]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc/hir/lowering.rs
Address review.
[rust.git] / src / librustc / hir / lowering.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 //! Lowers the AST to the HIR.
4 //!
5 //! Since the AST and HIR are fairly similar, this is mostly a simple procedure,
6 //! much like a fold. Where lowering involves a bit more work things get more
7 //! interesting and there are some invariants you should know about. These mostly
8 //! concern spans and IDs.
9 //!
10 //! Spans are assigned to AST nodes during parsing and then are modified during
11 //! expansion to indicate the origin of a node and the process it went through
12 //! being expanded. IDs are assigned to AST nodes just before lowering.
13 //!
14 //! For the simpler lowering steps, IDs and spans should be preserved. Unlike
15 //! expansion we do not preserve the process of lowering in the spans, so spans
16 //! should not be modified here. When creating a new node (as opposed to
17 //! 'folding' an existing one), then you create a new ID using `next_id()`.
18 //!
19 //! You must ensure that IDs are unique. That means that you should only use the
20 //! ID from an AST node in a single HIR node (you can assume that AST node-IDs
21 //! are unique). Every new node must have a unique ID. Avoid cloning HIR nodes.
22 //! If you do, you must then set the new node's ID to a fresh one.
23 //!
24 //! Spans are used for error messages and for tools to map semantics back to
25 //! source code. It is therefore not as important with spans as IDs to be strict
26 //! about use (you can't break the compiler by screwing up a span). Obviously, a
27 //! HIR node can only have a single span. But multiple nodes can have the same
28 //! span and spans don't need to be kept in order, etc. Where code is preserved
29 //! by lowering, it should have the same span as in the AST. Where HIR nodes are
30 //! new it is probably best to give a span for the whole AST node being lowered.
31 //! All nodes should have real spans, don't use dummy spans. Tools are likely to
32 //! get confused if the spans from leaf AST nodes occur in multiple places
33 //! in the HIR, especially for multiple identifiers.
34
35 use crate::arena::Arena;
36 use crate::dep_graph::DepGraph;
37 use crate::hir::def::{DefKind, Namespace, PartialRes, PerNS, Res};
38 use crate::hir::def_id::{DefId, DefIndex, CRATE_DEF_INDEX};
39 use crate::hir::map::{DefKey, DefPathData, Definitions};
40 use crate::hir::ptr::P;
41 use crate::hir::HirVec;
42 use crate::hir::{self, ParamName};
43 use crate::hir::{ConstArg, GenericArg};
44 use crate::lint;
45 use crate::lint::builtin::{self, ELIDED_LIFETIMES_IN_PATHS};
46 use crate::middle::cstore::CrateStore;
47 use crate::session::config::nightly_options;
48 use crate::session::Session;
49 use crate::util::captures::Captures;
50 use crate::util::common::FN_OUTPUT_NAME;
51 use crate::util::nodemap::{DefIdMap, NodeMap};
52 use errors::Applicability;
53 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
54 use rustc_data_structures::sync::Lrc;
55 use rustc_index::vec::IndexVec;
56
57 use smallvec::SmallVec;
58 use std::collections::BTreeMap;
59 use std::mem;
60 use syntax::ast;
61 use syntax::ast::*;
62 use syntax::attr;
63 use syntax::errors;
64 use syntax::print::pprust;
65 use syntax::ptr::P as AstP;
66 use syntax::sess::ParseSess;
67 use syntax::source_map::{respan, DesugaringKind, ExpnData, ExpnKind, Spanned};
68 use syntax::symbol::{kw, sym, Symbol};
69 use syntax::token::{self, Nonterminal, Token};
70 use syntax::tokenstream::{TokenStream, TokenTree};
71 use syntax::visit::{self, Visitor};
72 use syntax_pos::hygiene::ExpnId;
73 use syntax_pos::Span;
74
75 use rustc_error_codes::*;
76
77 macro_rules! arena_vec {
78     () => (
79         &[]
80     );
81     ($this:expr; $($x:expr),*) => (
82         $this.arena.alloc_from_iter(vec![$($x),*])
83     );
84 }
85
86 mod expr;
87 mod item;
88
89 const HIR_ID_COUNTER_LOCKED: u32 = 0xFFFFFFFF;
90
91 pub struct LoweringContext<'a, 'hir: 'a> {
92     crate_root: Option<Symbol>,
93
94     /// Used to assign IDs to HIR nodes that do not directly correspond to AST nodes.
