416 }
 417
 418 /// When performing resolution, it is typically the case that there
 419 /// can be one of three outcomes:
 420 ///
 421 /// - `Ok(Some(r))`: success occurred with result `r`
 422 /// - `Ok(None)`: could not definitely determine anything, usually due
 423 ///   to inconclusive type inference.
 424 /// - `Err(e)`: error `e` occurred
 425 pub type SelectionResult<'tcx, T> = Result<Option<T>, SelectionError<'tcx>>;
 426
 427 /// Given the successful resolution of an obligation, the `ImplSource`
 428 /// indicates where the impl comes from.
 429 ///
 430 /// For example, the obligation may be satisfied by a specific impl (case A),
 431 /// or it may be relative to some bound that is in scope (case B).
 432 ///
 433 /// ```
 434 /// impl<T:Clone> Clone<T> for Option<T> { ... } // Impl_1
 435 /// impl<T:Clone> Clone<T> for Box<T> { ... }    // Impl_2
 436 /// impl Clone for i32 { ... }                   // Impl_3
 437 ///
 438 /// fn foo<T: Clone>(concrete: Option<Box<i32>>, param: T, mixed: Option<T>) {
 439 ///     // Case A: ImplSource points at a specific impl. Only possible when
 440 ///     // type is concretely known. If the impl itself has bounded
 441 ///     // type parameters, ImplSource will carry resolutions for those as well:
 442 ///     concrete.clone(); // ImpleSource(Impl_1, [ImplSource(Impl_2, [ImplSource(Impl_3)])])
 443 ///
 444 ///     // Case A: ImplSource points at a specific impl. Only possible when
 445 ///     // type is concretely known. If the impl itself has bounded
 446 ///     // type parameters, ImplSource will carry resolutions for those as well:
 447 ///     concrete.clone(); // ImplSource(Impl_1, [ImplSource(Impl_2, [ImplSource(Impl_3)])])
 448 ///
 449 ///     // Case B: ImplSource must be provided by caller. This applies when
 450 ///     // type is a type parameter.
 451 ///     param.clone();    // ImplSource::Param
 452 ///
 453 ///     // Case C: A mix of cases A and B.
 454 ///     mixed.clone();    // ImplSource(Impl_1, [ImplSource::Param])
 455 /// }
 456 /// ```
 457 ///
 458 /// ### The type parameter `N`
 459 ///
 460 /// See explanation on `ImplSourceUserDefinedData`.
 461 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 462 pub enum ImplSource<'tcx, N> {
 463     /// ImplSource identifying a particular impl.
 464     UserDefined(ImplSourceUserDefinedData<'tcx, N>),
 465
 466     /// ImplSource for auto trait implementations.
 467     /// This carries the information and nested obligations with regards
 468     /// to an auto implementation for a trait `Trait`. The nested obligations
 469     /// ensure the trait implementation holds for all the constituent types.
 470     AutoImpl(ImplSourceAutoImplData<N>),
 471
 472     /// Successful resolution to an obligation provided by the caller
 473     /// for some type parameter. The `Vec<N>` represents the
 474     /// obligations incurred from normalizing the where-clause (if
 475     /// any).
 476     Param(Vec<N>, Constness),
 477
 478     /// Virtual calls through an object.
 479     Object(ImplSourceObjectData<'tcx, N>),
 480
 481     /// Successful resolution for a builtin trait.
 482     Builtin(ImplSourceBuiltinData<N>),
 483
 484     /// ImplSource automatically generated for a closure. The `DefId` is the ID
 485     /// of the closure expression. This is a `ImplSource::UserDefined` in spirit, but the
 486     /// impl is generated by the compiler and does not appear in the source.
 487     Closure(ImplSourceClosureData<'tcx, N>),
 488
 489     /// Same as above, but for a function pointer type with the given signature.
 490     FnPointer(ImplSourceFnPointerData<'tcx, N>),
 491
 492     /// ImplSource for a builtin `DeterminantKind` trait implementation.
 493     DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData),
 494
 495     /// ImplSource for a builtin `Pointee` trait implementation.
 496     Pointee(ImplSourcePointeeData),
 497
 498     /// ImplSource automatically generated for a generator.
 499     Generator(ImplSourceGeneratorData<'tcx, N>),
 500
 501     /// ImplSource for a trait alias.
