]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_typeck/src/check/mod.rs
Rollup merge of #79612 - jyn514:compiler-links, r=Aaron1011
[rust.git] / compiler / rustc_typeck / src / check / mod.rs
1 /*!
2
3 # typeck: check phase
4
5 Within the check phase of type check, we check each item one at a time
6 (bodies of function expressions are checked as part of the containing
7 function). Inference is used to supply types wherever they are unknown.
8
9 By far the most complex case is checking the body of a function. This
10 can be broken down into several distinct phases:
11
12 - gather: creates type variables to represent the type of each local
13   variable and pattern binding.
14
15 - main: the main pass does the lion's share of the work: it
16   determines the types of all expressions, resolves
17   methods, checks for most invalid conditions, and so forth.  In
18   some cases, where a type is unknown, it may create a type or region
19   variable and use that as the type of an expression.
20
21   In the process of checking, various constraints will be placed on
22   these type variables through the subtyping relationships requested
23   through the `demand` module.  The `infer` module is in charge
24   of resolving those constraints.
25
26 - regionck: after main is complete, the regionck pass goes over all
27   types looking for regions and making sure that they did not escape
28   into places they are not in scope.  This may also influence the
29   final assignments of the various region variables if there is some
30   flexibility.
31
32 - writeback: writes the final types within a function body, replacing
33   type variables with their final inferred types.  These final types
34   are written into the `tcx.node_types` table, which should *never* contain
35   any reference to a type variable.
36
37 ## Intermediate types
38
39 While type checking a function, the intermediate types for the
40 expressions, blocks, and so forth contained within the function are
41 stored in `fcx.node_types` and `fcx.node_substs`.  These types
42 may contain unresolved type variables.  After type checking is
43 complete, the functions in the writeback module are used to take the
44 types from this table, resolve them, and then write them into their
45 permanent home in the type context `tcx`.
46
47 This means that during inferencing you should use `fcx.write_ty()`
48 and `fcx.expr_ty()` / `fcx.node_ty()` to write/obtain the types of
49 nodes within the function.
50
51 The types of top-level items, which never contain unbound type
52 variables, are stored directly into the `tcx` typeck_results.
53
54 N.B., a type variable is not the same thing as a type parameter.  A
55 type variable is rather an "instance" of a type parameter: that is,
56 given a generic function `fn foo<T>(t: T)`: while checking the
57 function `foo`, the type `ty_param(0)` refers to the type `T`, which
58 is treated in abstract.  When `foo()` is called, however, `T` will be
59 substituted for a fresh type variable `N`.  This variable will
60 eventually be resolved to some concrete type (which might itself be
61 type parameter).
62
63 */
64
65 pub mod _match;
66 mod autoderef;
67 mod callee;
68 pub mod cast;
69 mod check;
70 mod closure;
71 pub mod coercion;
72 mod compare_method;
73 pub mod demand;
74 mod diverges;
75 pub mod dropck;
76 mod expectation;
77 mod expr;
78 mod fn_ctxt;
79 mod gather_locals;
80 mod generator_interior;
81 mod inherited;
82 pub mod intrinsic;
83 pub mod method;
84 mod op;
85 mod pat;
86 mod place_op;
87 mod regionck;
88 mod upvar;
89 mod wfcheck;
90 pub mod writeback;
91
92 use check::{
93     check_abi, check_fn, check_impl_item_well_formed, check_item_well_formed, check_mod_item_types,
94     check_trait_item_well_formed,
95 };
96 pub use check::{check_item_type, check_wf_new};
97 pub use diverges::Diverges;
98 pub use expectation::Expectation;
99 pub use fn_ctxt::*;
100 pub use inherited::{Inherited, InheritedBuilder};
101
102 use crate::astconv::AstConv;
103 use crate::check::gather_locals::GatherLocalsVisitor;
104 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
105 use rustc_errors::{pluralize, struct_span_err, Applicability};
106 use rustc_hir as hir;
107 use rustc_hir::def::Res;
108 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, LocalDefId, LOCAL_CRATE};
109 use rustc_hir::intravisit::Visitor;
110 use rustc_hir::itemlikevisit::ItemLikeVisitor;
111 use rustc_hir::{HirIdMap, ImplicitSelfKind, Node};
112 use rustc_index::bit_set::BitSet;
113 use rustc_index::vec::Idx;
114 use rustc_infer::infer::type_variable::{TypeVariableOrigin, TypeVariableOriginKind};
115 use rustc_middle::ty::fold::{TypeFoldable, TypeFolder};
116 use rustc_middle::ty::query::Providers;
117 use rustc_middle::ty::subst::GenericArgKind;
118 use rustc_middle::ty::subst::{InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
119 use rustc_middle::ty::WithConstness;
120 use rustc_middle::ty::{self, RegionKind, Ty, TyCtxt, UserType};
121 use rustc_session::config;
122 use rustc_session::parse::feature_err;
123 use rustc_session::Session;
124 use rustc_span::source_map::DUMMY_SP;
125 use rustc_span::symbol::{kw, Ident};
126 use rustc_span::{self, BytePos, MultiSpan, Span};
127 use rustc_target::abi::VariantIdx;
128 use rustc_target::spec::abi::Abi;
129 use rustc_trait_selection::traits;
130 use rustc_trait_selection::traits::error_reporting::recursive_type_with_infinite_size_error;
131 use rustc_trait_selection::traits::error_reporting::suggestions::ReturnsVisitor;
132
133 use std::cell::{Ref, RefCell, RefMut};
134
135 use crate::require_c_abi_if_c_variadic;
136 use crate::util::common::indenter;
137
138 use self::coercion::DynamicCoerceMany;
139 pub use self::Expectation::*;
140
141 #[macro_export]
142 macro_rules! type_error_struct {
143     ($session:expr, $span:expr, $typ:expr, $code:ident, $($message:tt)*) => ({
144         if $typ.references_error() {
145             $session.diagnostic().struct_dummy()
146         } else {
147             rustc_errors::struct_span_err!($session, $span, $code, $($message)*)
148         }
149     })
150 }
151
152 /// The type of a local binding, including the revealed type for anon types.
