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 pub mod util;
  11
  12 use crate::infer::canonical::Canonical;
  13 use crate::thir::abstract_const::NotConstEvaluatable;
  14 use crate::ty::subst::SubstsRef;
  15 use crate::ty::{self, AdtKind, Ty, TyCtxt};
  16
  17 use rustc_data_structures::sync::Lrc;
  18 use rustc_errors::{Applicability, DiagnosticBuilder};
  19 use rustc_hir as hir;
  20 use rustc_hir::def_id::{DefId, LocalDefId};
  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::hash::{Hash, Hasher};
  28 use std::ops::Deref;
  29
  30 pub use self::select::{EvaluationCache, EvaluationResult, OverflowError, SelectionCache};
  31
  32 pub type CanonicalChalkEnvironmentAndGoal<'tcx> = Canonical<'tcx, ChalkEnvironmentAndGoal<'tcx>>;
  33
  34 pub use self::ObligationCauseCode::*;
  35
  36 pub use self::chalk::{ChalkEnvironmentAndGoal, RustInterner as ChalkRustInterner};
  37
  38 /// Depending on the stage of compilation, we want projection to be
  39 /// more or less conservative.
  40 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
  41 pub enum Reveal {
  42     /// At type-checking time, we refuse to project any associated
  43     /// type that is marked `default`. Non-`default` ("final") types
  44     /// are always projected. This is necessary in general for
  45     /// soundness of specialization. However, we *could* allow
  46     /// projections in fully-monomorphic cases. We choose not to,
  47     /// because we prefer for `default type` to force the type
  48     /// definition to be treated abstractly by any consumers of the
  49     /// impl. Concretely, that means that the following example will
  50     /// fail to compile:
  51     ///
  52     /// ```
  53     /// trait Assoc {
  54     ///     type Output;
  55     /// }
  56     ///
  57     /// impl<T> Assoc for T {
  58     ///     default type Output = bool;
  59     /// }
  60     ///
  61     /// fn main() {
  62     ///     let <() as Assoc>::Output = true;
  63     /// }
  64     /// ```
  65     UserFacing,
  66
  67     /// At codegen time, all monomorphic projections will succeed.
  68     /// Also, `impl Trait` is normalized to the concrete type,
  69     /// which has to be already collected by type-checking.
  70     ///
  71     /// NOTE: as `impl Trait`'s concrete type should *never*
  72     /// be observable directly by the user, `Reveal::All`
  73     /// should not be used by checks which may expose
  74     /// type equality or type contents to the user.
  75     /// There are some exceptions, e.g., around auto traits and
  76     /// transmute-checking, which expose some details, but
  77     /// not the whole concrete type of the `impl Trait`.
  78     All,
  79 }
  80
  81 /// The reason why we incurred this obligation; used for error reporting.
  82 ///
  83 /// As the happy path does not care about this struct, storing this on the heap
  84 /// ends up increasing performance.
  85 ///
  86 /// We do not want to intern this as there are a lot of obligation causes which
  87 /// only live for a short period of time.
  88 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
  89 pub struct ObligationCause<'tcx> {
  90     /// `None` for `ObligationCause::dummy`, `Some` otherwise.
  91     data: Option<Lrc<ObligationCauseData<'tcx>>>,
  92 }
  93
  94 const DUMMY_OBLIGATION_CAUSE_DATA: ObligationCauseData<'static> =
  95     ObligationCauseData { span: DUMMY_SP, body_id: hir::CRATE_HIR_ID, code: MiscObligation };
  96
  97 // Correctly format `ObligationCause::dummy`.
  98 impl<'tcx> fmt::Debug for ObligationCause<'tcx> {
  99     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
 100         ObligationCauseData::fmt(self, f)
 101     }
 102 }
 103
 104 impl Deref for ObligationCause<'tcx> {
 105     type Target = ObligationCauseData<'tcx>;
 106
 107     #[inline(always)]
 108     fn deref(&self) -> &Self::Target {
 109         self.data.as_deref().unwrap_or(&DUMMY_OBLIGATION_CAUSE_DATA)
 110     }
 111 }
 112
 113 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Lift)]
 114 pub struct ObligationCauseData<'tcx> {
 115     pub span: Span,
 116
 117     /// The ID of the fn body that triggered this obligation. This is
 118     /// used for region obligations to determine the precise
 119     /// environment in which the region obligation should be evaluated
 120     /// (in particular, closures can add new assumptions). See the
 121     /// field `region_obligations` of the `FulfillmentContext` for more
 122     /// information.