 502     TraitAlias(ImplSourceTraitAliasData<'tcx, N>),
 503 }
 504
 505 impl<'tcx, N> ImplSource<'tcx, N> {
 506     pub fn nested_obligations(self) -> Vec<N> {
 507         match self {
 508             ImplSource::UserDefined(i) => i.nested,
 509             ImplSource::Param(n, _) => n,
 510             ImplSource::Builtin(i) => i.nested,
 511             ImplSource::AutoImpl(d) => d.nested,
 512             ImplSource::Closure(c) => c.nested,
 513             ImplSource::Generator(c) => c.nested,
 514             ImplSource::Object(d) => d.nested,
 515             ImplSource::FnPointer(d) => d.nested,
 516             ImplSource::DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData)
 517             | ImplSource::Pointee(ImplSourcePointeeData) => Vec::new(),
 518             ImplSource::TraitAlias(d) => d.nested,
 519         }
 520     }
 521
 522     pub fn borrow_nested_obligations(&self) -> &[N] {
 523         match &self {
 524             ImplSource::UserDefined(i) => &i.nested[..],
 525             ImplSource::Param(n, _) => &n[..],
 526             ImplSource::Builtin(i) => &i.nested[..],
 527             ImplSource::AutoImpl(d) => &d.nested[..],
 528             ImplSource::Closure(c) => &c.nested[..],
 529             ImplSource::Generator(c) => &c.nested[..],
 530             ImplSource::Object(d) => &d.nested[..],
 531             ImplSource::FnPointer(d) => &d.nested[..],
 532             ImplSource::DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData)
 533             | ImplSource::Pointee(ImplSourcePointeeData) => &[],
 534             ImplSource::TraitAlias(d) => &d.nested[..],
 535         }
 536     }
 537
 538     pub fn map<M, F>(self, f: F) -> ImplSource<'tcx, M>
 539     where
 540         F: FnMut(N) -> M,
 541     {
 542         match self {
 543             ImplSource::UserDefined(i) => ImplSource::UserDefined(ImplSourceUserDefinedData {
 544                 impl_def_id: i.impl_def_id,
 545                 substs: i.substs,
 546                 nested: i.nested.into_iter().map(f).collect(),
 547             }),
 548             ImplSource::Param(n, ct) => ImplSource::Param(n.into_iter().map(f).collect(), ct),
 549             ImplSource::Builtin(i) => ImplSource::Builtin(ImplSourceBuiltinData {
 550                 nested: i.nested.into_iter().map(f).collect(),
 551             }),
 552             ImplSource::Object(o) => ImplSource::Object(ImplSourceObjectData {
 553                 upcast_trait_ref: o.upcast_trait_ref,
 554                 vtable_base: o.vtable_base,
 555                 nested: o.nested.into_iter().map(f).collect(),
 556             }),
 557             ImplSource::AutoImpl(d) => ImplSource::AutoImpl(ImplSourceAutoImplData {
 558                 trait_def_id: d.trait_def_id,
 559                 nested: d.nested.into_iter().map(f).collect(),
 560             }),
 561             ImplSource::Closure(c) => ImplSource::Closure(ImplSourceClosureData {
 562                 closure_def_id: c.closure_def_id,
 563                 substs: c.substs,
 564                 nested: c.nested.into_iter().map(f).collect(),
 565             }),
 566             ImplSource::Generator(c) => ImplSource::Generator(ImplSourceGeneratorData {
 567                 generator_def_id: c.generator_def_id,
 568                 substs: c.substs,
 569                 nested: c.nested.into_iter().map(f).collect(),
 570             }),
 571             ImplSource::FnPointer(p) => ImplSource::FnPointer(ImplSourceFnPointerData {
 572                 fn_ty: p.fn_ty,
 573                 nested: p.nested.into_iter().map(f).collect(),
 574             }),
 575             ImplSource::DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData) => {
 576                 ImplSource::DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData)
 577             }
 578             ImplSource::Pointee(ImplSourcePointeeData) => {
 579                 ImplSource::Pointee(ImplSourcePointeeData)
 580             }
 581             ImplSource::TraitAlias(d) => ImplSource::TraitAlias(ImplSourceTraitAliasData {
 582                 alias_def_id: d.alias_def_id,
 583                 substs: d.substs,
 584                 nested: d.nested.into_iter().map(f).collect(),
 585             }),
 586         }
 587     }
 588 }
 589
 590 /// Identifies a particular impl in the source, along with a set of
 591 /// substitutions from the impl's type/lifetime parameters. The
 592 /// `nested` vector corresponds to the nested obligations attached to
 593 /// the impl's type parameters.
 594 ///
 595 /// The type parameter `N` indicates the type used for "nested
 596 /// obligations" that are required by the impl. During type-check, this
 597 /// is `Obligation`, as one might expect. During codegen, however, this
 598 /// is `()`, because codegen only requires a shallow resolution of an
 599 /// impl, and nested obligations are satisfied later.