153 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
154 pub struct LocalTy<'tcx> {
155     decl_ty: Ty<'tcx>,
156     revealed_ty: Ty<'tcx>,
157 }
158
159 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
160 pub enum Needs {
161     MutPlace,
162     None,
163 }
164
165 impl Needs {
166     fn maybe_mut_place(m: hir::Mutability) -> Self {
167         match m {
168             hir::Mutability::Mut => Needs::MutPlace,
169             hir::Mutability::Not => Needs::None,
170         }
171     }
172 }
173
174 #[derive(Copy, Clone)]
175 pub struct UnsafetyState {
176     pub def: hir::HirId,
177     pub unsafety: hir::Unsafety,
178     pub unsafe_push_count: u32,
179     from_fn: bool,
180 }
181
182 impl UnsafetyState {
183     pub fn function(unsafety: hir::Unsafety, def: hir::HirId) -> UnsafetyState {
184         UnsafetyState { def, unsafety, unsafe_push_count: 0, from_fn: true }
185     }
186
187     pub fn recurse(&mut self, blk: &hir::Block<'_>) -> UnsafetyState {
188         use hir::BlockCheckMode;
189         match self.unsafety {
190             // If this unsafe, then if the outer function was already marked as
191             // unsafe we shouldn't attribute the unsafe'ness to the block. This
192             // way the block can be warned about instead of ignoring this
193             // extraneous block (functions are never warned about).
194             hir::Unsafety::Unsafe if self.from_fn => *self,
195
196             unsafety => {
197                 let (unsafety, def, count) = match blk.rules {
198                     BlockCheckMode::PushUnsafeBlock(..) => {
199                         (unsafety, blk.hir_id, self.unsafe_push_count.checked_add(1).unwrap())
200                     }
201                     BlockCheckMode::PopUnsafeBlock(..) => {
202                         (unsafety, blk.hir_id, self.unsafe_push_count.checked_sub(1).unwrap())
203                     }
204                     BlockCheckMode::UnsafeBlock(..) => {
205                         (hir::Unsafety::Unsafe, blk.hir_id, self.unsafe_push_count)
206                     }
207                     BlockCheckMode::DefaultBlock => (unsafety, self.def, self.unsafe_push_count),
208                 };
209                 UnsafetyState { def, unsafety, unsafe_push_count: count, from_fn: false }
210             }
211         }
212     }
213 }
214
215 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
216 pub enum PlaceOp {
217     Deref,
218     Index,
219 }
220
221 pub struct BreakableCtxt<'tcx> {
222     may_break: bool,
223
224     // this is `null` for loops where break with a value is illegal,
225     // such as `while`, `for`, and `while let`
226     coerce: Option<DynamicCoerceMany<'tcx>>,
227 }
228
229 pub struct EnclosingBreakables<'tcx> {
230     stack: Vec<BreakableCtxt<'tcx>>,
231     by_id: HirIdMap<usize>,
232 }
233
234 impl<'tcx> EnclosingBreakables<'tcx> {
235     fn find_breakable(&mut self, target_id: hir::HirId) -> &mut BreakableCtxt<'tcx> {
236         self.opt_find_breakable(target_id).unwrap_or_else(|| {
237             bug!("could not find enclosing breakable with id {}", target_id);
238         })
239     }
240
241     fn opt_find_breakable(&mut self, target_id: hir::HirId) -> Option<&mut BreakableCtxt<'tcx>> {
242         match self.by_id.get(&target_id) {
243             Some(ix) => Some(&mut self.stack[*ix]),
244             None => None,
245         }
246     }
247 }
248
249 pub fn provide(providers: &mut Providers) {
250     method::provide(providers);
251     *providers = Providers {
252         typeck_item_bodies,
253         typeck_const_arg,
254         typeck,
255         diagnostic_only_typeck,
256         has_typeck_results,
257         adt_destructor,
258         used_trait_imports,
259         check_item_well_formed,
260         check_trait_item_well_formed,
261         check_impl_item_well_formed,
262         check_mod_item_types,
263         ..*providers
264     };
265 }
266
267 fn adt_destructor(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<ty::Destructor> {
268     tcx.calculate_dtor(def_id, dropck::check_drop_impl)
269 }
270
271 /// If this `DefId` is a "primary tables entry", returns
272 /// `Some((body_id, header, decl))` with information about
273 /// its body-id, fn-header and fn-decl (if any). Otherwise,
274 /// returns `None`.
275 ///
276 /// If this function returns `Some`, then `typeck_results(def_id)` will
277 /// succeed; if it returns `None`, then `typeck_results(def_id)` may or
278 /// may not succeed. In some cases where this function returns `None`
279 /// (notably closures), `typeck_results(def_id)` would wind up
280 /// redirecting to the owning function.
