]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_typeck/src/check/coercion.rs
Rollup merge of #101450 - ehuss:relnotes-95346, r=Mark-Simulacrum
[rust.git] / compiler / rustc_typeck / src / check / 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::astconv::AstConv;
39 use crate::check::FnCtxt;
40 use rustc_errors::{
41     struct_span_err, Applicability, Diagnostic, DiagnosticBuilder, ErrorGuaranteed, MultiSpan,
42 };
43 use rustc_hir as hir;
44 use rustc_hir::def_id::DefId;
45 use rustc_hir::intravisit::{self, Visitor};
46 use rustc_hir::Expr;
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, ToPredicate, 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::InferCtxtExt as _;
65 use rustc_trait_selection::traits::{self, ObligationCause, ObligationCauseCode};
66
67 use smallvec::{smallvec, SmallVec};
68 use std::ops::Deref;
69
70 struct Coerce<'a, 'tcx> {
71     fcx: &'a FnCtxt<'a, 'tcx>,
72     cause: ObligationCause<'tcx>,
73     use_lub: bool,
74     /// Determines whether or not allow_two_phase_borrow is set on any
75     /// autoref adjustments we create while coercing. We don't want to
76     /// allow deref coercions to create two-phase borrows, at least initially,
77     /// but we do need two-phase borrows for function argument reborrows.
78     /// See #47489 and #48598
79     /// See docs on the "AllowTwoPhase" type for a more detailed discussion
80     allow_two_phase: AllowTwoPhase,
81 }
82
83 impl<'a, 'tcx> Deref for Coerce<'a, 'tcx> {
84     type Target = FnCtxt<'a, 'tcx>;
85     fn deref(&self) -> &Self::Target {
86         &self.fcx
87     }
88 }
89
90 type CoerceResult<'tcx> = InferResult<'tcx, (Vec<Adjustment<'tcx>>, Ty<'tcx>)>;
91
92 struct CollectRetsVisitor<'tcx> {
93     ret_exprs: Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
94 }
95
96 impl<'tcx> Visitor<'tcx> for CollectRetsVisitor<'tcx> {
97     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx Expr<'tcx>) {
98         if let hir::ExprKind::Ret(_) = expr.kind {
99             self.ret_exprs.push(expr);
100         }
101         intravisit::walk_expr(self, expr);
102     }
103 }
104
105 /// Coercing a mutable reference to an immutable works, while
106 /// coercing `&T` to `&mut T` should be forbidden.
107 fn coerce_mutbls<'tcx>(
108     from_mutbl: hir::Mutability,
109     to_mutbl: hir::Mutability,
110 ) -> RelateResult<'tcx, ()> {
111     match (from_mutbl, to_mutbl) {
112         (hir::Mutability::Mut, hir::Mutability::Mut | hir::Mutability::Not)
113         | (hir::Mutability::Not, hir::Mutability::Not) => Ok(()),
114         (hir::Mutability::Not, hir::Mutability::Mut) => Err(TypeError::Mutability),
115     }
116 }
117
118 /// Do not require any adjustments, i.e. coerce `x -> x`.
119 fn identity(_: Ty<'_>) -> Vec<Adjustment<'_>> {
120     vec![]
121 }
122
123 fn simple<'tcx>(kind: Adjust<'tcx>) -> impl FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>> {
124     move |target| vec![Adjustment { kind, target }]
125 }
126
127 /// This always returns `Ok(...)`.
128 fn success<'tcx>(
129     adj: Vec<Adjustment<'tcx>>,
130     target: Ty<'tcx>,
131     obligations: traits::PredicateObligations<'tcx>,
132 ) -> CoerceResult<'tcx> {
133     Ok(InferOk { value: (adj, target), obligations })
134 }
135
136 impl<'f, 'tcx> Coerce<'f, 'tcx> {
137     fn new(
138         fcx: &'f FnCtxt<'f, 'tcx>,
139         cause: ObligationCause<'tcx>,
140         allow_two_phase: AllowTwoPhase,
141     ) -> Self {
142         Coerce { fcx, cause, allow_two_phase, use_lub: false }
143     }
144
145     fn unify(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> InferResult<'tcx, Ty<'tcx>> {
146         debug!("unify(a: {:?}, b: {:?}, use_lub: {})", a, b, self.use_lub);
147         self.commit_if_ok(|_| {
148             if self.use_lub {
149                 self.at(&self.cause, self.fcx.param_env).lub(b, a)
150             } else {
151                 self.at(&self.cause, self.fcx.param_env)
152                     .sup(b, a)
153                     .map(|InferOk { value: (), obligations }| InferOk { value: a, obligations })
154             }
155         })
156     }
157
158     /// Unify two types (using sub or lub) and produce a specific coercion.
159     fn unify_and<F>(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>, f: F) -> CoerceResult<'tcx>
160     where
161         F: FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
162     {
163         self.unify(a, b)
164             .and_then(|InferOk { value: ty, obligations }| success(f(ty), ty, obligations))
165     }
166
167     #[instrument(skip(self))]
168     fn coerce(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> CoerceResult<'tcx> {
169         // First, remove any resolved type variables (at the top level, at least):
170         let a = self.shallow_resolve(a);
171         let b = self.shallow_resolve(b);
172         debug!("Coerce.tys({:?} => {:?})", a, b);
173
174         // Just ignore error types.
175         if a.references_error() || b.references_error() {
176             return success(vec![], self.fcx.tcx.ty_error(), vec![]);
177         }
178
179         // Coercing from `!` to any type is allowed:
180         if a.is_never() {
181             return success(simple(Adjust::NeverToAny)(b), b, vec![]);
182         }
183
184         // Coercing *from* an unresolved inference variable means that
185         // we have no information about the source type. This will always
186         // ultimately fall back to some form of subtyping.
187         if a.is_ty_var() {
188             return self.coerce_from_inference_variable(a, b, identity);
189         }
190
191         // Consider coercing the subtype to a DST
192         //
193         // NOTE: this is wrapped in a `commit_if_ok` because it creates
194         // a "spurious" type variable, and we don't want to have that
195         // type variable in memory if the coercion fails.
196         let unsize = self.commit_if_ok(|_| self.coerce_unsized(a, b));
197         match unsize {
198             Ok(_) => {
199                 debug!("coerce: unsize successful");
200                 return unsize;
201             }
202             Err(TypeError::ObjectUnsafeCoercion(did)) => {
203                 debug!("coerce: unsize not object safe");
204                 return Err(TypeError::ObjectUnsafeCoercion(did));
205             }
206             Err(error) => {
207                 debug!(?error, "coerce: unsize failed");
208             }
209         }
210
211         // Examine the supertype and consider auto-borrowing.
212         match *b.kind() {
213             ty::RawPtr(mt_b) => {
214                 return self.coerce_unsafe_ptr(a, b, mt_b.mutbl);
215             }
216             ty::Ref(r_b, _, mutbl_b) => {
217                 return self.coerce_borrowed_pointer(a, b, r_b, mutbl_b);
218             }
219             _ => {}
220         }
221
222         match *a.kind() {
223             ty::FnDef(..) => {
224                 // Function items are coercible to any closure
225                 // type; function pointers are not (that would
226                 // require double indirection).
227                 // Additionally, we permit coercion of function
228                 // items to drop the unsafe qualifier.
229                 self.coerce_from_fn_item(a, b)
230             }
231             ty::FnPtr(a_f) => {
232                 // We permit coercion of fn pointers to drop the
233                 // unsafe qualifier.
234                 self.coerce_from_fn_pointer(a, a_f, b)
235             }
236             ty::Closure(closure_def_id_a, substs_a) => {
237                 // Non-capturing closures are coercible to
238                 // function pointers or unsafe function pointers.
239                 // It cannot convert closures that require unsafe.
240                 self.coerce_closure_to_fn(a, closure_def_id_a, substs_a, b)
241             }
242             _ => {
243                 // Otherwise, just use unification rules.
244                 self.unify_and(a, b, identity)
245             }
246         }
247     }
248
249     /// Coercing *from* an inference variable. In this case, we have no information
250     /// about the source type, so we can't really do a true coercion and we always
251     /// fall back to subtyping (`unify_and`).
252     fn coerce_from_inference_variable(
253         &self,
254         a: Ty<'tcx>,
255         b: Ty<'tcx>,
256         make_adjustments: impl FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
257     ) -> CoerceResult<'tcx> {
258         debug!("coerce_from_inference_variable(a={:?}, b={:?})", a, b);
259         assert!(a.is_ty_var() && self.shallow_resolve(a) == a);
260         assert!(self.shallow_resolve(b) == b);
261
262         if b.is_ty_var() {
263             // Two unresolved type variables: create a `Coerce` predicate.
264             let target_ty = if self.use_lub {
265                 self.next_ty_var(TypeVariableOrigin {
266                     kind: TypeVariableOriginKind::LatticeVariable,
267                     span: self.cause.span,
268                 })
269             } else {
270                 b
271             };
272
273             let mut obligations = Vec::with_capacity(2);
274             for &source_ty in &[a, b] {
275                 if source_ty != target_ty {
276                     obligations.push(Obligation::new(
277                         self.cause.clone(),
278                         self.param_env,
279                         ty::Binder::dummy(ty::PredicateKind::Coerce(ty::CoercePredicate {
280                             a: source_ty,
281                             b: target_ty,
282                         }))
283                         .to_predicate(self.tcx()),
284                     ));
285                 }
286             }
287
288             debug!(
289                 "coerce_from_inference_variable: two inference variables, target_ty={:?}, obligations={:?}",
290                 target_ty, obligations
291             );
292             let adjustments = make_adjustments(target_ty);
293             InferResult::Ok(InferOk { value: (adjustments, target_ty), obligations })
294         } else {
295             // One unresolved type variable: just apply subtyping, we may be able
296             // to do something useful.