95     sess: &'a Session,
96
97     resolver: &'a mut dyn Resolver,
98
99     /// HACK(Centril): there is a cyclic dependency between the parser and lowering
100     /// if we don't have this function pointer. To avoid that dependency so that
101     /// librustc is independent of the parser, we use dynamic dispatch here.
102     nt_to_tokenstream: NtToTokenstream,
103
104     /// Used to allocate HIR nodes
105     arena: &'hir Arena<'hir>,
106
107     /// The items being lowered are collected here.
108     items: BTreeMap<hir::HirId, hir::Item<'hir>>,
109
110     trait_items: BTreeMap<hir::TraitItemId, hir::TraitItem<'hir>>,
111     impl_items: BTreeMap<hir::ImplItemId, hir::ImplItem<'hir>>,
112     bodies: BTreeMap<hir::BodyId, hir::Body<'hir>>,
113     exported_macros: Vec<hir::MacroDef<'hir>>,
114     non_exported_macro_attrs: Vec<ast::Attribute>,
115
116     trait_impls: BTreeMap<DefId, Vec<hir::HirId>>,
117
118     modules: BTreeMap<hir::HirId, hir::ModuleItems>,
119
120     generator_kind: Option<hir::GeneratorKind>,
121
122     /// Used to get the current `fn`'s def span to point to when using `await`
123     /// outside of an `async fn`.
124     current_item: Option<Span>,
125
126     catch_scopes: Vec<NodeId>,
127     loop_scopes: Vec<NodeId>,
128     is_in_loop_condition: bool,
129     is_in_trait_impl: bool,
130     is_in_dyn_type: bool,
131
132     /// What to do when we encounter either an "anonymous lifetime
133     /// reference". The term "anonymous" is meant to encompass both
134     /// `'_` lifetimes as well as fully elided cases where nothing is
135     /// written at all (e.g., `&T` or `std::cell::Ref<T>`).
136     anonymous_lifetime_mode: AnonymousLifetimeMode,
137
138     /// Used to create lifetime definitions from in-band lifetime usages.
139     /// e.g., `fn foo(x: &'x u8) -> &'x u8` to `fn foo<'x>(x: &'x u8) -> &'x u8`
140     /// When a named lifetime is encountered in a function or impl header and
141     /// has not been defined
142     /// (i.e., it doesn't appear in the in_scope_lifetimes list), it is added
143     /// to this list. The results of this list are then added to the list of
144     /// lifetime definitions in the corresponding impl or function generics.
145     lifetimes_to_define: Vec<(Span, ParamName)>,
146
147     /// `true` if in-band lifetimes are being collected. This is used to
148     /// indicate whether or not we're in a place where new lifetimes will result
149     /// in in-band lifetime definitions, such a function or an impl header,
150     /// including implicit lifetimes from `impl_header_lifetime_elision`.
151     is_collecting_in_band_lifetimes: bool,
152
153     /// Currently in-scope lifetimes defined in impl headers, fn headers, or HRTB.
154     /// When `is_collectin_in_band_lifetimes` is true, each lifetime is checked
155     /// against this list to see if it is already in-scope, or if a definition
156     /// needs to be created for it.
157     ///
158     /// We always store a `modern()` version of the param-name in this
159     /// vector.
160     in_scope_lifetimes: Vec<ParamName>,
161
162     current_module: hir::HirId,
163
164     type_def_lifetime_params: DefIdMap<usize>,
165
166     current_hir_id_owner: Vec<(DefIndex, u32)>,
167     item_local_id_counters: NodeMap<u32>,
168     node_id_to_hir_id: IndexVec<NodeId, hir::HirId>,
169
170     allow_try_trait: Option<Lrc<[Symbol]>>,
171     allow_gen_future: Option<Lrc<[Symbol]>>,
172 }
173
174 pub trait Resolver {
175     fn cstore(&self) -> &dyn CrateStore;
176
177     /// Obtains resolution for a `NodeId` with a single resolution.