281 fn primary_body_of(
282     tcx: TyCtxt<'_>,
283     id: hir::HirId,
284 ) -> Option<(hir::BodyId, Option<&hir::Ty<'_>>, Option<&hir::FnHeader>, Option<&hir::FnDecl<'_>>)> {
285     match tcx.hir().get(id) {
286         Node::Item(item) => match item.kind {
287             hir::ItemKind::Const(ref ty, body) | hir::ItemKind::Static(ref ty, _, body) => {
288                 Some((body, Some(ty), None, None))
289             }
290             hir::ItemKind::Fn(ref sig, .., body) => {
291                 Some((body, None, Some(&sig.header), Some(&sig.decl)))
292             }
293             _ => None,
294         },
295         Node::TraitItem(item) => match item.kind {
296             hir::TraitItemKind::Const(ref ty, Some(body)) => Some((body, Some(ty), None, None)),
297             hir::TraitItemKind::Fn(ref sig, hir::TraitFn::Provided(body)) => {
298                 Some((body, None, Some(&sig.header), Some(&sig.decl)))
299             }
300             _ => None,
301         },
302         Node::ImplItem(item) => match item.kind {
303             hir::ImplItemKind::Const(ref ty, body) => Some((body, Some(ty), None, None)),
304             hir::ImplItemKind::Fn(ref sig, body) => {
305                 Some((body, None, Some(&sig.header), Some(&sig.decl)))
306             }
307             _ => None,
308         },
309         Node::AnonConst(constant) => Some((constant.body, None, None, None)),
310         _ => None,
311     }
312 }
313
314 fn has_typeck_results(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> bool {
315     // Closures' typeck results come from their outermost function,
316     // as they are part of the same "inference environment".
317     let outer_def_id = tcx.closure_base_def_id(def_id);
318     if outer_def_id != def_id {
319         return tcx.has_typeck_results(outer_def_id);
320     }
321
322     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
323         let id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
324         primary_body_of(tcx, id).is_some()
325     } else {
326         false
327     }
328 }
329
330 fn used_trait_imports(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: LocalDefId) -> &FxHashSet<LocalDefId> {
331     &*tcx.typeck(def_id).used_trait_imports
332 }
333
334 /// Inspects the substs of opaque types, replacing any inference variables
335 /// with proper generic parameter from the identity substs.
336 ///
337 /// This is run after we normalize the function signature, to fix any inference
338 /// variables introduced by the projection of associated types. This ensures that
339 /// any opaque types used in the signature continue to refer to generic parameters,
340 /// allowing them to be considered for defining uses in the function body
341 ///
342 /// For example, consider this code.
343 ///
344 /// ```rust
345 /// trait MyTrait {
346 ///     type MyItem;
347 ///     fn use_it(self) -> Self::MyItem
348 /// }
349 /// impl<T, I> MyTrait for T where T: Iterator<Item = I> {
350 ///     type MyItem = impl Iterator<Item = I>;
351 ///     fn use_it(self) -> Self::MyItem {
352 ///         self
353 ///     }
354 /// }
355 /// ```
356 ///
357 /// When we normalize the signature of `use_it` from the impl block,
358 /// we will normalize `Self::MyItem` to the opaque type `impl Iterator<Item = I>`
359 /// However, this projection result may contain inference variables, due
360 /// to the way that projection works. We didn't have any inference variables
361 /// in the signature to begin with - leaving them in will cause us to incorrectly
362 /// conclude that we don't have a defining use of `MyItem`. By mapping inference
363 /// variables back to the actual generic parameters, we will correctly see that
364 /// we have a defining use of `MyItem`
365 fn fixup_opaque_types<'tcx, T>(tcx: TyCtxt<'tcx>, val: T) -> T
366 where
367     T: TypeFoldable<'tcx>,
368 {
369     struct FixupFolder<'tcx> {
370         tcx: TyCtxt<'tcx>,
371     }
372
373     impl<'tcx> TypeFolder<'tcx> for FixupFolder<'tcx> {
374         fn tcx<'a>(&'a self) -> TyCtxt<'tcx> {
375             self.tcx
376         }
377
378         fn fold_ty(&mut self, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
379             match *ty.kind() {
380                 ty::Opaque(def_id, substs) => {
381                     debug!("fixup_opaque_types: found type {:?}", ty);
382                     // Here, we replace any inference variables that occur within
383                     // the substs of an opaque type. By definition, any type occurring
384                     // in the substs has a corresponding generic parameter, which is what
385                     // we replace it with.
386                     // This replacement is only run on the function signature, so any
387                     // inference variables that we come across must be the rust of projection
388                     // (there's no other way for a user to get inference variables into
389                     // a function signature).
390                     if ty.needs_infer() {
391                         let new_substs = InternalSubsts::for_item(self.tcx, def_id, |param, _| {
392                             let old_param = substs[param.index as usize];
393                             match old_param.unpack() {
394                                 GenericArgKind::Type(old_ty) => {
395                                     if let ty::Infer(_) = old_ty.kind() {
396                                         // Replace inference type with a generic parameter
397                                         self.tcx.mk_param_from_def(param)
398                                     } else {
399                                         old_param.fold_with(self)
400                                     }
401                                 }
402                                 GenericArgKind::Const(old_const) => {
403                                     if let ty::ConstKind::Infer(_) = old_const.val {
404                                         // This should never happen - we currently do not support
405                                         // 'const projections', e.g.:
406                                         // `impl<T: SomeTrait> MyTrait for T where <T as SomeTrait>::MyConst == 25`
407                                         // which should be the only way for us to end up with a const inference
408                                         // variable after projection. If Rust ever gains support for this kind
409                                         // of projection, this should *probably* be changed to
410                                         // `self.tcx.mk_param_from_def(param)`
411                                         bug!(
412                                             "Found infer const: `{:?}` in opaque type: {:?}",
413                                             old_const,
414                                             ty
415                                         );
416                                     } else {
417                                         old_param.fold_with(self)
418                                     }
419                                 }
420                                 GenericArgKind::Lifetime(old_region) => {
421                                     if let RegionKind::ReVar(_) = old_region {
422                                         self.tcx.mk_param_from_def(param)
423                                     } else {
424                                         old_param.fold_with(self)
425                                     }
426                                 }
427                             }
428                         });
429                         let new_ty = self.tcx.mk_opaque(def_id, new_substs);
430                         debug!("fixup_opaque_types: new type: {:?}", new_ty);
431                         new_ty
432                     } else {
433                         ty
434                     }
435                 }
436                 _ => ty.super_fold_with(self),
437             }
438         }
439     }
440
441     debug!("fixup_opaque_types({:?})", val);
442     val.fold_with(&mut FixupFolder { tcx })
443 }
444
445 fn typeck_const_arg<'tcx>(
446     tcx: TyCtxt<'tcx>,
447     (did, param_did): (LocalDefId, DefId),
448 ) -> &ty::TypeckResults<'tcx> {
449     let fallback = move || tcx.type_of(param_did);
450     typeck_with_fallback(tcx, did, fallback)
451 }
452
453 fn typeck<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: LocalDefId) -> &ty::TypeckResults<'tcx> {
454     if let Some(param_did) = tcx.opt_const_param_of(def_id) {
455         tcx.typeck_const_arg((def_id, param_did))
456     } else {
457         let fallback = move || tcx.type_of(def_id.to_def_id());
458         typeck_with_fallback(tcx, def_id, fallback)
459     }
460 }
461
462 /// Used only to get `TypeckResults` for type inference during error recovery.