297             self.unify_and(a, b, make_adjustments)
298         }
299     }
300
301     /// Reborrows `&mut A` to `&mut B` and `&(mut) A` to `&B`.
302     /// To match `A` with `B`, autoderef will be performed,
303     /// calling `deref`/`deref_mut` where necessary.
304     fn coerce_borrowed_pointer(
305         &self,
306         a: Ty<'tcx>,
307         b: Ty<'tcx>,
308         r_b: ty::Region<'tcx>,
309         mutbl_b: hir::Mutability,
310     ) -> CoerceResult<'tcx> {
311         debug!("coerce_borrowed_pointer(a={:?}, b={:?})", a, b);
312
313         // If we have a parameter of type `&M T_a` and the value
314         // provided is `expr`, we will be adding an implicit borrow,
315         // meaning that we convert `f(expr)` to `f(&M *expr)`.  Therefore,
316         // to type check, we will construct the type that `&M*expr` would
317         // yield.
318
319         let (r_a, mt_a) = match *a.kind() {
320             ty::Ref(r_a, ty, mutbl) => {
321                 let mt_a = ty::TypeAndMut { ty, mutbl };
322                 coerce_mutbls(mt_a.mutbl, mutbl_b)?;
323                 (r_a, mt_a)
324             }
325             _ => return self.unify_and(a, b, identity),
326         };
327
328         let span = self.cause.span;
329
330         let mut first_error = None;
331         let mut r_borrow_var = None;
332         let mut autoderef = self.autoderef(span, a);
333         let mut found = None;
334
335         for (referent_ty, autoderefs) in autoderef.by_ref() {
336             if autoderefs == 0 {
337                 // Don't let this pass, otherwise it would cause
338                 // &T to autoref to &&T.
339                 continue;
340             }
341
342             // At this point, we have deref'd `a` to `referent_ty`.  So
343             // imagine we are coercing from `&'a mut Vec<T>` to `&'b mut [T]`.
344             // In the autoderef loop for `&'a mut Vec<T>`, we would get
345             // three callbacks:
346             //
347             // - `&'a mut Vec<T>` -- 0 derefs, just ignore it
348             // - `Vec<T>` -- 1 deref
349             // - `[T]` -- 2 deref
350             //
351             // At each point after the first callback, we want to
352             // check to see whether this would match out target type
353             // (`&'b mut [T]`) if we autoref'd it. We can't just
354             // compare the referent types, though, because we still
355             // have to consider the mutability. E.g., in the case
356             // we've been considering, we have an `&mut` reference, so
357             // the `T` in `[T]` needs to be unified with equality.
358             //
359             // Therefore, we construct reference types reflecting what
360             // the types will be after we do the final auto-ref and
361             // compare those. Note that this means we use the target
362             // mutability [1], since it may be that we are coercing
363             // from `&mut T` to `&U`.
364             //
365             // One fine point concerns the region that we use. We
366             // choose the region such that the region of the final
367             // type that results from `unify` will be the region we
368             // want for the autoref:
369             //
370             // - if in sub mode, that means we want to use `'b` (the
371             //   region from the target reference) for both
372             //   pointers [2]. This is because sub mode (somewhat
373             //   arbitrarily) returns the subtype region.  In the case
374             //   where we are coercing to a target type, we know we
375             //   want to use that target type region (`'b`) because --
376             //   for the program to type-check -- it must be the
377             //   smaller of the two.
378             //   - One fine point. It may be surprising that we can
379             //     use `'b` without relating `'a` and `'b`. The reason
380             //     that this is ok is that what we produce is
381             //     effectively a `&'b *x` expression (if you could
382             //     annotate the region of a borrow), and regionck has
383             //     code that adds edges from the region of a borrow
384             //     (`'b`, here) into the regions in the borrowed
385             //     expression (`*x`, here).  (Search for "link".)
386             // - if in lub mode, things can get fairly complicated. The
387             //   easiest thing is just to make a fresh
388             //   region variable [4], which effectively means we defer
389             //   the decision to region inference (and regionck, which will add
390             //   some more edges to this variable). However, this can wind up
391             //   creating a crippling number of variables in some cases --
392             //   e.g., #32278 -- so we optimize one particular case [3].
393             //   Let me try to explain with some examples:
394             //   - The "running example" above represents the simple case,
395             //     where we have one `&` reference at the outer level and
396             //     ownership all the rest of the way down. In this case,
397             //     we want `LUB('a, 'b)` as the resulting region.
398             //   - However, if there are nested borrows, that region is
399             //     too strong. Consider a coercion from `&'a &'x Rc<T>` to
400             //     `&'b T`. In this case, `'a` is actually irrelevant.
401             //     The pointer we want is `LUB('x, 'b`). If we choose `LUB('a,'b)`
402             //     we get spurious errors (`ui/regions-lub-ref-ref-rc.rs`).
403             //     (The errors actually show up in borrowck, typically, because
404             //     this extra edge causes the region `'a` to be inferred to something
405             //     too big, which then results in borrowck errors.)
406             //   - We could track the innermost shared reference, but there is already
407             //     code in regionck that has the job of creating links between
408             //     the region of a borrow and the regions in the thing being
409             //     borrowed (here, `'a` and `'x`), and it knows how to handle
410             //     all the various cases. So instead we just make a region variable
411             //     and let regionck figure it out.
412             let r = if !self.use_lub {
413                 r_b // [2] above
414             } else if autoderefs == 1 {
415                 r_a // [3] above
416             } else {
417                 if r_borrow_var.is_none() {
418                     // create var lazily, at most once
419                     let coercion = Coercion(span);
420                     let r = self.next_region_var(coercion);
421                     r_borrow_var = Some(r); // [4] above
422                 }
423                 r_borrow_var.unwrap()
424             };
425             let derefd_ty_a = self.tcx.mk_ref(
426                 r,
427                 TypeAndMut {
428                     ty: referent_ty,
429                     mutbl: mutbl_b, // [1] above
430                 },
431             );
432             match self.unify(derefd_ty_a, b) {
433                 Ok(ok) => {
434                     found = Some(ok);
435                     break;
436                 }
437                 Err(err) => {
438                     if first_error.is_none() {
439                         first_error = Some(err);
440                     }
441                 }
442             }
443         }
444
445         // Extract type or return an error. We return the first error
446         // we got, which should be from relating the "base" type
447         // (e.g., in example above, the failure from relating `Vec<T>`
448         // to the target type), since that should be the least
449         // confusing.
450         let Some(InferOk { value: ty, mut obligations }) = found else {
451             let err = first_error.expect("coerce_borrowed_pointer had no error");
452             debug!("coerce_borrowed_pointer: failed with err = {:?}", err);
453             return Err(err);
454         };
455
456         if ty == a && mt_a.mutbl == hir::Mutability::Not && autoderef.step_count() == 1 {
457             // As a special case, if we would produce `&'a *x`, that's
458             // a total no-op. We end up with the type `&'a T` just as
459             // we started with.  In that case, just skip it
460             // altogether. This is just an optimization.
461             //
462             // Note that for `&mut`, we DO want to reborrow --
463             // otherwise, this would be a move, which might be an
464             // error. For example `foo(self.x)` where `self` and
465             // `self.x` both have `&mut `type would be a move of
466             // `self.x`, but we auto-coerce it to `foo(&mut *self.x)`,
467             // which is a borrow.
468             assert_eq!(mutbl_b, hir::Mutability::Not); // can only coerce &T -> &U
469             return success(vec![], ty, obligations);
470         }
471
472         let InferOk { value: mut adjustments, obligations: o } =
473             self.adjust_steps_as_infer_ok(&autoderef);
474         obligations.extend(o);
475         obligations.extend(autoderef.into_obligations());
476
477         // Now apply the autoref. We have to extract the region out of
478         // the final ref type we got.
479         let ty::Ref(r_borrow, _, _) = ty.kind() else {
480             span_bug!(span, "expected a ref type, got {:?}", ty);
481         };
482         let mutbl = match mutbl_b {
483             hir::Mutability::Not => AutoBorrowMutability::Not,
484             hir::Mutability::Mut => {
485                 AutoBorrowMutability::Mut { allow_two_phase_borrow: self.allow_two_phase }
486             }
487         };
488         adjustments.push(Adjustment {
489             kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(*r_borrow, mutbl)),
490             target: ty,
491         });
492
493         debug!("coerce_borrowed_pointer: succeeded ty={:?} adjustments={:?}", ty, adjustments);
494
495         success(adjustments, ty, obligations)
496     }
497
498     // &[T; n] or &mut [T; n] -> &[T]
499     // or &mut [T; n] -> &mut [T]
500     // or &Concrete -> &Trait, etc.
501     #[instrument(skip(self), level = "debug")]
502     fn coerce_unsized(&self, mut source: Ty<'tcx>, mut target: Ty<'tcx>) -> CoerceResult<'tcx> {
503         source = self.shallow_resolve(source);
504         target = self.shallow_resolve(target);
505         debug!(?source, ?target);
506
507         // These 'if' statements require some explanation.
508         // The `CoerceUnsized` trait is special - it is only
509         // possible to write `impl CoerceUnsized<B> for A` where
510         // A and B have 'matching' fields. This rules out the following
511         // two types of blanket impls:
512         //
513         // `impl<T> CoerceUnsized<T> for SomeType`
514         // `impl<T> CoerceUnsized<SomeType> for T`
515         //
516         // Both of these trigger a special `CoerceUnsized`-related error (E0376)
517         //
518         // We can take advantage of this fact to avoid performing unnecessary work.