 600 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 601 pub struct ImplSourceUserDefinedData<'tcx, N> {
 602     pub impl_def_id: DefId,
 603     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 604     pub nested: Vec<N>,
 605 }
 606
 607 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 608 pub struct ImplSourceGeneratorData<'tcx, N> {
 609     pub generator_def_id: DefId,
 610     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 611     /// Nested obligations. This can be non-empty if the generator
 612     /// signature contains associated types.
 613     pub nested: Vec<N>,
 614 }
 615
 616 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 617 pub struct ImplSourceClosureData<'tcx, N> {
 618     pub closure_def_id: DefId,
 619     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 620     /// Nested obligations. This can be non-empty if the closure
 621     /// signature contains associated types.
 622     pub nested: Vec<N>,
 623 }
 624
 625 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 626 pub struct ImplSourceAutoImplData<N> {
 627     pub trait_def_id: DefId,
 628     pub nested: Vec<N>,
 629 }
 630
 631 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 632 pub struct ImplSourceBuiltinData<N> {
 633     pub nested: Vec<N>,
 634 }
 635
 636 #[derive(PartialEq, Eq, Clone, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 637 pub struct ImplSourceObjectData<'tcx, N> {
 638     /// `Foo` upcast to the obligation trait. This will be some supertrait of `Foo`.
 639     pub upcast_trait_ref: ty::PolyTraitRef<'tcx>,
 640
 641     /// The vtable is formed by concatenating together the method lists of
 642     /// the base object trait and all supertraits; this is the start of
 643     /// `upcast_trait_ref`'s methods in that vtable.
 644     pub vtable_base: usize,
 645
 646     pub nested: Vec<N>,
 647 }
 648
 649 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 650 pub struct ImplSourceFnPointerData<'tcx, N> {
 651     pub fn_ty: Ty<'tcx>,
 652     pub nested: Vec<N>,
 653 }
 654
 655 // FIXME(@lcnr): This should be  refactored and merged with other builtin vtables.
 656 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
 657 pub struct ImplSourceDiscriminantKindData;
 658
 659 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
 660 pub struct ImplSourcePointeeData;
 661
 662 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 663 pub struct ImplSourceTraitAliasData<'tcx, N> {
 664     pub alias_def_id: DefId,
 665     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 666     pub nested: Vec<N>,
 667 }
 668
 669 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
 670 pub enum ObjectSafetyViolation {
 671     /// `Self: Sized` declared on the trait.
 672     SizedSelf(SmallVec<[Span; 1]>),
 673
 674     /// Supertrait reference references `Self` an in illegal location
 675     /// (e.g., `trait Foo : Bar<Self>`).
 676     SupertraitSelf(SmallVec<[Span; 1]>),
 677
 678     /// Method has something illegal.
 679     Method(Symbol, MethodViolationCode, Span),
 680
 681     /// Associated const.
 682     AssocConst(Symbol, Span),
 683
 684     /// GAT
 685     GAT(Symbol, Span),
 686 }
 687
 688 impl ObjectSafetyViolation {
 689     pub fn error_msg(&self) -> Cow<'static, str> {
 690         match *self {
 691             ObjectSafetyViolation::SizedSelf(_) => "it requires `Self: Sized`".into(),
 692             ObjectSafetyViolation::SupertraitSelf(ref spans) => {
 693                 if spans.iter().any(|sp| *sp != DUMMY_SP) {
 694                     "it uses `Self` as a type parameter".into()
 695                 } else {
 696                     "it cannot use `Self` as a type parameter in a supertrait or `where`-clause"
 697                         .into()
 698                 }
 699             }
 700             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::StaticMethod(_, _, _), _) => {
 701                 format!("associated function `{}` has no `self` parameter", name).into()
 702             }
 703             ObjectSafetyViolation::Method(
 704                 name,
 705                 MethodViolationCode::ReferencesSelfInput(_),
 706                 DUMMY_SP,
 707             ) => format!("method `{}` references the `Self` type in its parameters", name).into(),
 708             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::ReferencesSelfInput(_), _) => {
 709                 format!("method `{}` references the `Self` type in this parameter", name).into()
 710             }
 711             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::ReferencesSelfOutput, _) => {
 712                 format!("method `{}` references the `Self` type in its return type", name).into()
 713             }
 714             ObjectSafetyViolation::Method(
 715                 name,
 716                 MethodViolationCode::WhereClauseReferencesSelf,
 717                 _,
 718             ) => {
 719                 format!("method `{}` references the `Self` type in its `where` clause", name).into()
 720             }