463 /// Currently only used for type inference of `static`s and `const`s to avoid type cycle errors.
464 fn diagnostic_only_typeck<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: LocalDefId) -> &ty::TypeckResults<'tcx> {
465     let fallback = move || {
466         let span = tcx.hir().span(tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id));
467         tcx.ty_error_with_message(span, "diagnostic only typeck table used")
468     };
469     typeck_with_fallback(tcx, def_id, fallback)
470 }
471
472 fn typeck_with_fallback<'tcx>(
473     tcx: TyCtxt<'tcx>,
474     def_id: LocalDefId,
475     fallback: impl Fn() -> Ty<'tcx> + 'tcx,
476 ) -> &'tcx ty::TypeckResults<'tcx> {
477     // Closures' typeck results come from their outermost function,
478     // as they are part of the same "inference environment".
479     let outer_def_id = tcx.closure_base_def_id(def_id.to_def_id()).expect_local();
480     if outer_def_id != def_id {
481         return tcx.typeck(outer_def_id);
482     }
483
484     let id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
485     let span = tcx.hir().span(id);
486
487     // Figure out what primary body this item has.
488     let (body_id, body_ty, fn_header, fn_decl) = primary_body_of(tcx, id).unwrap_or_else(|| {
489         span_bug!(span, "can't type-check body of {:?}", def_id);
490     });
491     let body = tcx.hir().body(body_id);
492
493     let typeck_results = Inherited::build(tcx, def_id).enter(|inh| {
494         let param_env = tcx.param_env(def_id);
495         let fcx = if let (Some(header), Some(decl)) = (fn_header, fn_decl) {
496             let fn_sig = if crate::collect::get_infer_ret_ty(&decl.output).is_some() {
497                 let fcx = FnCtxt::new(&inh, param_env, body.value.hir_id);
498                 AstConv::ty_of_fn(
499                     &fcx,
500                     header.unsafety,
501                     header.abi,
502                     decl,
503                     &hir::Generics::empty(),
504                     None,
505                 )
506             } else {
507                 tcx.fn_sig(def_id)
508             };
509
510             check_abi(tcx, span, fn_sig.abi());
511
512             // Compute the fty from point of view of inside the fn.
513             let fn_sig = tcx.liberate_late_bound_regions(def_id.to_def_id(), fn_sig);
514             let fn_sig = inh.normalize_associated_types_in(
515                 body.value.span,
516                 body_id.hir_id,
517                 param_env,
518                 fn_sig,
519             );
520
521             let fn_sig = fixup_opaque_types(tcx, fn_sig);
522
523             let fcx = check_fn(&inh, param_env, fn_sig, decl, id, body, None).0;
524             fcx
525         } else {
526             let fcx = FnCtxt::new(&inh, param_env, body.value.hir_id);
527             let expected_type = body_ty
528                 .and_then(|ty| match ty.kind {
529                     hir::TyKind::Infer => Some(AstConv::ast_ty_to_ty(&fcx, ty)),
530                     _ => None,
531                 })
532                 .unwrap_or_else(|| match tcx.hir().get(id) {
533                     Node::AnonConst(_) => match tcx.hir().get(tcx.hir().get_parent_node(id)) {
534                         Node::Expr(&hir::Expr {
535                             kind: hir::ExprKind::ConstBlock(ref anon_const),
536                             ..
537                         }) if anon_const.hir_id == id => fcx.next_ty_var(TypeVariableOrigin {
538                             kind: TypeVariableOriginKind::TypeInference,
539                             span,
540                         }),
541                         _ => fallback(),
542                     },
543                     _ => fallback(),
544                 });
545
546             let expected_type = fcx.normalize_associated_types_in(body.value.span, expected_type);
547             fcx.require_type_is_sized(expected_type, body.value.span, traits::ConstSized);
548
549             let revealed_ty = if tcx.features().impl_trait_in_bindings {
550                 fcx.instantiate_opaque_types_from_value(id, expected_type, body.value.span)
551             } else {
552                 expected_type
553             };
554
555             // Gather locals in statics (because of block expressions).
556             GatherLocalsVisitor::new(&fcx, id).visit_body(body);
557
558             fcx.check_expr_coercable_to_type(&body.value, revealed_ty, None);
559
560             fcx.write_ty(id, revealed_ty);
561
562             fcx
563         };
564
565         // All type checking constraints were added, try to fallback unsolved variables.
566         fcx.select_obligations_where_possible(false, |_| {});
567         let mut fallback_has_occurred = false;
568
569         // We do fallback in two passes, to try to generate
570         // better error messages.
571         // The first time, we do *not* replace opaque types.
572         for ty in &fcx.unsolved_variables() {
573             fallback_has_occurred |= fcx.fallback_if_possible(ty, FallbackMode::NoOpaque);
574         }
575         // We now see if we can make progress. This might
576         // cause us to unify inference variables for opaque types,
577         // since we may have unified some other type variables
578         // during the first phase of fallback.