519         // If either `source` or `target` is a type variable, then any applicable impl
520         // would need to be generic over the self-type (`impl<T> CoerceUnsized<SomeType> for T`)
521         // or generic over the `CoerceUnsized` type parameter (`impl<T> CoerceUnsized<T> for
522         // SomeType`).
523         //
524         // However, these are exactly the kinds of impls which are forbidden by
525         // the compiler! Therefore, we can be sure that coercion will always fail
526         // when either the source or target type is a type variable. This allows us
527         // to skip performing any trait selection, and immediately bail out.
528         if source.is_ty_var() {
529             debug!("coerce_unsized: source is a TyVar, bailing out");
530             return Err(TypeError::Mismatch);
531         }
532         if target.is_ty_var() {
533             debug!("coerce_unsized: target is a TyVar, bailing out");
534             return Err(TypeError::Mismatch);
535         }
536
537         let traits =
538             (self.tcx.lang_items().unsize_trait(), self.tcx.lang_items().coerce_unsized_trait());
539         let (Some(unsize_did), Some(coerce_unsized_did)) = traits else {
540             debug!("missing Unsize or CoerceUnsized traits");
541             return Err(TypeError::Mismatch);
542         };
543
544         // Note, we want to avoid unnecessary unsizing. We don't want to coerce to
545         // a DST unless we have to. This currently comes out in the wash since
546         // we can't unify [T] with U. But to properly support DST, we need to allow
547         // that, at which point we will need extra checks on the target here.
548
549         // Handle reborrows before selecting `Source: CoerceUnsized<Target>`.
550         let reborrow = match (source.kind(), target.kind()) {
551             (&ty::Ref(_, ty_a, mutbl_a), &ty::Ref(_, _, mutbl_b)) => {
552                 coerce_mutbls(mutbl_a, mutbl_b)?;
553
554                 let coercion = Coercion(self.cause.span);
555                 let r_borrow = self.next_region_var(coercion);
556                 let mutbl = match mutbl_b {
557                     hir::Mutability::Not => AutoBorrowMutability::Not,
558                     hir::Mutability::Mut => AutoBorrowMutability::Mut {
559                         // We don't allow two-phase borrows here, at least for initial
560                         // implementation. If it happens that this coercion is a function argument,
561                         // the reborrow in coerce_borrowed_ptr will pick it up.
562                         allow_two_phase_borrow: AllowTwoPhase::No,
563                     },
564                 };
565                 Some((
566                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(None), target: ty_a },
567                     Adjustment {
568                         kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(r_borrow, mutbl)),
569                         target: self
570                             .tcx
571                             .mk_ref(r_borrow, ty::TypeAndMut { mutbl: mutbl_b, ty: ty_a }),
572                     },
573                 ))
574             }
575             (&ty::Ref(_, ty_a, mt_a), &ty::RawPtr(ty::TypeAndMut { mutbl: mt_b, .. })) => {
576                 coerce_mutbls(mt_a, mt_b)?;
577
578                 Some((
579                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(None), target: ty_a },
580                     Adjustment {
581                         kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::RawPtr(mt_b)),
582                         target: self.tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut { mutbl: mt_b, ty: ty_a }),
583                     },
584                 ))
585             }
586             _ => None,
587         };
588         let coerce_source = reborrow.as_ref().map_or(source, |&(_, ref r)| r.target);
589
590         // Setup either a subtyping or a LUB relationship between
591         // the `CoerceUnsized` target type and the expected type.
592         // We only have the latter, so we use an inference variable
593         // for the former and let type inference do the rest.
594         let origin = TypeVariableOrigin {
595             kind: TypeVariableOriginKind::MiscVariable,
596             span: self.cause.span,
597         };
598         let coerce_target = self.next_ty_var(origin);
599         let mut coercion = self.unify_and(coerce_target, target, |target| {
600             let unsize = Adjustment { kind: Adjust::Pointer(PointerCast::Unsize), target };
601             match reborrow {
602                 None => vec![unsize],
603                 Some((ref deref, ref autoref)) => vec![deref.clone(), autoref.clone(), unsize],
604             }
605         })?;
606
607         let mut selcx = traits::SelectionContext::new(self);
608
609         // Create an obligation for `Source: CoerceUnsized<Target>`.
610         let cause = ObligationCause::new(
611             self.cause.span,
612             self.body_id,
613             ObligationCauseCode::Coercion { source, target },
614         );
615
616         // Use a FIFO queue for this custom fulfillment procedure.
617         //
618         // A Vec (or SmallVec) is not a natural choice for a queue. However,
619         // this code path is hot, and this queue usually has a max length of 1
620         // and almost never more than 3. By using a SmallVec we avoid an
621         // allocation, at the (very small) cost of (occasionally) having to
622         // shift subsequent elements down when removing the front element.
623         let mut queue: SmallVec<[_; 4]> = smallvec![traits::predicate_for_trait_def(
624             self.tcx,
625             self.fcx.param_env,
626             cause,
627             coerce_unsized_did,
628             0,
629             coerce_source,
630             &[coerce_target.into()]
631         )];
632
633         let mut has_unsized_tuple_coercion = false;
634         let mut has_trait_upcasting_coercion = None;
635
636         // Keep resolving `CoerceUnsized` and `Unsize` predicates to avoid
637         // emitting a coercion in cases like `Foo<$1>` -> `Foo<$2>`, where
638         // inference might unify those two inner type variables later.
639         let traits = [coerce_unsized_did, unsize_did];
640         while !queue.is_empty() {
641             let obligation = queue.remove(0);
642             debug!("coerce_unsized resolve step: {:?}", obligation);
643             let bound_predicate = obligation.predicate.kind();
644             let trait_pred = match bound_predicate.skip_binder() {
645                 ty::PredicateKind::Trait(trait_pred) if traits.contains(&trait_pred.def_id()) => {
646                     if unsize_did == trait_pred.def_id() {
647                         let self_ty = trait_pred.self_ty();
648                         let unsize_ty = trait_pred.trait_ref.substs[1].expect_ty();
649                         if let (ty::Dynamic(ref data_a, ..), ty::Dynamic(ref data_b, ..)) =
650                             (self_ty.kind(), unsize_ty.kind())
651                             && data_a.principal_def_id() != data_b.principal_def_id()
652                         {
653                             debug!("coerce_unsized: found trait upcasting coercion");
654                             has_trait_upcasting_coercion = Some((self_ty, unsize_ty));
655                         }
656                         if let ty::Tuple(..) = unsize_ty.kind() {
657                             debug!("coerce_unsized: found unsized tuple coercion");
658                             has_unsized_tuple_coercion = true;
659                         }
660                     }
661                     bound_predicate.rebind(trait_pred)
662                 }
663                 _ => {
664                     coercion.obligations.push(obligation);
665                     continue;
666                 }
667             };
668             match selcx.select(&obligation.with(trait_pred)) {
669                 // Uncertain or unimplemented.
670                 Ok(None) => {
671                     if trait_pred.def_id() == unsize_did {
672                         let trait_pred = self.resolve_vars_if_possible(trait_pred);
673                         let self_ty = trait_pred.skip_binder().self_ty();
674                         let unsize_ty = trait_pred.skip_binder().trait_ref.substs[1].expect_ty();
675                         debug!("coerce_unsized: ambiguous unsize case for {:?}", trait_pred);
676                         match (&self_ty.kind(), &unsize_ty.kind()) {
677                             (ty::Infer(ty::TyVar(v)), ty::Dynamic(..))
678                                 if self.type_var_is_sized(*v) =>
679                             {
680                                 debug!("coerce_unsized: have sized infer {:?}", v);
681                                 coercion.obligations.push(obligation);
682                                 // `$0: Unsize<dyn Trait>` where we know that `$0: Sized`, try going
683                                 // for unsizing.
684                             }
685                             _ => {
686                                 // Some other case for `$0: Unsize<Something>`. Note that we
687                                 // hit this case even if `Something` is a sized type, so just
688                                 // don't do the coercion.
689                                 debug!("coerce_unsized: ambiguous unsize");
690                                 return Err(TypeError::Mismatch);
691                             }
692                         }
693                     } else {
694                         debug!("coerce_unsized: early return - ambiguous");
695                         return Err(TypeError::Mismatch);
696                     }
697                 }
698                 Err(traits::Unimplemented) => {
699                     debug!("coerce_unsized: early return - can't prove obligation");
700                     return Err(TypeError::Mismatch);
701                 }
702
703                 // Object safety violations or miscellaneous.
704                 Err(err) => {
705                     self.report_selection_error(obligation.clone(), &obligation, &err, false);
706                     // Treat this like an obligation and follow through
707                     // with the unsizing - the lack of a coercion should
708                     // be silent, as it causes a type mismatch later.
709                 }
710
711                 Ok(Some(impl_source)) => queue.extend(impl_source.nested_obligations()),
712             }
713         }
714
715         if has_unsized_tuple_coercion && !self.tcx.features().unsized_tuple_coercion {
716             feature_err(
717                 &self.tcx.sess.parse_sess,
718                 sym::unsized_tuple_coercion,
719                 self.cause.span,
720                 "unsized tuple coercion is not stable enough for use and is subject to change",
721             )
722             .emit();
723         }
724
725         if let Some((sub, sup)) = has_trait_upcasting_coercion
726             && !self.tcx().features().trait_upcasting
727         {
728             // Renders better when we erase regions, since they're not really the point here.
