]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - compiler/rustc_typeck/src/check/regionck.rs
Rollup merge of #87690 - sharnoff:mut-ptr-allocated-obj-link, r=Mark-Simulacrum
[rust.git] / compiler / rustc_typeck / src / check / regionck.rs
1 //! The region check is a final pass that runs over the AST after we have
2 //! inferred the type constraints but before we have actually finalized
3 //! the types. Its purpose is to embed a variety of region constraints.
4 //! Inserting these constraints as a separate pass is good because (1) it
5 //! localizes the code that has to do with region inference and (2) often
6 //! we cannot know what constraints are needed until the basic types have
7 //! been inferred.
8 //!
9 //! ### Interaction with the borrow checker
10 //!
11 //! In general, the job of the borrowck module (which runs later) is to
12 //! check that all soundness criteria are met, given a particular set of
13 //! regions. The job of *this* module is to anticipate the needs of the
14 //! borrow checker and infer regions that will satisfy its requirements.
15 //! It is generally true that the inference doesn't need to be sound,
16 //! meaning that if there is a bug and we inferred bad regions, the borrow
17 //! checker should catch it. This is not entirely true though; for
18 //! example, the borrow checker doesn't check subtyping, and it doesn't
19 //! check that region pointers are always live when they are used. It
20 //! might be worthwhile to fix this so that borrowck serves as a kind of
21 //! verification step -- that would add confidence in the overall
22 //! correctness of the compiler, at the cost of duplicating some type
23 //! checks and effort.
24 //!
25 //! ### Inferring the duration of borrows, automatic and otherwise
26 //!
27 //! Whenever we introduce a borrowed pointer, for example as the result of
28 //! a borrow expression `let x = &data`, the lifetime of the pointer `x`
29 //! is always specified as a region inference variable. `regionck` has the
30 //! job of adding constraints such that this inference variable is as
31 //! narrow as possible while still accommodating all uses (that is, every
32 //! dereference of the resulting pointer must be within the lifetime).
33 //!
34 //! #### Reborrows
35 //!
36 //! Generally speaking, `regionck` does NOT try to ensure that the data
37 //! `data` will outlive the pointer `x`. That is the job of borrowck. The
38 //! one exception is when "re-borrowing" the contents of another borrowed
39 //! pointer. For example, imagine you have a borrowed pointer `b` with
40 //! lifetime `L1` and you have an expression `&*b`. The result of this
41 //! expression will be another borrowed pointer with lifetime `L2` (which is
42 //! an inference variable). The borrow checker is going to enforce the
43 //! constraint that `L2 < L1`, because otherwise you are re-borrowing data
44 //! for a lifetime larger than the original loan. However, without the
45 //! routines in this module, the region inferencer would not know of this
46 //! dependency and thus it might infer the lifetime of `L2` to be greater
47 //! than `L1` (issue #3148).
48 //!
49 //! There are a number of troublesome scenarios in the tests
50 //! `region-dependent-*.rs`, but here is one example:
51 //!
52 //!     struct Foo { i: i32 }
53 //!     struct Bar { foo: Foo  }
54 //!     fn get_i<'a>(x: &'a Bar) -> &'a i32 {
55 //!        let foo = &x.foo; // Lifetime L1
56 //!        &foo.i            // Lifetime L2
57 //!     }
58 //!
59 //! Note that this comes up either with `&` expressions, `ref`
60 //! bindings, and `autorefs`, which are the three ways to introduce
61 //! a borrow.
62 //!
63 //! The key point here is that when you are borrowing a value that
64 //! is "guaranteed" by a borrowed pointer, you must link the
65 //! lifetime of that borrowed pointer (`L1`, here) to the lifetime of
66 //! the borrow itself (`L2`). What do I mean by "guaranteed" by a
67 //! borrowed pointer? I mean any data that is reached by first
68 //! dereferencing a borrowed pointer and then either traversing
69 //! interior offsets or boxes. We say that the guarantor
70 //! of such data is the region of the borrowed pointer that was
71 //! traversed. This is essentially the same as the ownership
72 //! relation, except that a borrowed pointer never owns its
73 //! contents.