 123     pub body_id: hir::HirId,
 124
 125     pub code: ObligationCauseCode<'tcx>,
 126 }
 127
 128 impl Hash for ObligationCauseData<'_> {
 129     fn hash<H: Hasher>(&self, state: &mut H) {
 130         self.body_id.hash(state);
 131         self.span.hash(state);
 132         std::mem::discriminant(&self.code).hash(state);
 133     }
 134 }
 135
 136 impl<'tcx> ObligationCause<'tcx> {
 137     #[inline]
 138     pub fn new(
 139         span: Span,
 140         body_id: hir::HirId,
 141         code: ObligationCauseCode<'tcx>,
 142     ) -> ObligationCause<'tcx> {
 143         ObligationCause { data: Some(Lrc::new(ObligationCauseData { span, body_id, code })) }
 144     }
 145
 146     pub fn misc(span: Span, body_id: hir::HirId) -> ObligationCause<'tcx> {
 147         ObligationCause::new(span, body_id, MiscObligation)
 148     }
 149
 150     pub fn dummy_with_span(span: Span) -> ObligationCause<'tcx> {
 151         ObligationCause::new(span, hir::CRATE_HIR_ID, MiscObligation)
 152     }
 153
 154     #[inline(always)]
 155     pub fn dummy() -> ObligationCause<'tcx> {
 156         ObligationCause { data: None }
 157     }
 158
 159     pub fn make_mut(&mut self) -> &mut ObligationCauseData<'tcx> {
 160         Lrc::make_mut(self.data.get_or_insert_with(|| Lrc::new(DUMMY_OBLIGATION_CAUSE_DATA)))
 161     }
 162
 163     pub fn span(&self, tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Span {
 164         match self.code {
 165             ObligationCauseCode::CompareImplMethodObligation { .. }
 166             | ObligationCauseCode::MainFunctionType
 167             | ObligationCauseCode::StartFunctionType => {
 168                 tcx.sess.source_map().guess_head_span(self.span)
 169             }
 170             ObligationCauseCode::MatchExpressionArm(box MatchExpressionArmCause {
 171                 arm_span,
 172                 ..
 173             }) => arm_span,
 174             _ => self.span,
 175         }
 176     }
 177 }
 178
 179 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
 180 pub struct UnifyReceiverContext<'tcx> {
 181     pub assoc_item: ty::AssocItem,
 182     pub param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
 183     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 184 }
 185
 186 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
 187 pub enum ObligationCauseCode<'tcx> {
 188     /// Not well classified or should be obvious from the span.
 189     MiscObligation,
 190
 191     /// A slice or array is WF only if `T: Sized`.
 192     SliceOrArrayElem,
 193
 194     /// A tuple is WF only if its middle elements are `Sized`.
 195     TupleElem,
 196
 197     /// This is the trait reference from the given projection.
 198     ProjectionWf(ty::ProjectionTy<'tcx>),
 199
 200     /// In an impl of trait `X` for type `Y`, type `Y` must
 201     /// also implement all supertraits of `X`.
 202     ItemObligation(DefId),
 203
 204     /// Like `ItemObligation`, but with extra detail on the source of the obligation.
 205     BindingObligation(DefId, Span),
 206
 207     /// A type like `&'a T` is WF only if `T: 'a`.
 208     ReferenceOutlivesReferent(Ty<'tcx>),
 209
 210     /// A type like `Box<Foo<'a> + 'b>` is WF only if `'b: 'a`.
 211     ObjectTypeBound(Ty<'tcx>, ty::Region<'tcx>),
 212
 213     /// Obligation incurred due to an object cast.
 214     ObjectCastObligation(/* Object type */ Ty<'tcx>),
 215
 216     /// Obligation incurred due to a coercion.
 217     Coercion {
 218         source: Ty<'tcx>,
 219         target: Ty<'tcx>,
 220     },
 221
 222     /// Various cases where expressions must be `Sized` / `Copy` / etc.
 223     /// `L = X` implies that `L` is `Sized`.
 224     AssignmentLhsSized,
 225     /// `(x1, .., xn)` must be `Sized`.
 226     TupleInitializerSized,
 227     /// `S { ... }` must be `Sized`.
 228     StructInitializerSized,
 229     /// Type of each variable must be `Sized`.
 230     VariableType(hir::HirId),
 231     /// Argument type must be `Sized`.
 232     SizedArgumentType(Option<Span>),
 233     /// Return type must be `Sized`.
 234     SizedReturnType,
 235     /// Yield type must be `Sized`.
 236     SizedYieldType,
 237     /// Box expression result type must be `Sized`.
 238     SizedBoxType,
 239     /// Inline asm operand type must be `Sized`.
 240     InlineAsmSized,
 241     /// `[T, ..n]` implies that `T` must be `Copy`.
 242     /// If the function in the array repeat expression is a `const fn`,
 243     /// display a help message suggesting to move the function call to a
 244     /// new `const` item while saying that `T` doesn't implement `Copy`.
 245     RepeatVec(bool),
 246
 247     /// Types of fields (other than the last, except for packed structs) in a struct must be sized.
 248     FieldSized {
 249         adt_kind: AdtKind,
 250         span: Span,
 251         last: bool,
 252     },
 253
 254     /// Constant expressions must be sized.