579         // This means that we only replace inference variables with their underlying
580         // opaque types as a last resort.
581         //
582         // In code like this:
583         //
584         // ```rust
585         // type MyType = impl Copy;
586         // fn produce() -> MyType { true }
587         // fn bad_produce() -> MyType { panic!() }
588         // ```
589         //
590         // we want to unify the opaque inference variable in `bad_produce`
591         // with the diverging fallback for `panic!` (e.g. `()` or `!`).
592         // This will produce a nice error message about conflicting concrete
593         // types for `MyType`.
594         //
595         // If we had tried to fallback the opaque inference variable to `MyType`,
596         // we will generate a confusing type-check error that does not explicitly
597         // refer to opaque types.
598         fcx.select_obligations_where_possible(fallback_has_occurred, |_| {});
599
600         // We now run fallback again, but this time we allow it to replace
601         // unconstrained opaque type variables, in addition to performing
602         // other kinds of fallback.
603         for ty in &fcx.unsolved_variables() {
604             fallback_has_occurred |= fcx.fallback_if_possible(ty, FallbackMode::All);
605         }
606
607         // See if we can make any more progress.
608         fcx.select_obligations_where_possible(fallback_has_occurred, |_| {});
609
610         // Even though coercion casts provide type hints, we check casts after fallback for
611         // backwards compatibility. This makes fallback a stronger type hint than a cast coercion.
612         fcx.check_casts();
613
614         // Closure and generator analysis may run after fallback
615         // because they don't constrain other type variables.
616         fcx.closure_analyze(body);
617         assert!(fcx.deferred_call_resolutions.borrow().is_empty());
618         fcx.resolve_generator_interiors(def_id.to_def_id());
619
620         for (ty, span, code) in fcx.deferred_sized_obligations.borrow_mut().drain(..) {
621             let ty = fcx.normalize_ty(span, ty);
622             fcx.require_type_is_sized(ty, span, code);
623         }
624
625         fcx.select_all_obligations_or_error();
626
627         if fn_decl.is_some() {
628             fcx.regionck_fn(id, body);
629         } else {
630             fcx.regionck_expr(body);
631         }
632
633         fcx.resolve_type_vars_in_body(body)
634     });
635
636     // Consistency check our TypeckResults instance can hold all ItemLocalIds
637     // it will need to hold.
638     assert_eq!(typeck_results.hir_owner, id.owner);
639
640     typeck_results
641 }
642
643 /// When `check_fn` is invoked on a generator (i.e., a body that
644 /// includes yield), it returns back some information about the yield
645 /// points.
646 struct GeneratorTypes<'tcx> {
647     /// Type of generator argument / values returned by `yield`.
648     resume_ty: Ty<'tcx>,
649
650     /// Type of value that is yielded.
651     yield_ty: Ty<'tcx>,
652
653     /// Types that are captured (see `GeneratorInterior` for more).
654     interior: Ty<'tcx>,
655
656     /// Indicates if the generator is movable or static (immovable).
657     movability: hir::Movability,
658 }
659
660 /// Given a `DefId` for an opaque type in return position, find its parent item's return
661 /// expressions.
662 fn get_owner_return_paths(
663     tcx: TyCtxt<'tcx>,
664     def_id: LocalDefId,
665 ) -> Option<(hir::HirId, ReturnsVisitor<'tcx>)> {
666     let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
667     let id = tcx.hir().get_parent_item(hir_id);
668     tcx.hir()
669         .find(id)
670         .map(|n| (id, n))
671         .and_then(|(hir_id, node)| node.body_id().map(|b| (hir_id, b)))
672         .map(|(hir_id, body_id)| {
673             let body = tcx.hir().body(body_id);
674             let mut visitor = ReturnsVisitor::default();
675             visitor.visit_body(body);
676             (hir_id, visitor)
677         })
678 }
679
680 /// Emit an error for recursive opaque types in a `let` binding.
681 fn binding_opaque_type_cycle_error(
682     tcx: TyCtxt<'tcx>,
683     def_id: LocalDefId,
684     span: Span,
685     partially_expanded_type: Ty<'tcx>,
686 ) {
687     let mut err = struct_span_err!(tcx.sess, span, E0720, "cannot resolve opaque type");
688     err.span_label(span, "cannot resolve opaque type");
689     // Find the owner that declared this `impl Trait` type.
690     let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
691     let mut prev_hir_id = hir_id;
692     let mut hir_id = tcx.hir().get_parent_node(hir_id);
693     while let Some(node) = tcx.hir().find(hir_id) {
694         match node {
695             hir::Node::Local(hir::Local {
696                 pat,
697                 init: None,
698                 ty: Some(ty),
699                 source: hir::LocalSource::Normal,
700                 ..
701             }) => {
702                 err.span_label(pat.span, "this binding might not have a concrete type");
703                 err.span_suggestion_verbose(
704                     ty.span.shrink_to_hi(),
705                     "set the binding to a value for a concrete type to be resolved",
706                     " = /* value */".to_string(),
707                     Applicability::HasPlaceholders,
708                 );
709             }
710             hir::Node::Local(hir::Local {
711                 init: Some(expr),
712                 source: hir::LocalSource::Normal,
713                 ..
714             }) => {
715                 let hir_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
716                 let typeck_results =
717                     tcx.typeck(tcx.hir().local_def_id(tcx.hir().get_parent_item(hir_id)));
718                 if let Some(ty) = typeck_results.node_type_opt(expr.hir_id) {
719                     err.span_label(
720                         expr.span,
721                         &format!(
722                             "this is of type `{}`, which doesn't constrain \
723                              `{}` enough to arrive to a concrete type",
724                             ty, partially_expanded_type
725                         ),
726                     );
727                 }
728             }
729             _ => {}
730         }
731         if prev_hir_id == hir_id {
732             break;
733         }
734         prev_hir_id = hir_id;
735         hir_id = tcx.hir().get_parent_node(hir_id);
736     }
737     err.emit();
738 }
739
740 // Forbid defining intrinsics in Rust code,
741 // as they must always be defined by the compiler.