74
75 use crate::check::dropck;
76 use crate::check::FnCtxt;
77 use crate::mem_categorization as mc;
78 use crate::middle::region;
79 use rustc_hir as hir;
80 use rustc_hir::def_id::LocalDefId;
81 use rustc_hir::intravisit::{self, NestedVisitorMap, Visitor};
82 use rustc_hir::PatKind;
83 use rustc_infer::infer::outlives::env::OutlivesEnvironment;
84 use rustc_infer::infer::{self, RegionObligation, RegionckMode};
85 use rustc_middle::hir::place::{PlaceBase, PlaceWithHirId};
86 use rustc_middle::ty::adjustment;
87 use rustc_middle::ty::{self, Ty};
88 use rustc_span::Span;
89 use rustc_trait_selection::infer::OutlivesEnvironmentExt;
90 use rustc_trait_selection::opaque_types::InferCtxtExt;
91 use std::ops::Deref;
92
93 // a variation on try that just returns unit
94 macro_rules! ignore_err {
95     ($e:expr) => {
96         match $e {
97             Ok(e) => e,
98             Err(_) => {
99                 debug!("ignoring mem-categorization error!");
100                 return ();
101             }
102         }
103     };
104 }
105
106 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
107 // PUBLIC ENTRY POINTS
108
109 impl<'a, 'tcx> FnCtxt<'a, 'tcx> {
110     pub fn regionck_expr(&self, body: &'tcx hir::Body<'tcx>) {
111         let subject = self.tcx.hir().body_owner_def_id(body.id());
112         let id = body.value.hir_id;
113         let mut rcx = RegionCtxt::new(self, id, Subject(subject), self.param_env);
114
115         // There are no add'l implied bounds when checking a
116         // standalone expr (e.g., the `E` in a type like `[u32; E]`).
117         rcx.outlives_environment.save_implied_bounds(id);
118
119         if !self.errors_reported_since_creation() {
120             // regionck assumes typeck succeeded
121             rcx.visit_body(body);
122             rcx.visit_region_obligations(id);
123         }
124         rcx.resolve_regions_and_report_errors(RegionckMode::for_item_body(self.tcx));
125     }
126
127     /// Region checking during the WF phase for items. `wf_tys` are the
128     /// types from which we should derive implied bounds, if any.
129     pub fn regionck_item(&self, item_id: hir::HirId, span: Span, wf_tys: &[Ty<'tcx>]) {
130         debug!("regionck_item(item.id={:?}, wf_tys={:?})", item_id, wf_tys);
131         let subject = self.tcx.hir().local_def_id(item_id);
132         let mut rcx = RegionCtxt::new(self, item_id, Subject(subject), self.param_env);
133         rcx.outlives_environment.add_implied_bounds(self, wf_tys, item_id, span);
134         rcx.outlives_environment.save_implied_bounds(item_id);
135         rcx.visit_region_obligations(item_id);
136         rcx.resolve_regions_and_report_errors(RegionckMode::default());
137     }
138
139     /// Region check a function body. Not invoked on closures, but
140     /// only on the "root" fn item (in which closures may be
141     /// embedded). Walks the function body and adds various add'l
142     /// constraints that are needed for region inference. This is
143     /// separated both to isolate "pure" region constraints from the
144     /// rest of type check and because sometimes we need type
145     /// inference to have completed before we can determine which
146     /// constraints to add.
147     pub fn regionck_fn(&self, fn_id: hir::HirId, body: &'tcx hir::Body<'tcx>) {
148         debug!("regionck_fn(id={})", fn_id);
149         let subject = self.tcx.hir().body_owner_def_id(body.id());
150         let hir_id = body.value.hir_id;
151         let mut rcx = RegionCtxt::new(self, hir_id, Subject(subject), self.param_env);
152
153         if !self.errors_reported_since_creation() {
154             // regionck assumes typeck succeeded
155             rcx.visit_fn_body(fn_id, body, self.tcx.hir().span(fn_id));
156         }
157
158         rcx.resolve_regions_and_report_errors(RegionckMode::for_item_body(self.tcx));
159     }
160 }
161
162 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
163 // INTERNALS
164
165 pub struct RegionCtxt<'a, 'tcx> {
166     pub fcx: &'a FnCtxt<'a, 'tcx>,
167
168     pub region_scope_tree: &'tcx region::ScopeTree,
169
170     outlives_environment: OutlivesEnvironment<'tcx>,
171
172     // id of innermost fn body id
173     body_id: hir::HirId,
174     body_owner: LocalDefId,
175
176     // id of AST node being analyzed (the subject of the analysis).