 255     ConstSized,
 256
 257     /// `static` items must have `Sync` type.
 258     SharedStatic,
 259
 260     BuiltinDerivedObligation(DerivedObligationCause<'tcx>),
 261
 262     ImplDerivedObligation(DerivedObligationCause<'tcx>),
 263
 264     DerivedObligation(DerivedObligationCause<'tcx>),
 265
 266     FunctionArgumentObligation {
 267         /// The node of the relevant argument in the function call.
 268         arg_hir_id: hir::HirId,
 269         /// The node of the function call.
 270         call_hir_id: hir::HirId,
 271         /// The obligation introduced by this argument.
 272         parent_code: Lrc<ObligationCauseCode<'tcx>>,
 273     },
 274
 275     /// Error derived when matching traits/impls; see ObligationCause for more details
 276     CompareImplConstObligation,
 277
 278     /// Error derived when matching traits/impls; see ObligationCause for more details
 279     CompareImplMethodObligation {
 280         impl_item_def_id: DefId,
 281         trait_item_def_id: DefId,
 282     },
 283
 284     /// Error derived when matching traits/impls; see ObligationCause for more details
 285     CompareImplTypeObligation {
 286         impl_item_def_id: DefId,
 287         trait_item_def_id: DefId,
 288     },
 289
 290     /// Checking that this expression can be assigned where it needs to be
 291     // FIXME(eddyb) #11161 is the original Expr required?
 292     ExprAssignable,
 293
 294     /// Computing common supertype in the arms of a match expression
 295     MatchExpressionArm(Box<MatchExpressionArmCause<'tcx>>),
 296
 297     /// Type error arising from type checking a pattern against an expected type.
 298     Pattern {
 299         /// The span of the scrutinee or type expression which caused the `root_ty` type.
 300         span: Option<Span>,
 301         /// The root expected type induced by a scrutinee or type expression.
 302         root_ty: Ty<'tcx>,
 303         /// Whether the `Span` came from an expression or a type expression.
 304         origin_expr: bool,
 305     },
 306
 307     /// Constants in patterns must have `Structural` type.
 308     ConstPatternStructural,
 309
 310     /// Computing common supertype in an if expression
 311     IfExpression(Box<IfExpressionCause>),
 312
 313     /// Computing common supertype of an if expression with no else counter-part
 314     IfExpressionWithNoElse,
 315
 316     /// `main` has wrong type
 317     MainFunctionType,
 318
 319     /// `start` has wrong type
 320     StartFunctionType,
 321
 322     /// Intrinsic has wrong type
 323     IntrinsicType,
 324
 325     /// A let else block does not diverge
 326     LetElse,
 327
 328     /// Method receiver
 329     MethodReceiver,
 330
 331     UnifyReceiver(Box<UnifyReceiverContext<'tcx>>),
 332
 333     /// `return` with no expression
 334     ReturnNoExpression,
 335
 336     /// `return` with an expression
 337     ReturnValue(hir::HirId),
 338
 339     /// Return type of this function
 340     ReturnType,
 341
 342     /// Block implicit return
 343     BlockTailExpression(hir::HirId),
 344
 345     /// #[feature(trivial_bounds)] is not enabled
 346     TrivialBound,
 347
 348     /// If `X` is the concrete type of an opaque type `impl Y`, then `X` must implement `Y`
 349     OpaqueType,
 350
 351     AwaitableExpr,
 352
 353     /// Well-formed checking. If a `WellFormedLoc` is provided,
 354     /// then it will be used to eprform HIR-based wf checking
 355     /// after an error occurs, in order to generate a more precise error span.
 356     /// This is purely for diagnostic purposes - it is always
 357     /// correct to use `MiscObligation` instead, or to specify
 358     /// `WellFormed(None)`
 359     WellFormed(Option<WellFormedLoc>),
 360
 361     /// From `match_impl`. The cause for us having to match an impl, and the DefId we are matching against.
 362     MatchImpl(ObligationCause<'tcx>, DefId),
 363 }
 364
 365 /// The 'location' at which we try to perform HIR-based wf checking.
 366 /// This information is used to obtain an `hir::Ty`, which
 367 /// we can walk in order to obtain precise spans for any
 368 /// 'nested' types (e.g. `Foo` in `Option<Foo>`).
 369 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable)]
 370 pub enum WellFormedLoc {
 371     /// Use the type of the provided definition.
 372     Ty(LocalDefId),
 373     /// Use the type of the parameter of the provided function.
 374     /// We cannot use `hir::Param`, since the function may
 375     /// not have a body (e.g. a trait method definition)
 376     Param {
 377         /// The function to lookup the parameter in
 378         function: LocalDefId,
 379         /// The index of the parameter to use.
 380         /// Parameters are indexed from 0, with the return type
 381         /// being the last 'parameter'
 382         param_idx: u16,
 383     },
 384 }
 385
 386 impl ObligationCauseCode<'_> {
 387     // Return the base obligation, ignoring derived obligations.