178     fn get_partial_res(&mut self, id: NodeId) -> Option<PartialRes>;
179
180     /// Obtains per-namespace resolutions for `use` statement with the given `NodeId`.
181     fn get_import_res(&mut self, id: NodeId) -> PerNS<Option<Res<NodeId>>>;
182
183     /// Obtains resolution for a label with the given `NodeId`.
184     fn get_label_res(&mut self, id: NodeId) -> Option<NodeId>;
185
186     /// We must keep the set of definitions up to date as we add nodes that weren't in the AST.
187     /// This should only return `None` during testing.
188     fn definitions(&mut self) -> &mut Definitions;
189
190     /// Given suffix `["b", "c", "d"]`, creates an AST path for `[::crate_root]::b::c::d` and
191     /// resolves it based on `is_value`.
192     fn resolve_str_path(
193         &mut self,
194         span: Span,
195         crate_root: Option<Symbol>,
196         components: &[Symbol],
197         ns: Namespace,
198     ) -> (ast::Path, Res<NodeId>);
199
200     fn lint_buffer(&mut self) -> &mut lint::LintBuffer;
201
202     fn next_node_id(&mut self) -> NodeId;
203 }
204
205 type NtToTokenstream = fn(&Nonterminal, &ParseSess, Span) -> TokenStream;
206
207 /// Context of `impl Trait` in code, which determines whether it is allowed in an HIR subtree,
208 /// and if so, what meaning it has.
209 #[derive(Debug)]
210 enum ImplTraitContext<'b, 'a> {
211     /// Treat `impl Trait` as shorthand for a new universal generic parameter.
212     /// Example: `fn foo(x: impl Debug)`, where `impl Debug` is conceptually
213     /// equivalent to a fresh universal parameter like `fn foo<T: Debug>(x: T)`.
214     ///
215     /// Newly generated parameters should be inserted into the given `Vec`.
216     Universal(&'b mut Vec<hir::GenericParam<'a>>),
217
218     /// Treat `impl Trait` as shorthand for a new opaque type.
219     /// Example: `fn foo() -> impl Debug`, where `impl Debug` is conceptually
220     /// equivalent to a new opaque type like `type T = impl Debug; fn foo() -> T`.
221     ///
222     /// We optionally store a `DefId` for the parent item here so we can look up necessary
223     /// information later. It is `None` when no information about the context should be stored
224     /// (e.g., for consts and statics).
225     OpaqueTy(Option<DefId> /* fn def-ID */),
226
227     /// `impl Trait` is not accepted in this position.
228     Disallowed(ImplTraitPosition),
229 }
230
231 /// Position in which `impl Trait` is disallowed.
232 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq)]
233 enum ImplTraitPosition {
234     /// Disallowed in `let` / `const` / `static` bindings.
235     Binding,
236
237     /// All other posiitons.
238     Other,
239 }
240
241 impl<'b, 'a> ImplTraitContext<'b, 'a> {
242     #[inline]
243     fn disallowed() -> Self {
244         ImplTraitContext::Disallowed(ImplTraitPosition::Other)
245     }
246
247     fn reborrow(&'c mut self) -> ImplTraitContext<'c, 'a> {
248         use self::ImplTraitContext::*;
249         match self {
250             Universal(params) => Universal(params),
251             OpaqueTy(fn_def_id) => OpaqueTy(*fn_def_id),
252             Disallowed(pos) => Disallowed(*pos),
253         }
254     }
255 }
256
257 pub fn lower_crate<'a, 'hir>(
258     sess: &'a Session,
259     dep_graph: &'a DepGraph,
260     krate: &'a Crate,
261     resolver: &'a mut dyn Resolver,
262     nt_to_tokenstream: NtToTokenstream,
263     arena: &'hir Arena<'hir>,
264 ) -> hir::Crate<'hir> {
265     // We're constructing the HIR here; we don't care what we will
266     // read, since we haven't even constructed the *input* to
267     // incr. comp. yet.