742 fn fn_maybe_err(tcx: TyCtxt<'_>, sp: Span, abi: Abi) {
743     if let Abi::RustIntrinsic | Abi::PlatformIntrinsic = abi {
744         tcx.sess.span_err(sp, "intrinsic must be in `extern \"rust-intrinsic\" { ... }` block");
745     }
746 }
747
748 fn maybe_check_static_with_link_section(tcx: TyCtxt<'_>, id: LocalDefId, span: Span) {
749     // Only restricted on wasm32 target for now
750     if !tcx.sess.opts.target_triple.triple().starts_with("wasm32") {
751         return;
752     }
753
754     // If `#[link_section]` is missing, then nothing to verify
755     let attrs = tcx.codegen_fn_attrs(id);
756     if attrs.link_section.is_none() {
757         return;
758     }
759
760     // For the wasm32 target statics with `#[link_section]` are placed into custom
761     // sections of the final output file, but this isn't link custom sections of
762     // other executable formats. Namely we can only embed a list of bytes,
763     // nothing with pointers to anything else or relocations. If any relocation
764     // show up, reject them here.
765     // `#[link_section]` may contain arbitrary, or even undefined bytes, but it is
766     // the consumer's responsibility to ensure all bytes that have been read
767     // have defined values.
768     match tcx.eval_static_initializer(id.to_def_id()) {
769         Ok(alloc) => {
770             if alloc.relocations().len() != 0 {
771                 let msg = "statics with a custom `#[link_section]` must be a \
772                            simple list of bytes on the wasm target with no \
773                            extra levels of indirection such as references";
774                 tcx.sess.span_err(span, msg);
775             }
776         }
777         Err(_) => {}
778     }
779 }
780
781 fn report_forbidden_specialization(
782     tcx: TyCtxt<'_>,
783     impl_item: &hir::ImplItem<'_>,
784     parent_impl: DefId,
785 ) {
786     let mut err = struct_span_err!(
787         tcx.sess,
788         impl_item.span,
789         E0520,
790         "`{}` specializes an item from a parent `impl`, but \
791          that item is not marked `default`",
792         impl_item.ident
793     );
794     err.span_label(impl_item.span, format!("cannot specialize default item `{}`", impl_item.ident));
795
796     match tcx.span_of_impl(parent_impl) {
797         Ok(span) => {
798             err.span_label(span, "parent `impl` is here");
799             err.note(&format!(
800                 "to specialize, `{}` in the parent `impl` must be marked `default`",
801                 impl_item.ident
802             ));
803         }
804         Err(cname) => {
805             err.note(&format!("parent implementation is in crate `{}`", cname));
806         }
807     }
808
809     err.emit();
810 }
811
812 fn missing_items_err(
813     tcx: TyCtxt<'_>,
814     impl_span: Span,
815     missing_items: &[ty::AssocItem],
816     full_impl_span: Span,
817 ) {
818     let missing_items_msg = missing_items
819         .iter()
820         .map(|trait_item| trait_item.ident.to_string())
821         .collect::<Vec<_>>()
822         .join("`, `");
823
824     let mut err = struct_span_err!(
825         tcx.sess,
826         impl_span,
827         E0046,
828         "not all trait items implemented, missing: `{}`",
829         missing_items_msg
830     );
831     err.span_label(impl_span, format!("missing `{}` in implementation", missing_items_msg));
832
833     // `Span` before impl block closing brace.
834     let hi = full_impl_span.hi() - BytePos(1);
835     // Point at the place right before the closing brace of the relevant `impl` to suggest
836     // adding the associated item at the end of its body.
837     let sugg_sp = full_impl_span.with_lo(hi).with_hi(hi);
838     // Obtain the level of indentation ending in `sugg_sp`.
839     let indentation = tcx.sess.source_map().span_to_margin(sugg_sp).unwrap_or(0);
840     // Make the whitespace that will make the suggestion have the right indentation.
841     let padding: String = (0..indentation).map(|_| " ").collect();
842
843     for trait_item in missing_items {
844         let snippet = suggestion_signature(&trait_item, tcx);
845         let code = format!("{}{}\n{}", padding, snippet, padding);
846         let msg = format!("implement the missing item: `{}`", snippet);
847         let appl = Applicability::HasPlaceholders;
848         if let Some(span) = tcx.hir().span_if_local(trait_item.def_id) {
849             err.span_label(span, format!("`{}` from trait", trait_item.ident));
850             err.tool_only_span_suggestion(sugg_sp, &msg, code, appl);
851         } else {
852             err.span_suggestion_hidden(sugg_sp, &msg, code, appl);
853         }
854     }
855     err.emit();
856 }
857
858 /// Resugar `ty::GenericPredicates` in a way suitable to be used in structured suggestions.
859 fn bounds_from_generic_predicates<'tcx>(
860     tcx: TyCtxt<'tcx>,
861     predicates: ty::GenericPredicates<'tcx>,
862 ) -> (String, String) {
863     let mut types: FxHashMap<Ty<'tcx>, Vec<DefId>> = FxHashMap::default();
864     let mut projections = vec![];
865     for (predicate, _) in predicates.predicates {
866         debug!("predicate {:?}", predicate);
867         let bound_predicate = predicate.bound_atom();
868         match bound_predicate.skip_binder() {
869             ty::PredicateAtom::Trait(trait_predicate, _) => {
870                 let entry = types.entry(trait_predicate.self_ty()).or_default();
871                 let def_id = trait_predicate.def_id();
872                 if Some(def_id) != tcx.lang_items().sized_trait() {
873                     // Type params are `Sized` by default, do not add that restriction to the list
874                     // if it is a positive requirement.