 388     pub fn peel_derives(&self) -> &Self {
 389         let mut base_cause = self;
 390         while let BuiltinDerivedObligation(DerivedObligationCause { parent_code, .. })
 391         | ImplDerivedObligation(DerivedObligationCause { parent_code, .. })
 392         | DerivedObligation(DerivedObligationCause { parent_code, .. })
 393         | FunctionArgumentObligation { parent_code, .. } = base_cause
 394         {
 395             base_cause = &parent_code;
 396         }
 397         base_cause
 398     }
 399 }
 400
 401 // `ObligationCauseCode` is used a lot. Make sure it doesn't unintentionally get bigger.
 402 #[cfg(all(target_arch = "x86_64", target_pointer_width = "64"))]
 403 static_assert_size!(ObligationCauseCode<'_>, 40);
 404
 405 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
 406 pub enum StatementAsExpression {
 407     CorrectType,
 408     NeedsBoxing,
 409 }
 410
 411 impl<'tcx> ty::Lift<'tcx> for StatementAsExpression {
 412     type Lifted = StatementAsExpression;
 413     fn lift_to_tcx(self, _tcx: TyCtxt<'tcx>) -> Option<StatementAsExpression> {
 414         Some(self)
 415     }
 416 }
 417
 418 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
 419 pub struct MatchExpressionArmCause<'tcx> {
 420     pub arm_span: Span,
 421     pub scrut_span: Span,
 422     pub semi_span: Option<(Span, StatementAsExpression)>,
 423     pub source: hir::MatchSource,
 424     pub prior_arms: Vec<Span>,
 425     pub last_ty: Ty<'tcx>,
 426     pub scrut_hir_id: hir::HirId,
 427     pub opt_suggest_box_span: Option<Span>,
 428 }
 429
 430 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash)]
 431 pub struct IfExpressionCause {
 432     pub then: Span,
 433     pub else_sp: Span,
 434     pub outer: Option<Span>,
 435     pub semicolon: Option<(Span, StatementAsExpression)>,
 436     pub opt_suggest_box_span: Option<Span>,
 437 }
 438
 439 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, Lift)]
 440 pub struct DerivedObligationCause<'tcx> {
 441     /// The trait reference of the parent obligation that led to the
 442     /// current obligation. Note that only trait obligations lead to
 443     /// derived obligations, so we just store the trait reference here
 444     /// directly.
 445     pub parent_trait_ref: ty::PolyTraitRef<'tcx>,
 446
 447     /// The parent trait had this cause.
 448     pub parent_code: Lrc<ObligationCauseCode<'tcx>>,
 449 }
 450
 451 #[derive(Clone, Debug, TypeFoldable, Lift)]
 452 pub enum SelectionError<'tcx> {
 453     /// The trait is not implemented.
 454     Unimplemented,
 455     /// After a closure impl has selected, its "outputs" were evaluated
 456     /// (which for closures includes the "input" type params) and they
 457     /// didn't resolve. See `confirm_poly_trait_refs` for more.
 458     OutputTypeParameterMismatch(
 459         ty::PolyTraitRef<'tcx>,
 460         ty::PolyTraitRef<'tcx>,
 461         ty::error::TypeError<'tcx>,
 462     ),
 463     /// The trait pointed by `DefId` is not object safe.
 464     TraitNotObjectSafe(DefId),
 465     /// A given constant couldn't be evaluated.
 466     NotConstEvaluatable(NotConstEvaluatable),
 467     /// Exceeded the recursion depth during type projection.
 468     Overflow,
 469     /// Signaling that an error has already been emitted, to avoid
 470     /// multiple errors being shown.
 471     ErrorReporting,
 472     /// Multiple applicable `impl`s where found. The `DefId`s correspond to
 473     /// all the `impl`s' Items.
 474     Ambiguous(Vec<DefId>),
 475 }
 476
 477 /// When performing resolution, it is typically the case that there
 478 /// can be one of three outcomes:
 479 ///
 480 /// - `Ok(Some(r))`: success occurred with result `r`
 481 /// - `Ok(None)`: could not definitely determine anything, usually due
 482 ///   to inconclusive type inference.
 483 /// - `Err(e)`: error `e` occurred
 484 pub type SelectionResult<'tcx, T> = Result<Option<T>, SelectionError<'tcx>>;
 485
 486 /// Given the successful resolution of an obligation, the `ImplSource`
 487 /// indicates where the impl comes from.
 488 ///
 489 /// For example, the obligation may be satisfied by a specific impl (case A),
 490 /// or it may be relative to some bound that is in scope (case B).