268     dep_graph.assert_ignored();
269
270     let _prof_timer = sess.prof.generic_activity("hir_lowering");
271
272     LoweringContext {
273         crate_root: sess.parse_sess.injected_crate_name.try_get().copied(),
274         sess,
275         resolver,
276         nt_to_tokenstream,
277         arena,
278         items: BTreeMap::new(),
279         trait_items: BTreeMap::new(),
280         impl_items: BTreeMap::new(),
281         bodies: BTreeMap::new(),
282         trait_impls: BTreeMap::new(),
283         modules: BTreeMap::new(),
284         exported_macros: Vec::new(),
285         non_exported_macro_attrs: Vec::new(),
286         catch_scopes: Vec::new(),
287         loop_scopes: Vec::new(),
288         is_in_loop_condition: false,
289         is_in_trait_impl: false,
290         is_in_dyn_type: false,
291         anonymous_lifetime_mode: AnonymousLifetimeMode::PassThrough,
292         type_def_lifetime_params: Default::default(),
293         current_module: hir::CRATE_HIR_ID,
294         current_hir_id_owner: vec![(CRATE_DEF_INDEX, 0)],
295         item_local_id_counters: Default::default(),
296         node_id_to_hir_id: IndexVec::new(),
297         generator_kind: None,
298         current_item: None,
299         lifetimes_to_define: Vec::new(),
300         is_collecting_in_band_lifetimes: false,
301         in_scope_lifetimes: Vec::new(),
302         allow_try_trait: Some([sym::try_trait][..].into()),
303         allow_gen_future: Some([sym::gen_future][..].into()),
304     }
305     .lower_crate(krate)
306 }
307
308 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
309 enum ParamMode {
310     /// Any path in a type context.
311     Explicit,
312     /// Path in a type definition, where the anonymous lifetime `'_` is not allowed.
313     ExplicitNamed,
314     /// The `module::Type` in `module::Type::method` in an expression.
315     Optional,
316 }
317
318 enum ParenthesizedGenericArgs {
319     Ok,
320     Err,
321 }
322
323 /// What to do when we encounter an **anonymous** lifetime
324 /// reference. Anonymous lifetime references come in two flavors. You
325 /// have implicit, or fully elided, references to lifetimes, like the
326 /// one in `&T` or `Ref<T>`, and you have `'_` lifetimes, like `&'_ T`
327 /// or `Ref<'_, T>`. These often behave the same, but not always:
328 ///
329 /// - certain usages of implicit references are deprecated, like
330 ///   `Ref<T>`, and we sometimes just give hard errors in those cases
331 ///   as well.
332 /// - for object bounds there is a difference: `Box<dyn Foo>` is not
333 ///   the same as `Box<dyn Foo + '_>`.
334 ///
335 /// We describe the effects of the various modes in terms of three cases:
336 ///
337 /// - **Modern** -- includes all uses of `'_`, but also the lifetime arg
338 ///   of a `&` (e.g., the missing lifetime in something like `&T`)
339 /// - **Dyn Bound** -- if you have something like `Box<dyn Foo>`,
340 ///   there is an elided lifetime bound (`Box<dyn Foo + 'X>`). These
341 ///   elided bounds follow special rules. Note that this only covers
342 ///   cases where *nothing* is written; the `'_` in `Box<dyn Foo +
343 ///   '_>` is a case of "modern" elision.
344 /// - **Deprecated** -- this coverse cases like `Ref<T>`, where the lifetime
345 ///   parameter to ref is completely elided. `Ref<'_, T>` would be the modern,
346 ///   non-deprecated equivalent.
347 ///
348 /// Currently, the handling of lifetime elision is somewhat spread out
349 /// between HIR lowering and -- as described below -- the
350 /// `resolve_lifetime` module. Often we "fallthrough" to that code by generating
351 /// an "elided" or "underscore" lifetime name. In the future, we probably want to move
352 /// everything into HIR lowering.
353 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
354 enum AnonymousLifetimeMode {
355     /// For **Modern** cases, create a new anonymous region parameter
356     /// and reference that.
357     ///
358     /// For **Dyn Bound** cases, pass responsibility to
359     /// `resolve_lifetime` code.
360     ///
361     /// For **Deprecated** cases, report an error.