177     subject_def_id: LocalDefId,
178 }
179
180 impl<'a, 'tcx> Deref for RegionCtxt<'a, 'tcx> {
181     type Target = FnCtxt<'a, 'tcx>;
182     fn deref(&self) -> &Self::Target {
183         &self.fcx
184     }
185 }
186
187 pub struct Subject(LocalDefId);
188
189 impl<'a, 'tcx> RegionCtxt<'a, 'tcx> {
190     pub fn new(
191         fcx: &'a FnCtxt<'a, 'tcx>,
192         initial_body_id: hir::HirId,
193         Subject(subject): Subject,
194         param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
195     ) -> RegionCtxt<'a, 'tcx> {
196         let region_scope_tree = fcx.tcx.region_scope_tree(subject);
197         let outlives_environment = OutlivesEnvironment::new(param_env);
198         RegionCtxt {
199             fcx,
200             region_scope_tree,
201             body_id: initial_body_id,
202             body_owner: subject,
203             subject_def_id: subject,
204             outlives_environment,
205         }
206     }
207
208     /// Try to resolve the type for the given node, returning `t_err` if an error results. Note that
209     /// we never care about the details of the error, the same error will be detected and reported
210     /// in the writeback phase.
211     ///
212     /// Note one important point: we do not attempt to resolve *region variables* here. This is
213     /// because regionck is essentially adding constraints to those region variables and so may yet
214     /// influence how they are resolved.
215     ///
216     /// Consider this silly example:
217     ///
218     /// ```
219     /// fn borrow(x: &i32) -> &i32 {x}
220     /// fn foo(x: @i32) -> i32 {  // block: B
221     ///     let b = borrow(x);    // region: <R0>
222     ///     *b
223     /// }
224     /// ```
225     ///
226     /// Here, the region of `b` will be `<R0>`. `<R0>` is constrained to be some subregion of the
227     /// block B and some superregion of the call. If we forced it now, we'd choose the smaller
228     /// region (the call). But that would make the *b illegal. Since we don't resolve, the type
229     /// of b will be `&<R0>.i32` and then `*b` will require that `<R0>` be bigger than the let and
230     /// the `*b` expression, so we will effectively resolve `<R0>` to be the block B.
231     pub fn resolve_type(&self, unresolved_ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
232         self.resolve_vars_if_possible(unresolved_ty)
233     }
234
235     /// Try to resolve the type for the given node.
236     fn resolve_node_type(&self, id: hir::HirId) -> Ty<'tcx> {
237         let t = self.node_ty(id);
238         self.resolve_type(t)
239     }
240
241     /// This is the "main" function when region-checking a function item or a
242     /// closure within a function item. It begins by updating various fields
243     /// (e.g., `outlives_environment`) to be appropriate to the function and
244     /// then adds constraints derived from the function body.
245     ///
246     /// Note that it does **not** restore the state of the fields that
247     /// it updates! This is intentional, since -- for the main
248     /// function -- we wish to be able to read the final
249     /// `outlives_environment` and other fields from the caller. For
250     /// closures, however, we save and restore any "scoped state"
251     /// before we invoke this function. (See `visit_fn` in the
252     /// `intravisit::Visitor` impl below.)
253     fn visit_fn_body(
254         &mut self,
255         id: hir::HirId, // the id of the fn itself
256         body: &'tcx hir::Body<'tcx>,
257         span: Span,
258     ) {
259         // When we enter a function, we can derive
260         debug!("visit_fn_body(id={:?})", id);
261
262         let body_id = body.id();
263         self.body_id = body_id.hir_id;
264         self.body_owner = self.tcx.hir().body_owner_def_id(body_id);
265
266         let fn_sig = {
267             match self.typeck_results.borrow().liberated_fn_sigs().get(id) {
268                 Some(f) => *f,
269                 None => {
270                     bug!("No fn-sig entry for id={:?}", id);
271                 }
272             }
273         };
274
275         // Collect the types from which we create inferred bounds.
276         // For the return type, if diverging, substitute `bool` just
277         // because it will have no effect.