 491 ///
 492 /// ```
 493 /// impl<T:Clone> Clone<T> for Option<T> { ... } // Impl_1
 494 /// impl<T:Clone> Clone<T> for Box<T> { ... }    // Impl_2
 495 /// impl Clone for i32 { ... }                   // Impl_3
 496 ///
 497 /// fn foo<T: Clone>(concrete: Option<Box<i32>>, param: T, mixed: Option<T>) {
 498 ///     // Case A: ImplSource points at a specific impl. Only possible when
 499 ///     // type is concretely known. If the impl itself has bounded
 500 ///     // type parameters, ImplSource will carry resolutions for those as well:
 501 ///     concrete.clone(); // ImpleSource(Impl_1, [ImplSource(Impl_2, [ImplSource(Impl_3)])])
 502 ///
 503 ///     // Case A: ImplSource points at a specific impl. Only possible when
 504 ///     // type is concretely known. If the impl itself has bounded
 505 ///     // type parameters, ImplSource will carry resolutions for those as well:
 506 ///     concrete.clone(); // ImplSource(Impl_1, [ImplSource(Impl_2, [ImplSource(Impl_3)])])
 507 ///
 508 ///     // Case B: ImplSource must be provided by caller. This applies when
 509 ///     // type is a type parameter.
 510 ///     param.clone();    // ImplSource::Param
 511 ///
 512 ///     // Case C: A mix of cases A and B.
 513 ///     mixed.clone();    // ImplSource(Impl_1, [ImplSource::Param])
 514 /// }
 515 /// ```
 516 ///
 517 /// ### The type parameter `N`
 518 ///
 519 /// See explanation on `ImplSourceUserDefinedData`.
 520 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 521 pub enum ImplSource<'tcx, N> {
 522     /// ImplSource identifying a particular impl.
 523     UserDefined(ImplSourceUserDefinedData<'tcx, N>),
 524
 525     /// ImplSource for auto trait implementations.
 526     /// This carries the information and nested obligations with regards
 527     /// to an auto implementation for a trait `Trait`. The nested obligations
 528     /// ensure the trait implementation holds for all the constituent types.
 529     AutoImpl(ImplSourceAutoImplData<N>),
 530
 531     /// Successful resolution to an obligation provided by the caller
 532     /// for some type parameter. The `Vec<N>` represents the
 533     /// obligations incurred from normalizing the where-clause (if
 534     /// any).
 535     Param(Vec<N>, ty::BoundConstness),
 536
 537     /// Virtual calls through an object.
 538     Object(ImplSourceObjectData<'tcx, N>),
 539
 540     /// Successful resolution for a builtin trait.
 541     Builtin(ImplSourceBuiltinData<N>),
 542
 543     /// ImplSource for trait upcasting coercion
 544     TraitUpcasting(ImplSourceTraitUpcastingData<'tcx, N>),
 545
 546     /// ImplSource automatically generated for a closure. The `DefId` is the ID
 547     /// of the closure expression. This is an `ImplSource::UserDefined` in spirit, but the
 548     /// impl is generated by the compiler and does not appear in the source.
 549     Closure(ImplSourceClosureData<'tcx, N>),
 550
 551     /// Same as above, but for a function pointer type with the given signature.
 552     FnPointer(ImplSourceFnPointerData<'tcx, N>),
 553
 554     /// ImplSource for a builtin `DeterminantKind` trait implementation.
 555     DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData),
 556
 557     /// ImplSource for a builtin `Pointee` trait implementation.
 558     Pointee(ImplSourcePointeeData),
 559
 560     /// ImplSource automatically generated for a generator.
 561     Generator(ImplSourceGeneratorData<'tcx, N>),
 562
 563     /// ImplSource for a trait alias.
 564     TraitAlias(ImplSourceTraitAliasData<'tcx, N>),
 565
 566     /// ImplSource for a `const Drop` implementation.