362     CreateParameter,
363
364     /// Give a hard error when either `&` or `'_` is written. Used to
365     /// rule out things like `where T: Foo<'_>`. Does not imply an
366     /// error on default object bounds (e.g., `Box<dyn Foo>`).
367     ReportError,
368
369     /// Pass responsibility to `resolve_lifetime` code for all cases.
370     PassThrough,
371 }
372
373 struct ImplTraitTypeIdVisitor<'a> {
374     ids: &'a mut SmallVec<[NodeId; 1]>,
375 }
376
377 impl<'a, 'b> Visitor<'a> for ImplTraitTypeIdVisitor<'b> {
378     fn visit_ty(&mut self, ty: &'a Ty) {
379         match ty.kind {
380             TyKind::Typeof(_) | TyKind::BareFn(_) => return,
381
382             TyKind::ImplTrait(id, _) => self.ids.push(id),
383             _ => {}
384         }
385         visit::walk_ty(self, ty);
386     }
387
388     fn visit_path_segment(&mut self, path_span: Span, path_segment: &'v PathSegment) {
389         if let Some(ref p) = path_segment.args {
390             if let GenericArgs::Parenthesized(_) = **p {
391                 return;
392             }
393         }
394         visit::walk_path_segment(self, path_span, path_segment)
395     }
396 }
397
398 impl<'a, 'hir> LoweringContext<'a, 'hir> {
399     fn lower_crate(mut self, c: &Crate) -> hir::Crate<'hir> {
400         /// Full-crate AST visitor that inserts into a fresh
401         /// `LoweringContext` any information that may be
402         /// needed from arbitrary locations in the crate,
403         /// e.g., the number of lifetime generic parameters
404         /// declared for every type and trait definition.
405         struct MiscCollector<'tcx, 'lowering, 'hir> {
406             lctx: &'tcx mut LoweringContext<'lowering, 'hir>,
407             hir_id_owner: Option<NodeId>,
408         }
409
410         impl MiscCollector<'_, '_, '_> {
411             fn allocate_use_tree_hir_id_counters(&mut self, tree: &UseTree, owner: DefIndex) {
412                 match tree.kind {
413                     UseTreeKind::Simple(_, id1, id2) => {
414                         for &id in &[id1, id2] {
415                             self.lctx.resolver.definitions().create_def_with_parent(
416                                 owner,
417                                 id,
418                                 DefPathData::Misc,
419                                 ExpnId::root(),
420                                 tree.prefix.span,
421                             );
422                             self.lctx.allocate_hir_id_counter(id);
423                         }
424                     }
425                     UseTreeKind::Glob => (),
426                     UseTreeKind::Nested(ref trees) => {
427                         for &(ref use_tree, id) in trees {
428                             let hir_id = self.lctx.allocate_hir_id_counter(id);
429                             self.allocate_use_tree_hir_id_counters(use_tree, hir_id.owner);
430                         }
431                     }
432                 }
433             }
434
435             fn with_hir_id_owner<F, T>(&mut self, owner: Option<NodeId>, f: F) -> T
436             where
437                 F: FnOnce(&mut Self) -> T,
438             {
439                 let old = mem::replace(&mut self.hir_id_owner, owner);
440                 let r = f(self);
441                 self.hir_id_owner = old;
442                 r
443             }
444         }
445
446         impl<'tcx, 'lowering, 'hir> Visitor<'tcx> for MiscCollector<'tcx, 'lowering, 'hir> {
447             fn visit_pat(&mut self, p: &'tcx Pat) {
448                 if let PatKind::Paren(..) | PatKind::Rest = p.kind {
449                     // Doesn't generate a HIR node
450                 } else if let Some(owner) = self.hir_id_owner {
451                     self.lctx.lower_node_id_with_owner(p.id, owner);
452                 }
453
454                 visit::walk_pat(self, p)
455             }
456
457             fn visit_item(&mut self, item: &'tcx Item) {
458                 let hir_id = self.lctx.allocate_hir_id_counter(item.id);
459
460                 match item.kind {
461                     ItemKind::Struct(_, ref generics)
462                     | ItemKind::Union(_, ref generics)
463                     | ItemKind::Enum(_, ref generics)
464                     | ItemKind::TyAlias(_, ref generics)
465                     | ItemKind::Trait(_, _, ref generics, ..) => {