875                     entry.push(trait_predicate.def_id());
876                 }
877             }
878             ty::PredicateAtom::Projection(projection_pred) => {
879                 projections.push(bound_predicate.rebind(projection_pred));
880             }
881             _ => {}
882         }
883     }
884     let generics = if types.is_empty() {
885         "".to_string()
886     } else {
887         format!(
888             "<{}>",
889             types
890                 .keys()
891                 .filter_map(|t| match t.kind() {
892                     ty::Param(_) => Some(t.to_string()),
893                     // Avoid suggesting the following:
894                     // fn foo<T, <T as Trait>::Bar>(_: T) where T: Trait, <T as Trait>::Bar: Other {}
895                     _ => None,
896                 })
897                 .collect::<Vec<_>>()
898                 .join(", ")
899         )
900     };
901     let mut where_clauses = vec![];
902     for (ty, bounds) in types {
903         for bound in &bounds {
904             where_clauses.push(format!("{}: {}", ty, tcx.def_path_str(*bound)));
905         }
906     }
907     for projection in &projections {
908         let p = projection.skip_binder();
909         // FIXME: this is not currently supported syntax, we should be looking at the `types` and
910         // insert the associated types where they correspond, but for now let's be "lazy" and
911         // propose this instead of the following valid resugaring:
912         // `T: Trait, Trait::Assoc = K` â†’ `T: Trait<Assoc = K>`
913         where_clauses.push(format!("{} = {}", tcx.def_path_str(p.projection_ty.item_def_id), p.ty));
914     }
915     let where_clauses = if where_clauses.is_empty() {
916         String::new()
917     } else {
918         format!(" where {}", where_clauses.join(", "))
919     };
920     (generics, where_clauses)
921 }
922
923 /// Return placeholder code for the given function.
924 fn fn_sig_suggestion<'tcx>(
925     tcx: TyCtxt<'tcx>,
926     sig: ty::FnSig<'tcx>,
927     ident: Ident,
928     predicates: ty::GenericPredicates<'tcx>,
929     assoc: &ty::AssocItem,
930 ) -> String {
931     let args = sig
932         .inputs()
933         .iter()
934         .enumerate()
935         .map(|(i, ty)| {
936             Some(match ty.kind() {
937                 ty::Param(_) if assoc.fn_has_self_parameter && i == 0 => "self".to_string(),
938                 ty::Ref(reg, ref_ty, mutability) if i == 0 => {
939                     let reg = match &format!("{}", reg)[..] {
940                         "'_" | "" => String::new(),
941                         reg => format!("{} ", reg),
942                     };
943                     if assoc.fn_has_self_parameter {
944                         match ref_ty.kind() {
945                             ty::Param(param) if param.name == kw::SelfUpper => {
946                                 format!("&{}{}self", reg, mutability.prefix_str())
947                             }
948
949                             _ => format!("self: {}", ty),
950                         }
951                     } else {
952                         format!("_: {}", ty)
953                     }
954                 }
955                 _ => {
956                     if assoc.fn_has_self_parameter && i == 0 {
957                         format!("self: {}", ty)
958                     } else {
959                         format!("_: {}", ty)
960                     }
961                 }
962             })
963         })
964         .chain(std::iter::once(if sig.c_variadic { Some("...".to_string()) } else { None }))
965         .filter_map(|arg| arg)
966         .collect::<Vec<String>>()
967         .join(", ");
968     let output = sig.output();
969     let output = if !output.is_unit() { format!(" -> {}", output) } else { String::new() };
970
971     let unsafety = sig.unsafety.prefix_str();
972     let (generics, where_clauses) = bounds_from_generic_predicates(tcx, predicates);
973
974     // FIXME: this is not entirely correct, as the lifetimes from borrowed params will
975     // not be present in the `fn` definition, not will we account for renamed
976     // lifetimes between the `impl` and the `trait`, but this should be good enough to
977     // fill in a significant portion of the missing code, and other subsequent
978     // suggestions can help the user fix the code.
979     format!(
980         "{}fn {}{}({}){}{} {{ todo!() }}",
981         unsafety, ident, generics, args, output, where_clauses
982     )
983 }
984
985 /// Return placeholder code for the given associated item.
986 /// Similar to `ty::AssocItem::suggestion`, but appropriate for use as the code snippet of a
987 /// structured suggestion.
988 fn suggestion_signature(assoc: &ty::AssocItem, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
989     match assoc.kind {
990         ty::AssocKind::Fn => {
991             // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
992             // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
993             // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
994             // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
995             fn_sig_suggestion(
996                 tcx,
997                 tcx.fn_sig(assoc.def_id).skip_binder(),
998                 assoc.ident,
999                 tcx.predicates_of(assoc.def_id),
1000                 assoc,
1001             )
1002         }
1003         ty::AssocKind::Type => format!("type {} = Type;", assoc.ident),
1004         ty::AssocKind::Const => {
1005             let ty = tcx.type_of(assoc.def_id);
1006             let val = expr::ty_kind_suggestion(ty).unwrap_or("value");
1007             format!("const {}: {} = {};", assoc.ident, ty, val)
1008         }
1009     }
1010 }
1011
1012 /// Emit an error when encountering more or less than one variant in a transparent enum.
1013 fn bad_variant_count<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, adt: &'tcx ty::AdtDef, sp: Span, did: DefId) {
1014     let variant_spans: Vec<_> = adt
1015         .variants
1016         .iter()
1017         .map(|variant| tcx.hir().span_if_local(variant.def_id).unwrap())
1018         .collect();
1019     let msg = format!("needs exactly one variant, but has {}", adt.variants.len(),);
1020     let mut err = struct_span_err!(tcx.sess, sp, E0731, "transparent enum {}", msg);
1021     err.span_label(sp, &msg);
1022     if let [start @ .., end] = &*variant_spans {
1023         for variant_span in start {
1024             err.span_label(*variant_span, "");
1025         }
1026         err.span_label(*end, &format!("too many variants in `{}`", tcx.def_path_str(did)));
1027     }
1028     err.emit();
1029 }
1030
1031 /// Emit an error when encountering more or less than one non-zero-sized field in a transparent
1032 /// enum.