 567     ConstDrop(ImplSourceConstDropData),
 568 }
 569
 570 impl<'tcx, N> ImplSource<'tcx, N> {
 571     pub fn nested_obligations(self) -> Vec<N> {
 572         match self {
 573             ImplSource::UserDefined(i) => i.nested,
 574             ImplSource::Param(n, _) => n,
 575             ImplSource::Builtin(i) => i.nested,
 576             ImplSource::AutoImpl(d) => d.nested,
 577             ImplSource::Closure(c) => c.nested,
 578             ImplSource::Generator(c) => c.nested,
 579             ImplSource::Object(d) => d.nested,
 580             ImplSource::FnPointer(d) => d.nested,
 581             ImplSource::DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData)
 582             | ImplSource::Pointee(ImplSourcePointeeData)
 583             | ImplSource::ConstDrop(ImplSourceConstDropData) => Vec::new(),
 584             ImplSource::TraitAlias(d) => d.nested,
 585             ImplSource::TraitUpcasting(d) => d.nested,
 586         }
 587     }
 588
 589     pub fn borrow_nested_obligations(&self) -> &[N] {
 590         match &self {
 591             ImplSource::UserDefined(i) => &i.nested[..],
 592             ImplSource::Param(n, _) => &n,
 593             ImplSource::Builtin(i) => &i.nested,
 594             ImplSource::AutoImpl(d) => &d.nested,
 595             ImplSource::Closure(c) => &c.nested,
 596             ImplSource::Generator(c) => &c.nested,
 597             ImplSource::Object(d) => &d.nested,
 598             ImplSource::FnPointer(d) => &d.nested,
 599             ImplSource::DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData)
 600             | ImplSource::Pointee(ImplSourcePointeeData)
 601             | ImplSource::ConstDrop(ImplSourceConstDropData) => &[],
 602             ImplSource::TraitAlias(d) => &d.nested,
 603             ImplSource::TraitUpcasting(d) => &d.nested,
 604         }
 605     }
 606
 607     pub fn map<M, F>(self, f: F) -> ImplSource<'tcx, M>
 608     where
 609         F: FnMut(N) -> M,
 610     {
 611         match self {
 612             ImplSource::UserDefined(i) => ImplSource::UserDefined(ImplSourceUserDefinedData {
 613                 impl_def_id: i.impl_def_id,
 614                 substs: i.substs,
 615                 nested: i.nested.into_iter().map(f).collect(),
 616             }),
 617             ImplSource::Param(n, ct) => ImplSource::Param(n.into_iter().map(f).collect(), ct),
 618             ImplSource::Builtin(i) => ImplSource::Builtin(ImplSourceBuiltinData {
 619                 nested: i.nested.into_iter().map(f).collect(),
 620             }),
 621             ImplSource::Object(o) => ImplSource::Object(ImplSourceObjectData {
 622                 upcast_trait_ref: o.upcast_trait_ref,
 623                 vtable_base: o.vtable_base,
 624                 nested: o.nested.into_iter().map(f).collect(),
 625             }),
 626             ImplSource::AutoImpl(d) => ImplSource::AutoImpl(ImplSourceAutoImplData {
 627                 trait_def_id: d.trait_def_id,
 628                 nested: d.nested.into_iter().map(f).collect(),
 629             }),
 630             ImplSource::Closure(c) => ImplSource::Closure(ImplSourceClosureData {
 631                 closure_def_id: c.closure_def_id,
 632                 substs: c.substs,
 633                 nested: c.nested.into_iter().map(f).collect(),
 634             }),
 635             ImplSource::Generator(c) => ImplSource::Generator(ImplSourceGeneratorData {
 636                 generator_def_id: c.generator_def_id,
 637                 substs: c.substs,
 638                 nested: c.nested.into_iter().map(f).collect(),
 639             }),
 640             ImplSource::FnPointer(p) => ImplSource::FnPointer(ImplSourceFnPointerData {
 641                 fn_ty: p.fn_ty,
 642                 nested: p.nested.into_iter().map(f).collect(),
 643             }),
 644             ImplSource::DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData) => {
 645                 ImplSource::DiscriminantKind(ImplSourceDiscriminantKindData)
 646             }
 647             ImplSource::Pointee(ImplSourcePointeeData) => {
 648                 ImplSource::Pointee(ImplSourcePointeeData)
 649             }
 650             ImplSource::TraitAlias(d) => ImplSource::TraitAlias(ImplSourceTraitAliasData {
 651                 alias_def_id: d.alias_def_id,
 652                 substs: d.substs,
 653                 nested: d.nested.into_iter().map(f).collect(),
 654             }),
 655             ImplSource::TraitUpcasting(d) => {
 656                 ImplSource::TraitUpcasting(ImplSourceTraitUpcastingData {
 657                     upcast_trait_ref: d.upcast_trait_ref,
 658                     vtable_vptr_slot: d.vtable_vptr_slot,
 659                     nested: d.nested.into_iter().map(f).collect(),
 660                 })
 661             }
 662             ImplSource::ConstDrop(ImplSourceConstDropData) => {
 663                 ImplSource::ConstDrop(ImplSourceConstDropData)
 664             }
 665         }
 666     }
 667 }
 668
 669 /// Identifies a particular impl in the source, along with a set of
 670 /// substitutions from the impl's type/lifetime parameters. The
 671 /// `nested` vector corresponds to the nested obligations attached to
 672 /// the impl's type parameters.
 673 ///
 674 /// The type parameter `N` indicates the type used for "nested
 675 /// obligations" that are required by the impl. During type-check, this
 676 /// is `Obligation`, as one might expect. During codegen, however, this
 677 /// is `()`, because codegen only requires a shallow resolution of an
 678 /// impl, and nested obligations are satisfied later.
 679 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 680 pub struct ImplSourceUserDefinedData<'tcx, N> {
 681     pub impl_def_id: DefId,
 682     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 683     pub nested: Vec<N>,
 684 }
 685
 686 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 687 pub struct ImplSourceGeneratorData<'tcx, N> {
 688     pub generator_def_id: DefId,
 689     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 690     /// Nested obligations. This can be non-empty if the generator
 691     /// signature contains associated types.