278         //
279         // FIXME(#27579) return types should not be implied bounds
280         let fn_sig_tys: Vec<_> =
281             fn_sig.inputs().iter().cloned().chain(Some(fn_sig.output())).collect();
282
283         self.outlives_environment.add_implied_bounds(
284             self.fcx,
285             &fn_sig_tys[..],
286             body_id.hir_id,
287             span,
288         );
289         self.outlives_environment.save_implied_bounds(body_id.hir_id);
290         self.link_fn_params(&body.params);
291         self.visit_body(body);
292         self.visit_region_obligations(body_id.hir_id);
293
294         self.constrain_opaque_types(
295             &self.fcx.opaque_types.borrow(),
296             self.outlives_environment.free_region_map(),
297         );
298     }
299
300     fn visit_region_obligations(&mut self, hir_id: hir::HirId) {
301         debug!("visit_region_obligations: hir_id={:?}", hir_id);
302
303         // region checking can introduce new pending obligations
304         // which, when processed, might generate new region
305         // obligations. So make sure we process those.
306         self.select_all_obligations_or_error();
307     }
308
309     fn resolve_regions_and_report_errors(&self, mode: RegionckMode) {
310         self.infcx.process_registered_region_obligations(
311             self.outlives_environment.region_bound_pairs_map(),
312             Some(self.tcx.lifetimes.re_root_empty),
313             self.param_env,
314         );
315
316         self.fcx.resolve_regions_and_report_errors(
317             self.subject_def_id.to_def_id(),
318             &self.outlives_environment,
319             mode,
320         );
321     }
322
323     fn constrain_bindings_in_pat(&mut self, pat: &hir::Pat<'_>) {
324         debug!("regionck::visit_pat(pat={:?})", pat);
325         pat.each_binding(|_, hir_id, span, _| {
326             let typ = self.resolve_node_type(hir_id);
327             let body_id = self.body_id;
328             dropck::check_drop_obligations(self, typ, span, body_id);
329         })
330     }
331 }
332
333 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for RegionCtxt<'a, 'tcx> {
334     // (..) FIXME(#3238) should use visit_pat, not visit_arm/visit_local,
335     // However, right now we run into an issue whereby some free
336     // regions are not properly related if they appear within the
337     // types of arguments that must be inferred. This could be
338     // addressed by deferring the construction of the region
339     // hierarchy, and in particular the relationships between free
340     // regions, until regionck, as described in #3238.
341
342     type Map = intravisit::ErasedMap<'tcx>;
343
344     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
345         NestedVisitorMap::None
346     }
347
348     fn visit_fn(
349         &mut self,
350         fk: intravisit::FnKind<'tcx>,
351         _: &'tcx hir::FnDecl<'tcx>,
352         body_id: hir::BodyId,
353         span: Span,
354         hir_id: hir::HirId,
355     ) {
356         assert!(
357             matches!(fk, intravisit::FnKind::Closure),
358             "visit_fn invoked for something other than a closure"
359         );
360
361         // Save state of current function before invoking
362         // `visit_fn_body`.  We will restore afterwards.
363         let old_body_id = self.body_id;
364         let old_body_owner = self.body_owner;
365         let env_snapshot = self.outlives_environment.push_snapshot_pre_closure();
366
367         let body = self.tcx.hir().body(body_id);
368         self.visit_fn_body(hir_id, body, span);
369
370         // Restore state from previous function.
371         self.outlives_environment.pop_snapshot_post_closure(env_snapshot);
372         self.body_id = old_body_id;
373         self.body_owner = old_body_owner;
374     }
375
376     //visit_pat: visit_pat, // (..) see above
377
378     fn visit_arm(&mut self, arm: &'tcx hir::Arm<'tcx>) {
379         // see above
380         self.constrain_bindings_in_pat(&arm.pat);
381         intravisit::walk_arm(self, arm);
382     }
383
384     fn visit_local(&mut self, l: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
385         // see above
386         self.constrain_bindings_in_pat(&l.pat);
387         self.link_local(l);
388         intravisit::walk_local(self, l);
389     }
390
391     fn visit_expr(&mut self, expr: &'tcx hir::Expr<'tcx>) {
392         // Check any autoderefs or autorefs that appear.
393         let cmt_result = self.constrain_adjustments(expr);
394
395         // If necessary, constrain destructors in this expression. This will be
396         // the adjusted form if there is an adjustment.
397         match cmt_result {
398             Ok(head_cmt) => {
399                 self.check_safety_of_rvalue_destructor_if_necessary(&head_cmt, expr.span);
400             }
401             Err(..) => {
402                 self.tcx.sess.delay_span_bug(expr.span, "cat_expr Errd");
403             }
404         }
405
406         match expr.kind {
407             hir::ExprKind::AddrOf(hir::BorrowKind::Ref, m, ref base) => {
408                 self.link_addr_of(expr, m, &base);
409
410                 intravisit::walk_expr(self, expr);
411             }
412
413             hir::ExprKind::Match(ref discr, ref arms, _) => {
414                 self.link_match(&discr, &arms[..]);
415
416                 intravisit::walk_expr(self, expr);
417             }
418
419             _ => intravisit::walk_expr(self, expr),
420         }
421     }
422 }
423
424 impl<'a, 'tcx> RegionCtxt<'a, 'tcx> {
425     /// Creates a temporary `MemCategorizationContext` and pass it to the closure.