729             let (sub, sup) = self.tcx.erase_regions((sub, sup));
730             let mut err = feature_err(
731                 &self.tcx.sess.parse_sess,
732                 sym::trait_upcasting,
733                 self.cause.span,
734                 &format!("cannot cast `{sub}` to `{sup}`, trait upcasting coercion is experimental"),
735             );
736             err.note(&format!("required when coercing `{source}` into `{target}`"));
737             err.emit();
738         }
739
740         Ok(coercion)
741     }
742
743     fn coerce_from_safe_fn<F, G>(
744         &self,
745         a: Ty<'tcx>,
746         fn_ty_a: ty::PolyFnSig<'tcx>,
747         b: Ty<'tcx>,
748         to_unsafe: F,
749         normal: G,
750     ) -> CoerceResult<'tcx>
751     where
752         F: FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
753         G: FnOnce(Ty<'tcx>) -> Vec<Adjustment<'tcx>>,
754     {
755         self.commit_if_ok(|snapshot| {
756             let result = if let ty::FnPtr(fn_ty_b) = b.kind()
757                 && let (hir::Unsafety::Normal, hir::Unsafety::Unsafe) =
758                     (fn_ty_a.unsafety(), fn_ty_b.unsafety())
759             {
760                 let unsafe_a = self.tcx.safe_to_unsafe_fn_ty(fn_ty_a);
761                 self.unify_and(unsafe_a, b, to_unsafe)
762             } else {
763                 self.unify_and(a, b, normal)
764             };
765
766             // FIXME(#73154): This is a hack. Currently LUB can generate
767             // unsolvable constraints. Additionally, it returns `a`
768             // unconditionally, even when the "LUB" is `b`. In the future, we
769             // want the coerced type to be the actual supertype of these two,
770             // but for now, we want to just error to ensure we don't lock
771             // ourselves into a specific behavior with NLL.
772             self.leak_check(false, snapshot)?;
773
774             result
775         })
776     }
777
778     fn coerce_from_fn_pointer(
779         &self,
780         a: Ty<'tcx>,
781         fn_ty_a: ty::PolyFnSig<'tcx>,
782         b: Ty<'tcx>,
783     ) -> CoerceResult<'tcx> {
784         //! Attempts to coerce from the type of a Rust function item
785         //! into a closure or a `proc`.
786         //!
787
788         let b = self.shallow_resolve(b);
789         debug!("coerce_from_fn_pointer(a={:?}, b={:?})", a, b);
790
791         self.coerce_from_safe_fn(
792             a,
793             fn_ty_a,
794             b,
795             simple(Adjust::Pointer(PointerCast::UnsafeFnPointer)),
796             identity,
797         )
798     }
799
800     fn coerce_from_fn_item(&self, a: Ty<'tcx>, b: Ty<'tcx>) -> CoerceResult<'tcx> {
801         //! Attempts to coerce from the type of a Rust function item
802         //! into a closure or a `proc`.
803
804         let b = self.shallow_resolve(b);
805         let InferOk { value: b, mut obligations } =
806             self.normalize_associated_types_in_as_infer_ok(self.cause.span, b);
807         debug!("coerce_from_fn_item(a={:?}, b={:?})", a, b);
808
809         match b.kind() {
810             ty::FnPtr(b_sig) => {
811                 let a_sig = a.fn_sig(self.tcx);
812                 if let ty::FnDef(def_id, _) = *a.kind() {
813                     // Intrinsics are not coercible to function pointers
814                     if self.tcx.is_intrinsic(def_id) {
815                         return Err(TypeError::IntrinsicCast);
816                     }
817
818                     // Safe `#[target_feature]` functions are not assignable to safe fn pointers (RFC 2396).
819
820                     if b_sig.unsafety() == hir::Unsafety::Normal
821                         && !self.tcx.codegen_fn_attrs(def_id).target_features.is_empty()
822                     {
823                         return Err(TypeError::TargetFeatureCast(def_id));
824                     }
825                 }
826
827                 let InferOk { value: a_sig, obligations: o1 } =
828                     self.normalize_associated_types_in_as_infer_ok(self.cause.span, a_sig);
829                 obligations.extend(o1);
830
831                 let a_fn_pointer = self.tcx.mk_fn_ptr(a_sig);
832                 let InferOk { value, obligations: o2 } = self.coerce_from_safe_fn(
833                     a_fn_pointer,
834                     a_sig,
835                     b,
836                     |unsafe_ty| {
837                         vec![
838                             Adjustment {
839                                 kind: Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
840                                 target: a_fn_pointer,
841                             },
842                             Adjustment {
843                                 kind: Adjust::Pointer(PointerCast::UnsafeFnPointer),
844                                 target: unsafe_ty,
845                             },
846                         ]
847                     },
848                     simple(Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer)),
849                 )?;
850
851                 obligations.extend(o2);
852                 Ok(InferOk { value, obligations })
853             }
854             _ => self.unify_and(a, b, identity),
855         }
856     }
857
858     fn coerce_closure_to_fn(
859         &self,
860         a: Ty<'tcx>,
861         closure_def_id_a: DefId,
862         substs_a: SubstsRef<'tcx>,
863         b: Ty<'tcx>,
864     ) -> CoerceResult<'tcx> {
865         //! Attempts to coerce from the type of a non-capturing closure
866         //! into a function pointer.
867         //!
868
869         let b = self.shallow_resolve(b);
870
871         match b.kind() {
872             // At this point we haven't done capture analysis, which means
873             // that the ClosureSubsts just contains an inference variable instead
874             // of tuple of captured types.
875             //
876             // All we care here is if any variable is being captured and not the exact paths,
877             // so we check `upvars_mentioned` for root variables being captured.
878             ty::FnPtr(fn_ty)
879                 if self
880                     .tcx
881                     .upvars_mentioned(closure_def_id_a.expect_local())
882                     .map_or(true, |u| u.is_empty()) =>
883             {
884                 // We coerce the closure, which has fn type
885                 //     `extern "rust-call" fn((arg0,arg1,...)) -> _`
886                 // to
887                 //     `fn(arg0,arg1,...) -> _`
888                 // or
889                 //     `unsafe fn(arg0,arg1,...) -> _`
890                 let closure_sig = substs_a.as_closure().sig();
891                 let unsafety = fn_ty.unsafety();
892                 let pointer_ty =
893                     self.tcx.mk_fn_ptr(self.tcx.signature_unclosure(closure_sig, unsafety));
894                 debug!("coerce_closure_to_fn(a={:?}, b={:?}, pty={:?})", a, b, pointer_ty);
895                 self.unify_and(
896                     pointer_ty,
897                     b,
898                     simple(Adjust::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(unsafety))),
899                 )
900             }
901             _ => self.unify_and(a, b, identity),
902         }
903     }
904
905     fn coerce_unsafe_ptr(
906         &self,
907         a: Ty<'tcx>,
908         b: Ty<'tcx>,
909         mutbl_b: hir::Mutability,
910     ) -> CoerceResult<'tcx> {
911         debug!("coerce_unsafe_ptr(a={:?}, b={:?})", a, b);
912
913         let (is_ref, mt_a) = match *a.kind() {
914             ty::Ref(_, ty, mutbl) => (true, ty::TypeAndMut { ty, mutbl }),
915             ty::RawPtr(mt) => (false, mt),
916             _ => return self.unify_and(a, b, identity),
917         };
918         coerce_mutbls(mt_a.mutbl, mutbl_b)?;
919
920         // Check that the types which they point at are compatible.
921         let a_unsafe = self.tcx.mk_ptr(ty::TypeAndMut { mutbl: mutbl_b, ty: mt_a.ty });
922         // Although references and unsafe ptrs have the same
923         // representation, we still register an Adjust::DerefRef so that
924         // regionck knows that the region for `a` must be valid here.
925         if is_ref {
926             self.unify_and(a_unsafe, b, |target| {
927                 vec![
928                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(None), target: mt_a.ty },
929                     Adjustment { kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::RawPtr(mutbl_b)), target },
930                 ]
931             })
932         } else if mt_a.mutbl != mutbl_b {
933             self.unify_and(a_unsafe, b, simple(Adjust::Pointer(PointerCast::MutToConstPointer)))
934         } else {
935             self.unify_and(a_unsafe, b, identity)
936         }
937     }
938 }
939
940 impl<'a, 'tcx> FnCtxt<'a, 'tcx> {
941     /// Attempt to coerce an expression to a type, and return the
942     /// adjusted type of the expression, if successful.
943     /// Adjustments are only recorded if the coercion succeeded.
944     /// The expressions *must not* have any pre-existing adjustments.
945     pub fn try_coerce(
946         &self,
947         expr: &hir::Expr<'_>,
948         expr_ty: Ty<'tcx>,
949         target: Ty<'tcx>,
950         allow_two_phase: AllowTwoPhase,
951         cause: Option<ObligationCause<'tcx>>,
952     ) -> RelateResult<'tcx, Ty<'tcx>> {
953         let source = self.resolve_vars_with_obligations(expr_ty);
954         debug!("coercion::try({:?}: {:?} -> {:?})", expr, source, target);
955
956         let cause =
957             cause.unwrap_or_else(|| self.cause(expr.span, ObligationCauseCode::ExprAssignable));
958         let coerce = Coerce::new(self, cause, allow_two_phase);
959         let ok = self.commit_if_ok(|_| coerce.coerce(source, target))?;
960
961         let (adjustments, _) = self.register_infer_ok_obligations(ok);
962         self.apply_adjustments(expr, adjustments);
963         Ok(if expr_ty.references_error() { self.tcx.ty_error() } else { target })
964     }
965
966     /// Same as `try_coerce()`, but without side-effects.
967     ///
968     /// Returns false if the coercion creates any obligations that result in
969     /// errors.