 692     pub nested: Vec<N>,
 693 }
 694
 695 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 696 pub struct ImplSourceClosureData<'tcx, N> {
 697     pub closure_def_id: DefId,
 698     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 699     /// Nested obligations. This can be non-empty if the closure
 700     /// signature contains associated types.
 701     pub nested: Vec<N>,
 702 }
 703
 704 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 705 pub struct ImplSourceAutoImplData<N> {
 706     pub trait_def_id: DefId,
 707     pub nested: Vec<N>,
 708 }
 709
 710 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 711 pub struct ImplSourceTraitUpcastingData<'tcx, N> {
 712     /// `Foo` upcast to the obligation trait. This will be some supertrait of `Foo`.
 713     pub upcast_trait_ref: ty::PolyTraitRef<'tcx>,
 714
 715     /// The vtable is formed by concatenating together the method lists of
 716     /// the base object trait and all supertraits, pointers to supertrait vtable will
 717     /// be provided when necessary; this is the position of `upcast_trait_ref`'s vtable
 718     /// within that vtable.
 719     pub vtable_vptr_slot: Option<usize>,
 720
 721     pub nested: Vec<N>,
 722 }
 723
 724 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 725 pub struct ImplSourceBuiltinData<N> {
 726     pub nested: Vec<N>,
 727 }
 728
 729 #[derive(PartialEq, Eq, Clone, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 730 pub struct ImplSourceObjectData<'tcx, N> {
 731     /// `Foo` upcast to the obligation trait. This will be some supertrait of `Foo`.
 732     pub upcast_trait_ref: ty::PolyTraitRef<'tcx>,
 733
 734     /// The vtable is formed by concatenating together the method lists of
 735     /// the base object trait and all supertraits, pointers to supertrait vtable will
 736     /// be provided when necessary; this is the start of `upcast_trait_ref`'s methods
 737     /// in that vtable.
 738     pub vtable_base: usize,
 739
 740     pub nested: Vec<N>,
 741 }
 742
 743 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 744 pub struct ImplSourceFnPointerData<'tcx, N> {
 745     pub fn_ty: Ty<'tcx>,
 746     pub nested: Vec<N>,
 747 }
 748
 749 // FIXME(@lcnr): This should be  refactored and merged with other builtin vtables.
 750 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
 751 pub struct ImplSourceDiscriminantKindData;
 752
 753 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
 754 pub struct ImplSourcePointeeData;
 755
 756 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable)]
 757 pub struct ImplSourceConstDropData;
 758
 759 #[derive(Clone, PartialEq, Eq, TyEncodable, TyDecodable, HashStable, TypeFoldable, Lift)]
 760 pub struct ImplSourceTraitAliasData<'tcx, N> {
 761     pub alias_def_id: DefId,
 762     pub substs: SubstsRef<'tcx>,
 763     pub nested: Vec<N>,
 764 }
 765
 766 #[derive(Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, PartialOrd, Ord)]
 767 pub enum ObjectSafetyViolation {
 768     /// `Self: Sized` declared on the trait.
 769     SizedSelf(SmallVec<[Span; 1]>),
 770
 771     /// Supertrait reference references `Self` an in illegal location
 772     /// (e.g., `trait Foo : Bar<Self>`).
 773     SupertraitSelf(SmallVec<[Span; 1]>),
 774
 775     /// Method has something illegal.
 776     Method(Symbol, MethodViolationCode, Span),
 777
 778     /// Associated const.