426     fn with_mc<F, R>(&self, f: F) -> R
427     where
428         F: for<'b> FnOnce(mc::MemCategorizationContext<'b, 'tcx>) -> R,
429     {
430         f(mc::MemCategorizationContext::new(
431             &self.infcx,
432             self.outlives_environment.param_env,
433             self.body_owner,
434             &self.typeck_results.borrow(),
435         ))
436     }
437
438     /// Invoked on any adjustments that occur. Checks that if this is a region pointer being
439     /// dereferenced, the lifetime of the pointer includes the deref expr.
440     fn constrain_adjustments(
441         &mut self,
442         expr: &hir::Expr<'_>,
443     ) -> mc::McResult<PlaceWithHirId<'tcx>> {
444         debug!("constrain_adjustments(expr={:?})", expr);
445
446         let mut place = self.with_mc(|mc| mc.cat_expr_unadjusted(expr))?;
447
448         let typeck_results = self.typeck_results.borrow();
449         let adjustments = typeck_results.expr_adjustments(&expr);
450         if adjustments.is_empty() {
451             return Ok(place);
452         }
453
454         debug!("constrain_adjustments: adjustments={:?}", adjustments);
455
456         // If necessary, constrain destructors in the unadjusted form of this
457         // expression.
458         self.check_safety_of_rvalue_destructor_if_necessary(&place, expr.span);
459
460         for adjustment in adjustments {
461             debug!("constrain_adjustments: adjustment={:?}, place={:?}", adjustment, place);
462
463             if let adjustment::Adjust::Deref(Some(deref)) = adjustment.kind {
464                 self.link_region(
465                     expr.span,
466                     deref.region,
467                     ty::BorrowKind::from_mutbl(deref.mutbl),
468                     &place,
469                 );
470             }
471
472             if let adjustment::Adjust::Borrow(ref autoref) = adjustment.kind {
473                 self.link_autoref(expr, &place, autoref);
474             }
475
476             place = self.with_mc(|mc| mc.cat_expr_adjusted(expr, place, &adjustment))?;
477         }
478
479         Ok(place)
480     }
481
482     fn check_safety_of_rvalue_destructor_if_necessary(
483         &mut self,
484         place_with_id: &PlaceWithHirId<'tcx>,
485         span: Span,
486     ) {
487         if let PlaceBase::Rvalue = place_with_id.place.base {
488             if place_with_id.place.projections.is_empty() {
489                 let typ = self.resolve_type(place_with_id.place.ty());
490                 let body_id = self.body_id;
491                 dropck::check_drop_obligations(self, typ, span, body_id);
492             }
493         }
494     }
495     /// Adds constraints to inference such that `T: 'a` holds (or
496     /// reports an error if it cannot).
497     ///
498     /// # Parameters
499     ///
500     /// - `origin`, the reason we need this constraint
501     /// - `ty`, the type `T`
502     /// - `region`, the region `'a`
503     pub fn type_must_outlive(
504         &self,
505         origin: infer::SubregionOrigin<'tcx>,
506         ty: Ty<'tcx>,
507         region: ty::Region<'tcx>,
508     ) {
509         self.infcx.register_region_obligation(
510             self.body_id,
511             RegionObligation { sub_region: region, sup_type: ty, origin },
512         );
513     }
514
515     /// Computes the guarantor for an expression `&base` and then ensures that the lifetime of the
516     /// resulting pointer is linked to the lifetime of its guarantor (if any).
517     fn link_addr_of(
518         &mut self,
519         expr: &hir::Expr<'_>,
520         mutability: hir::Mutability,
521         base: &hir::Expr<'_>,
522     ) {
523         debug!("link_addr_of(expr={:?}, base={:?})", expr, base);
524
525         let cmt = ignore_err!(self.with_mc(|mc| mc.cat_expr(base)));
526
527         debug!("link_addr_of: cmt={:?}", cmt);
528
529         self.link_region_from_node_type(expr.span, expr.hir_id, mutability, &cmt);
530     }
531
532     /// Computes the guarantors for any ref bindings in a `let` and
533     /// then ensures that the lifetime of the resulting pointer is
534     /// linked to the lifetime of the initialization expression.