970     pub fn can_coerce(&self, expr_ty: Ty<'tcx>, target: Ty<'tcx>) -> bool {
971         let source = self.resolve_vars_with_obligations(expr_ty);
972         debug!("coercion::can_with_predicates({:?} -> {:?})", source, target);
973
974         let cause = self.cause(rustc_span::DUMMY_SP, ObligationCauseCode::ExprAssignable);
975         // We don't ever need two-phase here since we throw out the result of the coercion
976         let coerce = Coerce::new(self, cause, AllowTwoPhase::No);
977         self.probe(|_| {
978             let Ok(ok) = coerce.coerce(source, target) else {
979                 return false;
980             };
981             let mut fcx = traits::FulfillmentContext::new_in_snapshot();
982             fcx.register_predicate_obligations(self, ok.obligations);
983             fcx.select_where_possible(&self).is_empty()
984         })
985     }
986
987     /// Given a type and a target type, this function will calculate and return
988     /// how many dereference steps needed to achieve `expr_ty <: target`. If
989     /// it's not possible, return `None`.
990     pub fn deref_steps(&self, expr_ty: Ty<'tcx>, target: Ty<'tcx>) -> Option<usize> {
991         let cause = self.cause(rustc_span::DUMMY_SP, ObligationCauseCode::ExprAssignable);
992         // We don't ever need two-phase here since we throw out the result of the coercion
993         let coerce = Coerce::new(self, cause, AllowTwoPhase::No);
994         coerce
995             .autoderef(rustc_span::DUMMY_SP, expr_ty)
996             .find_map(|(ty, steps)| self.probe(|_| coerce.unify(ty, target)).ok().map(|_| steps))
997     }
998
999     /// Given a type, this function will calculate and return the type given
1000     /// for `<Ty as Deref>::Target` only if `Ty` also implements `DerefMut`.
1001     ///
1002     /// This function is for diagnostics only, since it does not register
1003     /// trait or region sub-obligations. (presumably we could, but it's not
1004     /// particularly important for diagnostics...)
1005     pub fn deref_once_mutably_for_diagnostic(&self, expr_ty: Ty<'tcx>) -> Option<Ty<'tcx>> {
1006         self.autoderef(rustc_span::DUMMY_SP, expr_ty).nth(1).and_then(|(deref_ty, _)| {
1007             self.infcx
1008                 .type_implements_trait(
1009                     self.tcx.lang_items().deref_mut_trait()?,
1010                     expr_ty,
1011                     ty::List::empty(),
1012                     self.param_env,
1013                 )
1014                 .may_apply()
1015                 .then(|| deref_ty)
1016         })
1017     }
1018
1019     /// Given some expressions, their known unified type and another expression,
1020     /// tries to unify the types, potentially inserting coercions on any of the
1021     /// provided expressions and returns their LUB (aka "common supertype").
1022     ///
1023     /// This is really an internal helper. From outside the coercion
1024     /// module, you should instantiate a `CoerceMany` instance.
1025     fn try_find_coercion_lub<E>(
1026         &self,
1027         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1028         exprs: &[E],
1029         prev_ty: Ty<'tcx>,
1030         new: &hir::Expr<'_>,
1031         new_ty: Ty<'tcx>,
1032     ) -> RelateResult<'tcx, Ty<'tcx>>
1033     where
1034         E: AsCoercionSite,
1035     {
1036         let prev_ty = self.resolve_vars_with_obligations(prev_ty);
1037         let new_ty = self.resolve_vars_with_obligations(new_ty);
1038         debug!(
1039             "coercion::try_find_coercion_lub({:?}, {:?}, exprs={:?} exprs)",
1040             prev_ty,
1041             new_ty,
1042             exprs.len()
1043         );
1044
1045         // The following check fixes #88097, where the compiler erroneously
1046         // attempted to coerce a closure type to itself via a function pointer.
1047         if prev_ty == new_ty {
1048             return Ok(prev_ty);
1049         }
1050
1051         // Special-case that coercion alone cannot handle:
1052         // Function items or non-capturing closures of differing IDs or InternalSubsts.
1053         let (a_sig, b_sig) = {
1054             #[allow(rustc::usage_of_ty_tykind)]
1055             let is_capturing_closure = |ty: &ty::TyKind<'tcx>| {
1056                 if let &ty::Closure(closure_def_id, _substs) = ty {
1057                     self.tcx.upvars_mentioned(closure_def_id.expect_local()).is_some()
1058                 } else {
1059                     false
1060                 }
1061             };
1062             if is_capturing_closure(prev_ty.kind()) || is_capturing_closure(new_ty.kind()) {
1063                 (None, None)
1064             } else {
1065                 match (prev_ty.kind(), new_ty.kind()) {
1066                     (ty::FnDef(..), ty::FnDef(..)) => {
1067                         // Don't reify if the function types have a LUB, i.e., they
1068                         // are the same function and their parameters have a LUB.
1069                         match self
1070                             .commit_if_ok(|_| self.at(cause, self.param_env).lub(prev_ty, new_ty))
1071                         {
1072                             // We have a LUB of prev_ty and new_ty, just return it.
1073                             Ok(ok) => return Ok(self.register_infer_ok_obligations(ok)),
1074                             Err(_) => {
1075                                 (Some(prev_ty.fn_sig(self.tcx)), Some(new_ty.fn_sig(self.tcx)))
1076                             }
1077                         }
1078                     }
1079                     (ty::Closure(_, substs), ty::FnDef(..)) => {
1080                         let b_sig = new_ty.fn_sig(self.tcx);
1081                         let a_sig = self
1082                             .tcx
1083                             .signature_unclosure(substs.as_closure().sig(), b_sig.unsafety());
1084                         (Some(a_sig), Some(b_sig))
1085                     }
1086                     (ty::FnDef(..), ty::Closure(_, substs)) => {
1087                         let a_sig = prev_ty.fn_sig(self.tcx);
1088                         let b_sig = self
1089                             .tcx
1090                             .signature_unclosure(substs.as_closure().sig(), a_sig.unsafety());
1091                         (Some(a_sig), Some(b_sig))
1092                     }
1093                     (ty::Closure(_, substs_a), ty::Closure(_, substs_b)) => (
1094                         Some(self.tcx.signature_unclosure(
1095                             substs_a.as_closure().sig(),
1096                             hir::Unsafety::Normal,
1097                         )),
1098                         Some(self.tcx.signature_unclosure(
1099                             substs_b.as_closure().sig(),
1100                             hir::Unsafety::Normal,
1101                         )),
1102                     ),
1103                     _ => (None, None),
1104                 }
1105             }
1106         };
1107         if let (Some(a_sig), Some(b_sig)) = (a_sig, b_sig) {
1108             // Intrinsics are not coercible to function pointers.
1109             if a_sig.abi() == Abi::RustIntrinsic
1110                 || a_sig.abi() == Abi::PlatformIntrinsic
1111                 || b_sig.abi() == Abi::RustIntrinsic
1112                 || b_sig.abi() == Abi::PlatformIntrinsic
1113             {
1114                 return Err(TypeError::IntrinsicCast);
1115             }
1116             // The signature must match.
1117             let a_sig = self.normalize_associated_types_in(new.span, a_sig);
1118             let b_sig = self.normalize_associated_types_in(new.span, b_sig);
1119             let sig = self
1120                 .at(cause, self.param_env)
1121                 .trace(prev_ty, new_ty)
1122                 .lub(a_sig, b_sig)
1123                 .map(|ok| self.register_infer_ok_obligations(ok))?;
1124
1125             // Reify both sides and return the reified fn pointer type.
1126             let fn_ptr = self.tcx.mk_fn_ptr(sig);
1127             let prev_adjustment = match prev_ty.kind() {
1128                 ty::Closure(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(a_sig.unsafety())),
1129                 ty::FnDef(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
1130                 _ => unreachable!(),
1131             };
1132             let next_adjustment = match new_ty.kind() {
1133                 ty::Closure(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ClosureFnPointer(b_sig.unsafety())),
1134                 ty::FnDef(..) => Adjust::Pointer(PointerCast::ReifyFnPointer),
1135                 _ => unreachable!(),
1136             };
1137             for expr in exprs.iter().map(|e| e.as_coercion_site()) {
1138                 self.apply_adjustments(
1139                     expr,
1140                     vec![Adjustment { kind: prev_adjustment.clone(), target: fn_ptr }],
1141                 );
1142             }
1143             self.apply_adjustments(new, vec![Adjustment { kind: next_adjustment, target: fn_ptr }]);
1144             return Ok(fn_ptr);
1145         }
1146
1147         // Configure a Coerce instance to compute the LUB.
1148         // We don't allow two-phase borrows on any autorefs this creates since we
1149         // probably aren't processing function arguments here and even if we were,
1150         // they're going to get autorefed again anyway and we can apply 2-phase borrows
1151         // at that time.
1152         let mut coerce = Coerce::new(self, cause.clone(), AllowTwoPhase::No);
1153         coerce.use_lub = true;
1154
1155         // First try to coerce the new expression to the type of the previous ones,
1156         // but only if the new expression has no coercion already applied to it.
1157         let mut first_error = None;
1158         if !self.typeck_results.borrow().adjustments().contains_key(new.hir_id) {
1159             let result = self.commit_if_ok(|_| coerce.coerce(new_ty, prev_ty));
1160             match result {
1161                 Ok(ok) => {
1162                     let (adjustments, target) = self.register_infer_ok_obligations(ok);
1163                     self.apply_adjustments(new, adjustments);
1164                     debug!(
1165                         "coercion::try_find_coercion_lub: was able to coerce from new type {:?} to previous type {:?} ({:?})",
1166                         new_ty, prev_ty, target
1167                     );
1168                     return Ok(target);
1169                 }
1170                 Err(e) => first_error = Some(e),
1171             }
1172         }
1173
1174         // Then try to coerce the previous expressions to the type of the new one.