1033 fn bad_non_zero_sized_fields<'tcx>(
1034     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1035     adt: &'tcx ty::AdtDef,
1036     field_count: usize,
1037     field_spans: impl Iterator<Item = Span>,
1038     sp: Span,
1039 ) {
1040     let msg = format!("needs exactly one non-zero-sized field, but has {}", field_count);
1041     let mut err = struct_span_err!(
1042         tcx.sess,
1043         sp,
1044         E0690,
1045         "{}transparent {} {}",
1046         if adt.is_enum() { "the variant of a " } else { "" },
1047         adt.descr(),
1048         msg,
1049     );
1050     err.span_label(sp, &msg);
1051     for sp in field_spans {
1052         err.span_label(sp, "this field is non-zero-sized");
1053     }
1054     err.emit();
1055 }
1056
1057 fn report_unexpected_variant_res(tcx: TyCtxt<'_>, res: Res, span: Span) {
1058     struct_span_err!(
1059         tcx.sess,
1060         span,
1061         E0533,
1062         "expected unit struct, unit variant or constant, found {}{}",
1063         res.descr(),
1064         tcx.sess.source_map().span_to_snippet(span).map_or(String::new(), |s| format!(" `{}`", s)),
1065     )
1066     .emit();
1067 }
1068
1069 /// Controls whether the arguments are tupled. This is used for the call
1070 /// operator.
1071 ///
1072 /// Tupling means that all call-side arguments are packed into a tuple and
1073 /// passed as a single parameter. For example, if tupling is enabled, this
1074 /// function:
1075 ///
1076 ///     fn f(x: (isize, isize))
1077 ///
1078 /// Can be called as:
1079 ///
1080 ///     f(1, 2);
1081 ///
1082 /// Instead of:
1083 ///
1084 ///     f((1, 2));
1085 #[derive(Clone, Eq, PartialEq)]
1086 enum TupleArgumentsFlag {
1087     DontTupleArguments,
1088     TupleArguments,
1089 }
1090
1091 /// Controls how we perform fallback for unconstrained
1092 /// type variables.
1093 enum FallbackMode {
1094     /// Do not fallback type variables to opaque types.
1095     NoOpaque,
1096     /// Perform all possible kinds of fallback, including
1097     /// turning type variables to opaque types.
1098     All,
1099 }
1100
1101 /// A wrapper for `InferCtxt`'s `in_progress_typeck_results` field.
1102 #[derive(Copy, Clone)]
1103 struct MaybeInProgressTables<'a, 'tcx> {
1104     maybe_typeck_results: Option<&'a RefCell<ty::TypeckResults<'tcx>>>,
1105 }
1106
1107 impl<'a, 'tcx> MaybeInProgressTables<'a, 'tcx> {
1108     fn borrow(self) -> Ref<'a, ty::TypeckResults<'tcx>> {
1109         match self.maybe_typeck_results {
1110             Some(typeck_results) => typeck_results.borrow(),
1111             None => bug!(
1112                 "MaybeInProgressTables: inh/fcx.typeck_results.borrow() with no typeck results"
1113             ),
1114         }
1115     }
1116
1117     fn borrow_mut(self) -> RefMut<'a, ty::TypeckResults<'tcx>> {
1118         match self.maybe_typeck_results {
1119             Some(typeck_results) => typeck_results.borrow_mut(),
1120             None => bug!(
1121                 "MaybeInProgressTables: inh/fcx.typeck_results.borrow_mut() with no typeck results"
1122             ),
1123         }
1124     }
1125 }
1126
1127 struct CheckItemTypesVisitor<'tcx> {
1128     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1129 }
1130
1131 impl ItemLikeVisitor<'tcx> for CheckItemTypesVisitor<'tcx> {
1132     fn visit_item(&mut self, i: &'tcx hir::Item<'tcx>) {
1133         check_item_type(self.tcx, i);
1134     }
1135     fn visit_trait_item(&mut self, _: &'tcx hir::TraitItem<'tcx>) {}
1136     fn visit_impl_item(&mut self, _: &'tcx hir::ImplItem<'tcx>) {}
1137     fn visit_foreign_item(&mut self, _: &'tcx hir::ForeignItem<'tcx>) {}
1138 }
1139
1140 fn typeck_item_bodies(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) {
1141     debug_assert!(crate_num == LOCAL_CRATE);
1142     tcx.par_body_owners(|body_owner_def_id| {
1143         tcx.ensure().typeck(body_owner_def_id);
1144     });
1145 }
1146
1147 fn fatally_break_rust(sess: &Session) {
1148     let handler = sess.diagnostic();
1149     handler.span_bug_no_panic(
1150         MultiSpan::new(),
1151         "It looks like you're trying to break rust; would you like some ICE?",
1152     );
1153     handler.note_without_error("the compiler expectedly panicked. this is a feature.");
1154     handler.note_without_error(
1155         "we would appreciate a joke overview: \
1156          https://github.com/rust-lang/rust/issues/43162#issuecomment-320764675",
1157     );
1158     handler.note_without_error(&format!(
1159         "rustc {} running on {}",
1160         option_env!("CFG_VERSION").unwrap_or("unknown_version"),
1161         config::host_triple(),
1162     ));
1163 }
1164
1165 fn potentially_plural_count(count: usize, word: &str) -> String {
1166     format!("{} {}{}", count, word, pluralize!(count))
1167 }