535     fn link_local(&self, local: &hir::Local<'_>) {
536         debug!("regionck::for_local()");
537         let init_expr = match local.init {
538             None => {
539                 return;
540             }
541             Some(ref expr) => &**expr,
542         };
543         let discr_cmt = ignore_err!(self.with_mc(|mc| mc.cat_expr(init_expr)));
544         self.link_pattern(discr_cmt, &local.pat);
545     }
546
547     /// Computes the guarantors for any ref bindings in a match and
548     /// then ensures that the lifetime of the resulting pointer is
549     /// linked to the lifetime of its guarantor (if any).
550     fn link_match(&self, discr: &hir::Expr<'_>, arms: &[hir::Arm<'_>]) {
551         debug!("regionck::for_match()");
552         let discr_cmt = ignore_err!(self.with_mc(|mc| mc.cat_expr(discr)));
553         debug!("discr_cmt={:?}", discr_cmt);
554         for arm in arms {
555             self.link_pattern(discr_cmt.clone(), &arm.pat);
556         }
557     }
558
559     /// Computes the guarantors for any ref bindings in a match and
560     /// then ensures that the lifetime of the resulting pointer is
561     /// linked to the lifetime of its guarantor (if any).
562     fn link_fn_params(&self, params: &[hir::Param<'_>]) {
563         for param in params {
564             let param_ty = self.node_ty(param.hir_id);
565             let param_cmt =
566                 self.with_mc(|mc| mc.cat_rvalue(param.hir_id, param.pat.span, param_ty));
567             debug!("param_ty={:?} param_cmt={:?} param={:?}", param_ty, param_cmt, param);
568             self.link_pattern(param_cmt, &param.pat);
569         }
570     }
571
572     /// Link lifetimes of any ref bindings in `root_pat` to the pointers found
573     /// in the discriminant, if needed.
574     fn link_pattern(&self, discr_cmt: PlaceWithHirId<'tcx>, root_pat: &hir::Pat<'_>) {
575         debug!("link_pattern(discr_cmt={:?}, root_pat={:?})", discr_cmt, root_pat);
576         ignore_err!(self.with_mc(|mc| {
577             mc.cat_pattern(discr_cmt, root_pat, |sub_cmt, hir::Pat { kind, span, hir_id, .. }| {
578                 // `ref x` pattern
579                 if let PatKind::Binding(..) = kind {
580                     if let Some(ty::BindByReference(mutbl)) =
581                         mc.typeck_results.extract_binding_mode(self.tcx.sess, *hir_id, *span)
582                     {
583                         self.link_region_from_node_type(*span, *hir_id, mutbl, &sub_cmt);
584                     }
585                 }
586             })
587         }));
588     }
589
590     /// Link lifetime of borrowed pointer resulting from autoref to lifetimes in the value being
591     /// autoref'd.
592     fn link_autoref(
593         &self,
594         expr: &hir::Expr<'_>,
595         expr_cmt: &PlaceWithHirId<'tcx>,
596         autoref: &adjustment::AutoBorrow<'tcx>,
597     ) {
598         debug!("link_autoref(autoref={:?}, expr_cmt={:?})", autoref, expr_cmt);
599
600         match *autoref {
601             adjustment::AutoBorrow::Ref(r, m) => {
602                 self.link_region(expr.span, r, ty::BorrowKind::from_mutbl(m.into()), expr_cmt);
603             }
604
605             adjustment::AutoBorrow::RawPtr(_) => {}
606         }
607     }
608
609     /// Like `link_region()`, except that the region is extracted from the type of `id`,
610     /// which must be some reference (`&T`, `&str`, etc).
611     fn link_region_from_node_type(
612         &self,
613         span: Span,
614         id: hir::HirId,
615         mutbl: hir::Mutability,
616         cmt_borrowed: &PlaceWithHirId<'tcx>,
617     ) {
618         debug!(
619             "link_region_from_node_type(id={:?}, mutbl={:?}, cmt_borrowed={:?})",
620             id, mutbl, cmt_borrowed
621         );
622
623         let rptr_ty = self.resolve_node_type(id);
624         if let ty::Ref(r, _, _) = rptr_ty.kind() {
625             debug!("rptr_ty={}", rptr_ty);
626             self.link_region(span, r, ty::BorrowKind::from_mutbl(mutbl), cmt_borrowed);
627         }
628     }
629
630     /// Informs the inference engine that `borrow_cmt` is being borrowed with
631     /// kind `borrow_kind` and lifetime `borrow_region`.