1175         // This requires ensuring there are no coercions applied to *any* of the
1176         // previous expressions, other than noop reborrows (ignoring lifetimes).
1177         for expr in exprs {
1178             let expr = expr.as_coercion_site();
1179             let noop = match self.typeck_results.borrow().expr_adjustments(expr) {
1180                 &[
1181                     Adjustment { kind: Adjust::Deref(_), .. },
1182                     Adjustment { kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(_, mutbl_adj)), .. },
1183                 ] => {
1184                     match *self.node_ty(expr.hir_id).kind() {
1185                         ty::Ref(_, _, mt_orig) => {
1186                             let mutbl_adj: hir::Mutability = mutbl_adj.into();
1187                             // Reborrow that we can safely ignore, because
1188                             // the next adjustment can only be a Deref
1189                             // which will be merged into it.
1190                             mutbl_adj == mt_orig
1191                         }
1192                         _ => false,
1193                     }
1194                 }
1195                 &[Adjustment { kind: Adjust::NeverToAny, .. }] | &[] => true,
1196                 _ => false,
1197             };
1198
1199             if !noop {
1200                 debug!(
1201                     "coercion::try_find_coercion_lub: older expression {:?} had adjustments, requiring LUB",
1202                     expr,
1203                 );
1204
1205                 return self
1206                     .commit_if_ok(|_| self.at(cause, self.param_env).lub(prev_ty, new_ty))
1207                     .map(|ok| self.register_infer_ok_obligations(ok));
1208             }
1209         }
1210
1211         match self.commit_if_ok(|_| coerce.coerce(prev_ty, new_ty)) {
1212             Err(_) => {
1213                 // Avoid giving strange errors on failed attempts.
1214                 if let Some(e) = first_error {
1215                     Err(e)
1216                 } else {
1217                     self.commit_if_ok(|_| self.at(cause, self.param_env).lub(prev_ty, new_ty))
1218                         .map(|ok| self.register_infer_ok_obligations(ok))
1219                 }
1220             }
1221             Ok(ok) => {
1222                 let (adjustments, target) = self.register_infer_ok_obligations(ok);
1223                 for expr in exprs {
1224                     let expr = expr.as_coercion_site();
1225                     self.apply_adjustments(expr, adjustments.clone());
1226                 }
1227                 debug!(
1228                     "coercion::try_find_coercion_lub: was able to coerce previous type {:?} to new type {:?} ({:?})",
1229                     prev_ty, new_ty, target
1230                 );
1231                 Ok(target)
1232             }
1233         }
1234     }
1235 }
1236
1237 /// CoerceMany encapsulates the pattern you should use when you have
1238 /// many expressions that are all getting coerced to a common
1239 /// type. This arises, for example, when you have a match (the result
1240 /// of each arm is coerced to a common type). It also arises in less
1241 /// obvious places, such as when you have many `break foo` expressions
1242 /// that target the same loop, or the various `return` expressions in
1243 /// a function.
1244 ///
1245 /// The basic protocol is as follows:
1246 ///
1247 /// - Instantiate the `CoerceMany` with an initial `expected_ty`.
1248 ///   This will also serve as the "starting LUB". The expectation is
1249 ///   that this type is something which all of the expressions *must*
1250 ///   be coercible to. Use a fresh type variable if needed.
1251 /// - For each expression whose result is to be coerced, invoke `coerce()` with.
1252 ///   - In some cases we wish to coerce "non-expressions" whose types are implicitly
1253 ///     unit. This happens for example if you have a `break` with no expression,
1254 ///     or an `if` with no `else`. In that case, invoke `coerce_forced_unit()`.
1255 ///   - `coerce()` and `coerce_forced_unit()` may report errors. They hide this
1256 ///     from you so that you don't have to worry your pretty head about it.
1257 ///     But if an error is reported, the final type will be `err`.
1258 ///   - Invoking `coerce()` may cause us to go and adjust the "adjustments" on
1259 ///     previously coerced expressions.
1260 /// - When all done, invoke `complete()`. This will return the LUB of
1261 ///   all your expressions.
1262 ///   - WARNING: I don't believe this final type is guaranteed to be
1263 ///     related to your initial `expected_ty` in any particular way,
1264 ///     although it will typically be a subtype, so you should check it.
1265 ///   - Invoking `complete()` may cause us to go and adjust the "adjustments" on
1266 ///     previously coerced expressions.
1267 ///
1268 /// Example:
1269 ///
1270 /// ```ignore (illustrative)
1271 /// let mut coerce = CoerceMany::new(expected_ty);
1272 /// for expr in exprs {
1273 ///     let expr_ty = fcx.check_expr_with_expectation(expr, expected);
1274 ///     coerce.coerce(fcx, &cause, expr, expr_ty);
1275 /// }
1276 /// let final_ty = coerce.complete(fcx);
1277 /// ```
1278 pub struct CoerceMany<'tcx, 'exprs, E: AsCoercionSite> {
1279     expected_ty: Ty<'tcx>,
1280     final_ty: Option<Ty<'tcx>>,
1281     expressions: Expressions<'tcx, 'exprs, E>,
1282     pushed: usize,
1283 }
1284
1285 /// The type of a `CoerceMany` that is storing up the expressions into
1286 /// a buffer. We use this in `check/mod.rs` for things like `break`.
1287 pub type DynamicCoerceMany<'tcx> = CoerceMany<'tcx, 'tcx, &'tcx hir::Expr<'tcx>>;
1288
1289 enum Expressions<'tcx, 'exprs, E: AsCoercionSite> {
1290     Dynamic(Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>),
1291     UpFront(&'exprs [E]),
1292 }
1293
1294 impl<'tcx, 'exprs, E: AsCoercionSite> CoerceMany<'tcx, 'exprs, E> {
1295     /// The usual case; collect the set of expressions dynamically.
1296     /// If the full set of coercion sites is known before hand,
1297     /// consider `with_coercion_sites()` instead to avoid allocation.
1298     pub fn new(expected_ty: Ty<'tcx>) -> Self {
1299         Self::make(expected_ty, Expressions::Dynamic(vec![]))
1300     }
1301
1302     /// As an optimization, you can create a `CoerceMany` with a
1303     /// pre-existing slice of expressions. In this case, you are
1304     /// expected to pass each element in the slice to `coerce(...)` in
1305     /// order. This is used with arrays in particular to avoid
1306     /// needlessly cloning the slice.
1307     pub fn with_coercion_sites(expected_ty: Ty<'tcx>, coercion_sites: &'exprs [E]) -> Self {
1308         Self::make(expected_ty, Expressions::UpFront(coercion_sites))
1309     }
1310
1311     fn make(expected_ty: Ty<'tcx>, expressions: Expressions<'tcx, 'exprs, E>) -> Self {
1312         CoerceMany { expected_ty, final_ty: None, expressions, pushed: 0 }
1313     }
1314
1315     /// Returns the "expected type" with which this coercion was
1316     /// constructed. This represents the "downward propagated" type
1317     /// that was given to us at the start of typing whatever construct
1318     /// we are typing (e.g., the match expression).
1319     ///
1320     /// Typically, this is used as the expected type when
1321     /// type-checking each of the alternative expressions whose types
1322     /// we are trying to merge.
1323     pub fn expected_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1324         self.expected_ty
1325     }
1326
1327     /// Returns the current "merged type", representing our best-guess
1328     /// at the LUB of the expressions we've seen so far (if any). This
1329     /// isn't *final* until you call `self.complete()`, which will return
1330     /// the merged type.
1331     pub fn merged_ty(&self) -> Ty<'tcx> {
1332         self.final_ty.unwrap_or(self.expected_ty)
1333     }
1334
1335     /// Indicates that the value generated by `expression`, which is
1336     /// of type `expression_ty`, is one of the possibilities that we
1337     /// could coerce from. This will record `expression`, and later
1338     /// calls to `coerce` may come back and add adjustments and things
1339     /// if necessary.
1340     pub fn coerce<'a>(
1341         &mut self,
1342         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1343         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1344         expression: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
1345         expression_ty: Ty<'tcx>,
1346     ) {
1347         self.coerce_inner(fcx, cause, Some(expression), expression_ty, None, false)
1348     }
1349
1350     /// Indicates that one of the inputs is a "forced unit". This
1351     /// occurs in a case like `if foo { ... };`, where the missing else
1352     /// generates a "forced unit". Another example is a `loop { break;
1353     /// }`, where the `break` has no argument expression. We treat
1354     /// these cases slightly differently for error-reporting
1355     /// purposes. Note that these tend to correspond to cases where
1356     /// the `()` expression is implicit in the source, and hence we do
1357     /// not take an expression argument.
1358     ///
1359     /// The `augment_error` gives you a chance to extend the error
1360     /// message, in case any results (e.g., we use this to suggest
1361     /// removing a `;`).
1362     pub fn coerce_forced_unit<'a>(
1363         &mut self,
1364         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1365         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1366         augment_error: &mut dyn FnMut(&mut Diagnostic),
1367         label_unit_as_expected: bool,
1368     ) {
1369         self.coerce_inner(
1370             fcx,
1371             cause,
1372             None,
1373             fcx.tcx.mk_unit(),
1374             Some(augment_error),
1375             label_unit_as_expected,
1376         )
1377     }
1378
1379     /// The inner coercion "engine". If `expression` is `None`, this
1380     /// is a forced-unit case, and hence `expression_ty` must be
1381     /// `Nil`.