466                         let def_id = self.lctx.resolver.definitions().local_def_id(item.id);
467                         let count = generics
468                             .params
469                             .iter()
470                             .filter(|param| match param.kind {
471                                 ast::GenericParamKind::Lifetime { .. } => true,
472                                 _ => false,
473                             })
474                             .count();
475                         self.lctx.type_def_lifetime_params.insert(def_id, count);
476                     }
477                     ItemKind::Use(ref use_tree) => {
478                         self.allocate_use_tree_hir_id_counters(use_tree, hir_id.owner);
479                     }
480                     _ => {}
481                 }
482
483                 self.with_hir_id_owner(Some(item.id), |this| {
484                     visit::walk_item(this, item);
485                 });
486             }
487
488             fn visit_trait_item(&mut self, item: &'tcx AssocItem) {
489                 self.lctx.allocate_hir_id_counter(item.id);
490
491                 match item.kind {
492                     AssocItemKind::Fn(_, None) => {
493                         // Ignore patterns in trait methods without bodies
494                         self.with_hir_id_owner(None, |this| visit::walk_trait_item(this, item));
495                     }
496                     _ => self.with_hir_id_owner(Some(item.id), |this| {
497                         visit::walk_trait_item(this, item);
498                     }),
499                 }
500             }
501
502             fn visit_impl_item(&mut self, item: &'tcx AssocItem) {
503                 self.lctx.allocate_hir_id_counter(item.id);
504                 self.with_hir_id_owner(Some(item.id), |this| {
505                     visit::walk_impl_item(this, item);
506                 });
507             }
508
509             fn visit_foreign_item(&mut self, i: &'tcx ForeignItem) {
510                 // Ignore patterns in foreign items
511                 self.with_hir_id_owner(None, |this| visit::walk_foreign_item(this, i));
512             }
513
514             fn visit_ty(&mut self, t: &'tcx Ty) {
515                 match t.kind {
516                     // Mirrors the case in visit::walk_ty
517                     TyKind::BareFn(ref f) => {
518                         walk_list!(self, visit_generic_param, &f.generic_params);
519                         // Mirrors visit::walk_fn_decl
520                         for parameter in &f.decl.inputs {
521                             // We don't lower the ids of argument patterns
522                             self.with_hir_id_owner(None, |this| {
523                                 this.visit_pat(&parameter.pat);
524                             });
525                             self.visit_ty(&parameter.ty)
526                         }
527                         self.visit_fn_ret_ty(&f.decl.output)
528                     }
529                     _ => visit::walk_ty(self, t),
530                 }
531             }
532         }
533
534         self.lower_node_id(CRATE_NODE_ID);
535         debug_assert!(self.node_id_to_hir_id[CRATE_NODE_ID] == hir::CRATE_HIR_ID);
536
537         visit::walk_crate(&mut MiscCollector { lctx: &mut self, hir_id_owner: None }, c);
538         visit::walk_crate(&mut item::ItemLowerer { lctx: &mut self }, c);
539
540         let module = self.lower_mod(&c.module);
541         let attrs = self.arena.alloc_from_iter(self.lower_attrs(&c.attrs).into_iter());
542         let body_ids = body_ids(&self.bodies);
543
544         self.resolver.definitions().init_node_id_to_hir_id_mapping(self.node_id_to_hir_id);
545
546         hir::Crate {
547             module,
548             attrs,
549             span: c.span,
550             exported_macros: self.arena.alloc_from_iter(self.exported_macros),
551             non_exported_macro_attrs: self.arena.alloc_from_iter(self.non_exported_macro_attrs),
552             items: self.items,
553             trait_items: self.trait_items,
554             impl_items: self.impl_items,
555             bodies: self.bodies,
556             body_ids,
557             trait_impls: self.trait_impls,
558             modules: self.modules,
559         }
560     }
561
562     fn insert_item(&mut self, item: hir::Item<'hir>) {
563         let id = item.hir_id;
564         // FIXME: Use `debug_asset-rt`.