 721             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::Generic, _) => {
 722                 format!("method `{}` has generic type parameters", name).into()
 723             }
 724             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::UndispatchableReceiver, _) => {
 725                 format!("method `{}`'s `self` parameter cannot be dispatched on", name).into()
 726             }
 727             ObjectSafetyViolation::AssocConst(name, DUMMY_SP) => {
 728                 format!("it contains associated `const` `{}`", name).into()
 729             }
 730             ObjectSafetyViolation::AssocConst(..) => "it contains this associated `const`".into(),
 731             ObjectSafetyViolation::GAT(name, _) => {
 732                 format!("it contains the generic associated type `{}`", name).into()
 733             }
 734         }
 735     }
 736
 737     pub fn solution(&self, err: &mut DiagnosticBuilder<'_>) {
 738         match *self {
 739             ObjectSafetyViolation::SizedSelf(_) | ObjectSafetyViolation::SupertraitSelf(_) => {}
 740             ObjectSafetyViolation::Method(
 741                 name,
 742                 MethodViolationCode::StaticMethod(sugg, self_span, has_args),
 743                 _,
 744             ) => {
 745                 err.span_suggestion(
 746                     self_span,
 747                     &format!(
 748                         "consider turning `{}` into a method by giving it a `&self` argument",
 749                         name
 750                     ),
 751                     format!("&self{}", if has_args { ", " } else { "" }),
 752                     Applicability::MaybeIncorrect,
 753                 );
 754                 match sugg {
 755                     Some((sugg, span)) => {
 756                         err.span_suggestion(
 757                             span,
 758                             &format!(
 759                                 "alternatively, consider constraining `{}` so it does not apply to \
 760                                  trait objects",
 761                                 name
 762                             ),
 763                             sugg.to_string(),
 764                             Applicability::MaybeIncorrect,
 765                         );
 766                     }
 767                     None => {
 768                         err.help(&format!(
 769                             "consider turning `{}` into a method by giving it a `&self` \
 770                              argument or constraining it so it does not apply to trait objects",
 771                             name
 772                         ));
 773                     }
 774                 }
 775             }
 776             ObjectSafetyViolation::Method(
 777                 name,
 778                 MethodViolationCode::UndispatchableReceiver,
 779                 span,
 780             ) => {
 781                 err.span_suggestion(
 782                     span,
 783                     &format!(
 784                         "consider changing method `{}`'s `self` parameter to be `&self`",
 785                         name
 786                     ),
 787                     "&Self".to_string(),
 788                     Applicability::MachineApplicable,
 789                 );
 790             }
 791             ObjectSafetyViolation::AssocConst(name, _)
 792             | ObjectSafetyViolation::GAT(name, _)
 793             | ObjectSafetyViolation::Method(name, ..) => {
 794                 err.help(&format!("consider moving `{}` to another trait", name));
 795             }
 796         }
 797     }
 798
 799     pub fn spans(&self) -> SmallVec<[Span; 1]> {
 800         // When `span` comes from a separate crate, it'll be `DUMMY_SP`. Treat it as `None` so
 801         // diagnostics use a `note` instead of a `span_label`.
 802         match self {
 803             ObjectSafetyViolation::SupertraitSelf(spans)
 804             | ObjectSafetyViolation::SizedSelf(spans) => spans.clone(),
 805             ObjectSafetyViolation::AssocConst(_, span)
 806             | ObjectSafetyViolation::GAT(_, span)
 807             | ObjectSafetyViolation::Method(_, _, span)
 808                 if *span != DUMMY_SP =>
 809             {
 810                 smallvec![*span]
 811             }
 812             _ => smallvec![],
 813         }
 814     }
 815 }
 816
 817 /// Reasons a method might not be object-safe.
 818 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
 819 pub enum MethodViolationCode {
 820     /// e.g., `fn foo()`
 821     StaticMethod(Option<(&'static str, Span)>, Span, bool /* has args */),
 822
 823     /// e.g., `fn foo(&self, x: Self)`
 824     ReferencesSelfInput(usize),
 825
 826     /// e.g., `fn foo(&self) -> Self`
 827     ReferencesSelfOutput,
 828
 829     /// e.g., `fn foo(&self) where Self: Clone`
 830     WhereClauseReferencesSelf,
 831
 832     /// e.g., `fn foo<A>()`
 833     Generic,
 834
 835     /// the method's receiver (`self` argument) can't be dispatched on
 836     UndispatchableReceiver,
 837 }