1382     #[instrument(skip(self, fcx, augment_error, label_expression_as_expected), level = "debug")]
1383     pub(crate) fn coerce_inner<'a>(
1384         &mut self,
1385         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1386         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1387         expression: Option<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
1388         mut expression_ty: Ty<'tcx>,
1389         augment_error: Option<&mut dyn FnMut(&mut Diagnostic)>,
1390         label_expression_as_expected: bool,
1391     ) {
1392         // Incorporate whatever type inference information we have
1393         // until now; in principle we might also want to process
1394         // pending obligations, but doing so should only improve
1395         // compatibility (hopefully that is true) by helping us
1396         // uncover never types better.
1397         if expression_ty.is_ty_var() {
1398             expression_ty = fcx.infcx.shallow_resolve(expression_ty);
1399         }
1400
1401         // If we see any error types, just propagate that error
1402         // upwards.
1403         if expression_ty.references_error() || self.merged_ty().references_error() {
1404             self.final_ty = Some(fcx.tcx.ty_error());
1405             return;
1406         }
1407
1408         // Handle the actual type unification etc.
1409         let result = if let Some(expression) = expression {
1410             if self.pushed == 0 {
1411                 // Special-case the first expression we are coercing.
1412                 // To be honest, I'm not entirely sure why we do this.
1413                 // We don't allow two-phase borrows, see comment in try_find_coercion_lub for why
1414                 fcx.try_coerce(
1415                     expression,
1416                     expression_ty,
1417                     self.expected_ty,
1418                     AllowTwoPhase::No,
1419                     Some(cause.clone()),
1420                 )
1421             } else {
1422                 match self.expressions {
1423                     Expressions::Dynamic(ref exprs) => fcx.try_find_coercion_lub(
1424                         cause,
1425                         exprs,
1426                         self.merged_ty(),
1427                         expression,
1428                         expression_ty,
1429                     ),
1430                     Expressions::UpFront(ref coercion_sites) => fcx.try_find_coercion_lub(
1431                         cause,
1432                         &coercion_sites[0..self.pushed],
1433                         self.merged_ty(),
1434                         expression,
1435                         expression_ty,
1436                     ),
1437                 }
1438             }
1439         } else {
1440             // this is a hack for cases where we default to `()` because
1441             // the expression etc has been omitted from the source. An
1442             // example is an `if let` without an else:
1443             //
1444             //     if let Some(x) = ... { }
1445             //
1446             // we wind up with a second match arm that is like `_ =>
1447             // ()`.  That is the case we are considering here. We take
1448             // a different path to get the right "expected, found"
1449             // message and so forth (and because we know that
1450             // `expression_ty` will be unit).
1451             //
1452             // Another example is `break` with no argument expression.
1453             assert!(expression_ty.is_unit(), "if let hack without unit type");
1454             fcx.at(cause, fcx.param_env)
1455                 .eq_exp(label_expression_as_expected, expression_ty, self.merged_ty())
1456                 .map(|infer_ok| {
1457                     fcx.register_infer_ok_obligations(infer_ok);
1458                     expression_ty
1459                 })
1460         };
1461
1462         debug!(?result);
1463         match result {
1464             Ok(v) => {
1465                 self.final_ty = Some(v);
1466                 if let Some(e) = expression {
1467                     match self.expressions {
1468                         Expressions::Dynamic(ref mut buffer) => buffer.push(e),
1469                         Expressions::UpFront(coercion_sites) => {
1470                             // if the user gave us an array to validate, check that we got
1471                             // the next expression in the list, as expected
1472                             assert_eq!(
1473                                 coercion_sites[self.pushed].as_coercion_site().hir_id,
1474                                 e.hir_id
1475                             );
1476                         }
1477                     }
1478                     self.pushed += 1;
1479                 }
1480             }
1481             Err(coercion_error) => {
1482                 // Mark that we've failed to coerce the types here to suppress
1483                 // any superfluous errors we might encounter while trying to
1484                 // emit or provide suggestions on how to fix the initial error.
1485                 fcx.set_tainted_by_errors();
1486                 let (expected, found) = if label_expression_as_expected {
1487                     // In the case where this is a "forced unit", like
1488                     // `break`, we want to call the `()` "expected"
1489                     // since it is implied by the syntax.
1490                     // (Note: not all force-units work this way.)"
1491                     (expression_ty, self.merged_ty())
1492                 } else {
1493                     // Otherwise, the "expected" type for error
1494                     // reporting is the current unification type,
1495                     // which is basically the LUB of the expressions
1496                     // we've seen so far (combined with the expected
1497                     // type)
1498                     (self.merged_ty(), expression_ty)
1499                 };
1500                 let (expected, found) = fcx.resolve_vars_if_possible((expected, found));
1501
1502                 let mut err;
1503                 let mut unsized_return = false;
1504                 let mut visitor = CollectRetsVisitor { ret_exprs: vec![] };
1505                 match *cause.code() {
1506                     ObligationCauseCode::ReturnNoExpression => {
1507                         err = struct_span_err!(
1508                             fcx.tcx.sess,
1509                             cause.span,
1510                             E0069,
1511                             "`return;` in a function whose return type is not `()`"
1512                         );
1513                         err.span_label(cause.span, "return type is not `()`");
1514                     }
1515                     ObligationCauseCode::BlockTailExpression(blk_id) => {
1516                         let parent_id = fcx.tcx.hir().get_parent_node(blk_id);
1517                         err = self.report_return_mismatched_types(
1518                             cause,
1519                             expected,
1520                             found,
1521                             coercion_error.clone(),
1522                             fcx,
1523                             parent_id,
1524                             expression,
1525                             Some(blk_id),
1526                         );
1527                         if !fcx.tcx.features().unsized_locals {
1528                             unsized_return = self.is_return_ty_unsized(fcx, blk_id);
1529                         }
1530                         if let Some(expression) = expression
1531                             && let hir::ExprKind::Loop(loop_blk, ..) = expression.kind {
1532                               intravisit::walk_block(& mut visitor, loop_blk);
1533                         }
1534                     }
1535                     ObligationCauseCode::ReturnValue(id) => {
1536                         err = self.report_return_mismatched_types(
1537                             cause,
1538                             expected,
1539                             found,
1540                             coercion_error.clone(),
1541                             fcx,
1542                             id,
1543                             expression,
1544                             None,
1545                         );
1546                         if !fcx.tcx.features().unsized_locals {
1547                             let id = fcx.tcx.hir().get_parent_node(id);
1548                             unsized_return = self.is_return_ty_unsized(fcx, id);
1549                         }
1550                     }
1551                     _ => {
1552                         err = fcx.report_mismatched_types(
1553                             cause,
1554                             expected,
1555                             found,
1556                             coercion_error.clone(),
1557                         );
1558                     }
1559                 }
1560
1561                 if let Some(augment_error) = augment_error {
1562                     augment_error(&mut err);
1563                 }
1564
1565                 let is_insufficiently_polymorphic =
1566                     matches!(coercion_error, TypeError::RegionsInsufficientlyPolymorphic(..));
1567
1568                 if !is_insufficiently_polymorphic && let Some(expr) = expression {
1569                     fcx.emit_coerce_suggestions(
1570                         &mut err,
1571                         expr,
1572                         found,
1573                         expected,
1574                         None,
1575                         Some(coercion_error),
1576                     );
1577                 }
1578
1579                 if visitor.ret_exprs.len() > 0 && let Some(expr) = expression {
1580                     self.note_unreachable_loop_return(&mut err, &expr, &visitor.ret_exprs);
1581                 }
1582                 err.emit_unless(unsized_return);
1583
1584                 self.final_ty = Some(fcx.tcx.ty_error());
1585             }
1586         }
1587     }
1588     fn note_unreachable_loop_return(
1589         &self,
1590         err: &mut Diagnostic,
1591         expr: &hir::Expr<'tcx>,
1592         ret_exprs: &Vec<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
1593     ) {
1594         let hir::ExprKind::Loop(_, _, _, loop_span) = expr.kind else { return;};
1595         let mut span: MultiSpan = vec![loop_span].into();
1596         span.push_span_label(loop_span, "this might have zero elements to iterate on");
1597         const MAXITER: usize = 3;
1598         let iter = ret_exprs.iter().take(MAXITER);
1599         for ret_expr in iter {
1600             span.push_span_label(
1601                 ret_expr.span,
1602                 "if the loop doesn't execute, this value would never get returned",
1603             );
1604         }
1605         err.span_note(
1606             span,
1607             "the function expects a value to always be returned, but loops might run zero times",
1608         );
1609         if MAXITER < ret_exprs.len() {
1610             err.note(&format!(
1611                 "if the loop doesn't execute, {} other values would never get returned",
1612                 ret_exprs.len() - MAXITER
1613             ));
1614         }
1615         err.help(
1616             "return a value for the case when the loop has zero elements to iterate on, or \
1617            consider changing the return type to account for that possibility",
1618         );
1619     }
1620
1621     fn report_return_mismatched_types<'a>(
1622         &self,
1623         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1624         expected: Ty<'tcx>,
1625         found: Ty<'tcx>,
1626         ty_err: TypeError<'tcx>,
1627         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1628         id: hir::HirId,
1629         expression: Option<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
1630         blk_id: Option<hir::HirId>,
1631     ) -> DiagnosticBuilder<'a, ErrorGuaranteed> {
1632         let mut err = fcx.report_mismatched_types(cause, expected, found, ty_err);
1633
1634         let mut pointing_at_return_type = false;
1635         let mut fn_output = None;
1636
1637         let parent_id = fcx.tcx.hir().get_parent_node(id);
1638         let parent = fcx.tcx.hir().get(parent_id);
1639         if let Some(expr) = expression
1640             && let hir::Node::Expr(hir::Expr { kind: hir::ExprKind::Closure(&hir::Closure { body, .. }), .. }) = parent
1641             && !matches!(fcx.tcx.hir().body(body).value.kind, hir::ExprKind::Block(..))