 779     AssocConst(Symbol, Span),
 780
 781     /// GAT
 782     GAT(Symbol, Span),
 783 }
 784
 785 impl ObjectSafetyViolation {
 786     pub fn error_msg(&self) -> Cow<'static, str> {
 787         match *self {
 788             ObjectSafetyViolation::SizedSelf(_) => "it requires `Self: Sized`".into(),
 789             ObjectSafetyViolation::SupertraitSelf(ref spans) => {
 790                 if spans.iter().any(|sp| *sp != DUMMY_SP) {
 791                     "it uses `Self` as a type parameter".into()
 792                 } else {
 793                     "it cannot use `Self` as a type parameter in a supertrait or `where`-clause"
 794                         .into()
 795                 }
 796             }
 797             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::StaticMethod(_, _, _), _) => {
 798                 format!("associated function `{}` has no `self` parameter", name).into()
 799             }
 800             ObjectSafetyViolation::Method(
 801                 name,
 802                 MethodViolationCode::ReferencesSelfInput(_),
 803                 DUMMY_SP,
 804             ) => format!("method `{}` references the `Self` type in its parameters", name).into(),
 805             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::ReferencesSelfInput(_), _) => {
 806                 format!("method `{}` references the `Self` type in this parameter", name).into()
 807             }
 808             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::ReferencesSelfOutput, _) => {
 809                 format!("method `{}` references the `Self` type in its return type", name).into()
 810             }
 811             ObjectSafetyViolation::Method(
 812                 name,
 813                 MethodViolationCode::WhereClauseReferencesSelf,
 814                 _,
 815             ) => {
 816                 format!("method `{}` references the `Self` type in its `where` clause", name).into()
 817             }
 818             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::Generic, _) => {
 819                 format!("method `{}` has generic type parameters", name).into()
 820             }
 821             ObjectSafetyViolation::Method(name, MethodViolationCode::UndispatchableReceiver, _) => {
 822                 format!("method `{}`'s `self` parameter cannot be dispatched on", name).into()
 823             }
 824             ObjectSafetyViolation::AssocConst(name, DUMMY_SP) => {
 825                 format!("it contains associated `const` `{}`", name).into()
 826             }
 827             ObjectSafetyViolation::AssocConst(..) => "it contains this associated `const`".into(),
 828             ObjectSafetyViolation::GAT(name, _) => {
 829                 format!("it contains the generic associated type `{}`", name).into()
 830             }
 831         }
 832     }
 833
 834     pub fn solution(&self, err: &mut DiagnosticBuilder<'_>) {
 835         match *self {
 836             ObjectSafetyViolation::SizedSelf(_) | ObjectSafetyViolation::SupertraitSelf(_) => {}
 837             ObjectSafetyViolation::Method(
 838                 name,
 839                 MethodViolationCode::StaticMethod(sugg, self_span, has_args),
 840                 _,
 841             ) => {
 842                 err.span_suggestion(
 843                     self_span,
 844                     &format!(
 845                         "consider turning `{}` into a method by giving it a `&self` argument",
 846                         name
 847                     ),
 848                     format!("&self{}", if has_args { ", " } else { "" }),
 849                     Applicability::MaybeIncorrect,
 850                 );
 851                 match sugg {
 852                     Some((sugg, span)) => {
 853                         err.span_suggestion(
 854                             span,
 855                             &format!(
 856                                 "alternatively, consider constraining `{}` so it does not apply to \
 857                                  trait objects",
 858                                 name
 859                             ),
 860                             sugg.to_string(),
 861                             Applicability::MaybeIncorrect,
 862                         );
 863                     }
 864                     None => {
 865                         err.help(&format!(
 866                             "consider turning `{}` into a method by giving it a `&self` \
 867                              argument or constraining it so it does not apply to trait objects",
 868                             name
 869                         ));
 870                     }
 871                 }
 872             }
 873             ObjectSafetyViolation::Method(
 874                 name,
 875                 MethodViolationCode::UndispatchableReceiver,
 876                 span,
 877             ) => {
 878                 err.span_suggestion(
 879                     span,
 880                     &format!(
 881                         "consider changing method `{}`'s `self` parameter to be `&self`",
 882                         name
 883                     ),
 884                     "&Self".to_string(),
 885                     Applicability::MachineApplicable,
 886                 );
 887             }
 888             ObjectSafetyViolation::AssocConst(name, _)
 889             | ObjectSafetyViolation::GAT(name, _)
 890             | ObjectSafetyViolation::Method(name, ..) => {
 891                 err.help(&format!("consider moving `{}` to another trait", name));
 892             }
 893         }
 894     }
 895
 896     pub fn spans(&self) -> SmallVec<[Span; 1]> {
 897         // When `span` comes from a separate crate, it'll be `DUMMY_SP`. Treat it as `None` so
 898         // diagnostics use a `note` instead of a `span_label`.
 899         match self {
 900             ObjectSafetyViolation::SupertraitSelf(spans)
 901             | ObjectSafetyViolation::SizedSelf(spans) => spans.clone(),
 902             ObjectSafetyViolation::AssocConst(_, span)
 903             | ObjectSafetyViolation::GAT(_, span)
 904             | ObjectSafetyViolation::Method(_, _, span)
 905                 if *span != DUMMY_SP =>
 906             {
 907                 smallvec![*span]
 908             }
 909             _ => smallvec![],
 910         }
 911     }
 912 }
 913
 914 /// Reasons a method might not be object-safe.
 915 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, Hash, HashStable, PartialOrd, Ord)]
 916 pub enum MethodViolationCode {
 917     /// e.g., `fn foo()`
 918     StaticMethod(Option<(&'static str, Span)>, Span, bool /* has args */),
 919
 920     /// e.g., `fn foo(&self, x: Self)`
 921     ReferencesSelfInput(usize),
 922
 923     /// e.g., `fn foo(&self) -> Self`
 924     ReferencesSelfOutput,
 925
 926     /// e.g., `fn foo(&self) where Self: Clone`
 927     WhereClauseReferencesSelf,
 928
 929     /// e.g., `fn foo<A>()`
 930     Generic,
 931
 932     /// the method's receiver (`self` argument) can't be dispatched on
 933     UndispatchableReceiver,
 934 }