632     /// In order to ensure borrowck is satisfied, this may create constraints
633     /// between regions, as explained in `link_reborrowed_region()`.
634     fn link_region(
635         &self,
636         span: Span,
637         borrow_region: ty::Region<'tcx>,
638         borrow_kind: ty::BorrowKind,
639         borrow_place: &PlaceWithHirId<'tcx>,
640     ) {
641         let origin = infer::DataBorrowed(borrow_place.place.ty(), span);
642         self.type_must_outlive(origin, borrow_place.place.ty(), borrow_region);
643
644         for pointer_ty in borrow_place.place.deref_tys() {
645             debug!(
646                 "link_region(borrow_region={:?}, borrow_kind={:?}, pointer_ty={:?})",
647                 borrow_region, borrow_kind, borrow_place
648             );
649             match *pointer_ty.kind() {
650                 ty::RawPtr(_) => return,
651                 ty::Ref(ref_region, _, ref_mutability) => {
652                     if self.link_reborrowed_region(span, borrow_region, ref_region, ref_mutability)
653                     {
654                         return;
655                     }
656                 }
657                 _ => assert!(pointer_ty.is_box(), "unexpected built-in deref type {}", pointer_ty),
658             }
659         }
660         if let PlaceBase::Upvar(upvar_id) = borrow_place.place.base {
661             self.link_upvar_region(span, borrow_region, upvar_id);
662         }
663     }
664
665     /// This is the most complicated case: the path being borrowed is
666     /// itself the referent of a borrowed pointer. Let me give an
667     /// example fragment of code to make clear(er) the situation:
668     ///
669     /// ```ignore (incomplete Rust code)
670     /// let r: &'a mut T = ...;  // the original reference "r" has lifetime 'a
671     /// ...
672     /// &'z *r                   // the reborrow has lifetime 'z
673     /// ```
674     ///
675     /// Now, in this case, our primary job is to add the inference
676     /// constraint that `'z <= 'a`. Given this setup, let's clarify the
677     /// parameters in (roughly) terms of the example:
678     ///
679     /// ```plain,ignore (pseudo-Rust)
680     /// A borrow of: `& 'z bk * r` where `r` has type `& 'a bk T`
681     /// borrow_region   ^~                 ref_region    ^~
682     /// borrow_kind        ^~               ref_kind        ^~
683     /// ref_cmt                 ^
684     /// ```
685     ///
686     /// Here `bk` stands for some borrow-kind (e.g., `mut`, `uniq`, etc).
687     ///
688     /// There is a complication beyond the simple scenario I just painted: there
689     /// may in fact be more levels of reborrowing. In the example, I said the
690     /// borrow was like `&'z *r`, but it might in fact be a borrow like
691     /// `&'z **q` where `q` has type `&'a &'b mut T`. In that case, we want to
692     /// ensure that `'z <= 'a` and `'z <= 'b`.
693     ///
694     /// The return value of this function indicates whether we *don't* need to
695     /// the recurse to the next reference up.
696     ///
697     /// This is explained more below.
698     fn link_reborrowed_region(
699         &self,
700         span: Span,
701         borrow_region: ty::Region<'tcx>,
702         ref_region: ty::Region<'tcx>,
703         ref_mutability: hir::Mutability,
704     ) -> bool {
705         debug!("link_reborrowed_region: {:?} <= {:?}", borrow_region, ref_region);
706         self.sub_regions(infer::Reborrow(span), borrow_region, ref_region);
707
708         // Decide whether we need to recurse and link any regions within
709         // the `ref_cmt`. This is concerned for the case where the value
710         // being reborrowed is in fact a borrowed pointer found within
711         // another borrowed pointer. For example:
712         //
713         //    let p: &'b &'a mut T = ...;
714         //    ...
715         //    &'z **p
716         //
717         // What makes this case particularly tricky is that, if the data
718         // being borrowed is a `&mut` or `&uniq` borrow, borrowck requires
719         // not only that `'z <= 'a`, (as before) but also `'z <= 'b`
720         // (otherwise the user might mutate through the `&mut T` reference
721         // after `'b` expires and invalidate the borrow we are looking at
722         // now).