1642         {
1643             fcx.suggest_missing_semicolon(&mut err, expr, expected, true);
1644         }
1645         // Verify that this is a tail expression of a function, otherwise the
1646         // label pointing out the cause for the type coercion will be wrong
1647         // as prior return coercions would not be relevant (#57664).
1648         let fn_decl = if let (Some(expr), Some(blk_id)) = (expression, blk_id) {
1649             pointing_at_return_type =
1650                 fcx.suggest_mismatched_types_on_tail(&mut err, expr, expected, found, blk_id);
1651             if let (Some(cond_expr), true, false) = (
1652                 fcx.tcx.hir().get_if_cause(expr.hir_id),
1653                 expected.is_unit(),
1654                 pointing_at_return_type,
1655             )
1656                 // If the block is from an external macro or try (`?`) desugaring, then
1657                 // do not suggest adding a semicolon, because there's nowhere to put it.
1658                 // See issues #81943 and #87051.
1659                 && matches!(
1660                     cond_expr.span.desugaring_kind(),
1661                     None | Some(DesugaringKind::WhileLoop)
1662                 ) && !in_external_macro(fcx.tcx.sess, cond_expr.span)
1663                     && !matches!(
1664                         cond_expr.kind,
1665                         hir::ExprKind::Match(.., hir::MatchSource::TryDesugar)
1666                     )
1667             {
1668                 err.span_label(cond_expr.span, "expected this to be `()`");
1669                 if expr.can_have_side_effects() {
1670                     fcx.suggest_semicolon_at_end(cond_expr.span, &mut err);
1671                 }
1672             }
1673             fcx.get_node_fn_decl(parent).map(|(fn_decl, _, is_main)| (fn_decl, is_main))
1674         } else {
1675             fcx.get_fn_decl(parent_id)
1676         };
1677
1678         if let Some((fn_decl, can_suggest)) = fn_decl {
1679             if blk_id.is_none() {
1680                 pointing_at_return_type |= fcx.suggest_missing_return_type(
1681                     &mut err,
1682                     &fn_decl,
1683                     expected,
1684                     found,
1685                     can_suggest,
1686                     fcx.tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(fcx.tcx.hir().get_parent_item(id)),
1687                 );
1688             }
1689             if !pointing_at_return_type {
1690                 fn_output = Some(&fn_decl.output); // `impl Trait` return type
1691             }
1692         }
1693
1694         let parent_id = fcx.tcx.hir().get_parent_item(id);
1695         let parent_item = fcx.tcx.hir().get_by_def_id(parent_id);
1696
1697         if let (Some(expr), Some(_), Some((fn_decl, _, _))) =
1698             (expression, blk_id, fcx.get_node_fn_decl(parent_item))
1699         {
1700             fcx.suggest_missing_break_or_return_expr(
1701                 &mut err,
1702                 expr,
1703                 fn_decl,
1704                 expected,
1705                 found,
1706                 id,
1707                 fcx.tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(parent_id),
1708             );
1709         }
1710
1711         let ret_coercion_span = fcx.ret_coercion_span.get();
1712
1713         if let Some(sp) = ret_coercion_span
1714             // If the closure has an explicit return type annotation, or if
1715             // the closure's return type has been inferred from outside
1716             // requirements (such as an Fn* trait bound), then a type error
1717             // may occur at the first return expression we see in the closure
1718             // (if it conflicts with the declared return type). Skip adding a
1719             // note in this case, since it would be incorrect.
1720             && !fcx.return_type_pre_known
1721         {
1722             err.span_note(
1723                 sp,
1724                 &format!(
1725                     "return type inferred to be `{}` here",
1726                     expected
1727                 ),
1728             );
1729         }
1730
1731         if let (Some(sp), Some(fn_output)) = (ret_coercion_span, fn_output) {
1732             self.add_impl_trait_explanation(&mut err, cause, fcx, expected, sp, fn_output);
1733         }
1734
1735         err
1736     }
1737
1738     fn add_impl_trait_explanation<'a>(
1739         &self,
1740         err: &mut Diagnostic,
1741         cause: &ObligationCause<'tcx>,
1742         fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>,
1743         expected: Ty<'tcx>,
1744         sp: Span,
1745         fn_output: &hir::FnRetTy<'_>,
1746     ) {
1747         let return_sp = fn_output.span();
1748         err.span_label(return_sp, "expected because this return type...");
1749         err.span_label(
1750             sp,
1751             format!("...is found to be `{}` here", fcx.resolve_vars_with_obligations(expected)),
1752         );
1753         let impl_trait_msg = "for information on `impl Trait`, see \
1754                 <https://doc.rust-lang.org/book/ch10-02-traits.html\
1755                 #returning-types-that-implement-traits>";
1756         let trait_obj_msg = "for information on trait objects, see \
1757                 <https://doc.rust-lang.org/book/ch17-02-trait-objects.html\
1758                 #using-trait-objects-that-allow-for-values-of-different-types>";
1759         err.note("to return `impl Trait`, all returned values must be of the same type");
1760         err.note(impl_trait_msg);
1761         let snippet = fcx
1762             .tcx
1763             .sess
1764             .source_map()
1765             .span_to_snippet(return_sp)
1766             .unwrap_or_else(|_| "dyn Trait".to_string());
1767         let mut snippet_iter = snippet.split_whitespace();
1768         let has_impl = snippet_iter.next().map_or(false, |s| s == "impl");
1769         // Only suggest `Box<dyn Trait>` if `Trait` in `impl Trait` is object safe.
1770         let mut is_object_safe = false;
1771         if let hir::FnRetTy::Return(ty) = fn_output
1772             // Get the return type.
1773             && let hir::TyKind::OpaqueDef(..) = ty.kind
1774         {
1775             let ty = <dyn AstConv<'_>>::ast_ty_to_ty(fcx, ty);
1776             // Get the `impl Trait`'s `DefId`.
1777             if let ty::Opaque(def_id, _) = ty.kind()
1778                 // Get the `impl Trait`'s `Item` so that we can get its trait bounds and
1779                 // get the `Trait`'s `DefId`.
1780                 && let hir::ItemKind::OpaqueTy(hir::OpaqueTy { bounds, .. }) =
1781                     fcx.tcx.hir().expect_item(def_id.expect_local()).kind
1782             {
1783                 // Are of this `impl Trait`'s traits object safe?
1784                 is_object_safe = bounds.iter().all(|bound| {
1785                     bound
1786                         .trait_ref()
1787                         .and_then(|t| t.trait_def_id())
1788                         .map_or(false, |def_id| {
1789                             fcx.tcx.object_safety_violations(def_id).is_empty()
1790                         })
1791                 })
1792             }
1793         };
1794         if has_impl {
1795             if is_object_safe {
1796                 err.multipart_suggestion(
1797                     "you could change the return type to be a boxed trait object",
1798                     vec![
1799                         (return_sp.with_hi(return_sp.lo() + BytePos(4)), "Box<dyn".to_string()),
1800                         (return_sp.shrink_to_hi(), ">".to_string()),
1801                     ],
1802                     Applicability::MachineApplicable,
1803                 );
1804                 let sugg = [sp, cause.span]
1805                     .into_iter()
1806                     .flat_map(|sp| {
1807                         [
1808                             (sp.shrink_to_lo(), "Box::new(".to_string()),
1809                             (sp.shrink_to_hi(), ")".to_string()),
1810                         ]
1811                         .into_iter()
1812                     })
1813                     .collect::<Vec<_>>();
1814                 err.multipart_suggestion(
1815                     "if you change the return type to expect trait objects, box the returned \
1816                      expressions",
1817                     sugg,
1818                     Applicability::MaybeIncorrect,
1819                 );
1820             } else {
1821                 err.help(&format!(
1822                     "if the trait `{}` were object safe, you could return a boxed trait object",
1823                     &snippet[5..]
1824                 ));
1825             }
1826             err.note(trait_obj_msg);
1827         }
1828         err.help("you could instead create a new `enum` with a variant for each returned type");
1829     }
1830
1831     fn is_return_ty_unsized<'a>(&self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>, blk_id: hir::HirId) -> bool {
1832         if let Some((fn_decl, _)) = fcx.get_fn_decl(blk_id)
1833             && let hir::FnRetTy::Return(ty) = fn_decl.output
1834             && let ty = <dyn AstConv<'_>>::ast_ty_to_ty(fcx, ty)
1835             && let ty::Dynamic(..) = ty.kind()
1836         {
1837             return true;
1838         }
1839         false
1840     }
1841
1842     pub fn complete<'a>(self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>) -> Ty<'tcx> {
1843         if let Some(final_ty) = self.final_ty {
1844             final_ty
1845         } else {
1846             // If we only had inputs that were of type `!` (or no
1847             // inputs at all), then the final type is `!`.
1848             assert_eq!(self.pushed, 0);
1849             fcx.tcx.types.never
1850         }
1851     }
1852 }
1853
1854 /// Something that can be converted into an expression to which we can
1855 /// apply a coercion.
1856 pub trait AsCoercionSite {
1857     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_>;
1858 }
1859
1860 impl AsCoercionSite for hir::Expr<'_> {
1861     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1862         self
1863     }
1864 }
1865
1866 impl<'a, T> AsCoercionSite for &'a T
1867 where
1868     T: AsCoercionSite,
1869 {
1870     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1871         (**self).as_coercion_site()
1872     }
1873 }
1874
1875 impl AsCoercionSite for ! {
1876     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1877         unreachable!()
1878     }
1879 }
1880
1881 impl AsCoercionSite for hir::Arm<'_> {
1882     fn as_coercion_site(&self) -> &hir::Expr<'_> {
1883         &self.body
1884     }
1885 }