723         //
724         // So let's re-examine our parameters in light of this more
725         // complicated (possible) scenario:
726         //
727         //     A borrow of: `& 'z bk * * p` where `p` has type `&'b bk & 'a bk T`
728         //     borrow_region   ^~                 ref_region             ^~
729         //     borrow_kind        ^~               ref_kind                 ^~
730         //     ref_cmt                 ^~~
731         //
732         // (Note that since we have not examined `ref_cmt.cat`, we don't
733         // know whether this scenario has occurred; but I wanted to show
734         // how all the types get adjusted.)
735         match ref_mutability {
736             hir::Mutability::Not => {
737                 // The reference being reborrowed is a shareable ref of
738                 // type `&'a T`. In this case, it doesn't matter where we
739                 // *found* the `&T` pointer, the memory it references will
740                 // be valid and immutable for `'a`. So we can stop here.
741                 true
742             }
743
744             hir::Mutability::Mut => {
745                 // The reference being reborrowed is either an `&mut T`. This is
746                 // the case where recursion is needed.
747                 false
748             }
749         }
750     }
751
752     /// An upvar may be behind up to 2 references:
753     ///
754     /// * One can come from the reference to a "by-reference" upvar.
755     /// * Another one can come from the reference to the closure itself if it's
756     ///   a `FnMut` or `Fn` closure.
757     ///
758     /// This function links the lifetimes of those references to the lifetime
759     /// of the borrow that's provided. See [RegionCtxt::link_reborrowed_region] for some
760     /// more explanation of this in the general case.
761     ///
762     /// We also supply a *cause*, and in this case we set the cause to
763     /// indicate that the reference being "reborrowed" is itself an upvar. This
764     /// provides a nicer error message should something go wrong.
765     fn link_upvar_region(
766         &self,
767         span: Span,
768         borrow_region: ty::Region<'tcx>,
769         upvar_id: ty::UpvarId,
770     ) {
771         debug!("link_upvar_region(borrorw_region={:?}, upvar_id={:?}", borrow_region, upvar_id);
772         // A by-reference upvar can't be borrowed for longer than the
773         // upvar is borrowed from the environment.
774         let closure_local_def_id = upvar_id.closure_expr_id;
775         let mut all_captures_are_imm_borrow = true;
776         for captured_place in self
777             .typeck_results
778             .borrow()
779             .closure_min_captures
780             .get(&closure_local_def_id.to_def_id())
781             .and_then(|root_var_min_cap| root_var_min_cap.get(&upvar_id.var_path.hir_id))
782             .into_iter()
783             .flatten()
784         {
785             match captured_place.info.capture_kind {
786                 ty::UpvarCapture::ByRef(upvar_borrow) => {
787                     self.sub_regions(
788                         infer::ReborrowUpvar(span, upvar_id),
789                         borrow_region,
790                         upvar_borrow.region,
791                     );
792                     if let ty::ImmBorrow = upvar_borrow.kind {
793                         debug!("link_upvar_region: capture by shared ref");
794                     } else {
795                         all_captures_are_imm_borrow = false;
796                     }
797                 }
798                 ty::UpvarCapture::ByValue(_) => {
799                     all_captures_are_imm_borrow = false;
800                 }
801             }
802         }
803         if all_captures_are_imm_borrow {
804             return;
805         }
806         let fn_hir_id = self.tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(closure_local_def_id);
807         let ty = self.resolve_node_type(fn_hir_id);
808         debug!("link_upvar_region: ty={:?}", ty);
809
810         // A closure capture can't be borrowed for longer than the
811         // reference to the closure.
812         if let ty::Closure(_, substs) = ty.kind() {
813             match self.infcx.closure_kind(substs) {
814                 Some(ty::ClosureKind::Fn | ty::ClosureKind::FnMut) => {
815                     // Region of environment pointer
816                     let env_region = self.tcx.mk_region(ty::ReFree(ty::FreeRegion {
817                         scope: upvar_id.closure_expr_id.to_def_id(),
818                         bound_region: ty::BrEnv,
819                     }));
820                     self.sub_regions(
821                         infer::ReborrowUpvar(span, upvar_id),
822                         borrow_region,
823                         env_region,
824                     );
825                 }
826                 Some(ty::ClosureKind::FnOnce) => {}
827                 None => {
828                     span_bug!(span, "Have not inferred closure kind before regionck");
829                 }
830             }
831         }
832     }
833 }