565         assert_eq!(id.local_id, hir::ItemLocalId::from_u32(0));
566         self.items.insert(id, item);
567         self.modules.get_mut(&self.current_module).unwrap().items.insert(id);
568     }
569
570     fn allocate_hir_id_counter(&mut self, owner: NodeId) -> hir::HirId {
571         // Set up the counter if needed.
572         self.item_local_id_counters.entry(owner).or_insert(0);
573         // Always allocate the first `HirId` for the owner itself.
574         let lowered = self.lower_node_id_with_owner(owner, owner);
575         debug_assert_eq!(lowered.local_id.as_u32(), 0);
576         lowered
577     }
578
579     fn lower_node_id_generic<F>(&mut self, ast_node_id: NodeId, alloc_hir_id: F) -> hir::HirId
580     where
581         F: FnOnce(&mut Self) -> hir::HirId,
582     {
583         if ast_node_id == DUMMY_NODE_ID {
584             return hir::DUMMY_HIR_ID;
585         }
586
587         let min_size = ast_node_id.as_usize() + 1;
588
589         if min_size > self.node_id_to_hir_id.len() {
590             self.node_id_to_hir_id.resize(min_size, hir::DUMMY_HIR_ID);
591         }
592
593         let existing_hir_id = self.node_id_to_hir_id[ast_node_id];
594
595         if existing_hir_id == hir::DUMMY_HIR_ID {
596             // Generate a new `HirId`.
597             let hir_id = alloc_hir_id(self);
598             self.node_id_to_hir_id[ast_node_id] = hir_id;
599
600             hir_id
601         } else {
602             existing_hir_id
603         }
604     }
605
606     fn with_hir_id_owner<F, T>(&mut self, owner: NodeId, f: F) -> T
607     where
608         F: FnOnce(&mut Self) -> T,
609     {
610         let counter = self
611             .item_local_id_counters
612             .insert(owner, HIR_ID_COUNTER_LOCKED)
613             .unwrap_or_else(|| panic!("no `item_local_id_counters` entry for {:?}", owner));
614         let def_index = self.resolver.definitions().opt_def_index(owner).unwrap();
615         self.current_hir_id_owner.push((def_index, counter));
616         let ret = f(self);
617         let (new_def_index, new_counter) = self.current_hir_id_owner.pop().unwrap();
618
619         debug_assert!(def_index == new_def_index);
620         debug_assert!(new_counter >= counter);
621
622         let prev = self.item_local_id_counters.insert(owner, new_counter).unwrap();
623         debug_assert!(prev == HIR_ID_COUNTER_LOCKED);
624         ret
625     }
626
627     /// This method allocates a new `HirId` for the given `NodeId` and stores it in
628     /// the `LoweringContext`'s `NodeId => HirId` map.
629     /// Take care not to call this method if the resulting `HirId` is then not
630     /// actually used in the HIR, as that would trigger an assertion in the
631     /// `HirIdValidator` later on, which makes sure that all `NodeId`s got mapped
632     /// properly. Calling the method twice with the same `NodeId` is fine though.
633     fn lower_node_id(&mut self, ast_node_id: NodeId) -> hir::HirId {
634         self.lower_node_id_generic(ast_node_id, |this| {
635             let &mut (def_index, ref mut local_id_counter) =
636                 this.current_hir_id_owner.last_mut().unwrap();
637             let local_id = *local_id_counter;
638             *local_id_counter += 1;
639             hir::HirId { owner: def_index, local_id: hir::ItemLocalId::from_u32(local_id) }
640         })
641     }
642
643     fn lower_node_id_with_owner(&mut self, ast_node_id: NodeId, owner: NodeId) -> hir::HirId {
644         self.lower_node_id_generic(ast_node_id, |this| {
645             let local_id_counter = this
646                 .item_local_id_counters
647                 .get_mut(&owner)
648                 .expect("called `lower_node_id_with_owner` before `allocate_hir_id_counter`");
649             let local_id = *local_id_counter;
650
651             // We want to be sure not to modify the counter in the map while it
652             // is also on the stack. Otherwise we'll get lost updates when writing
653             // back from the stack to the map.
654             debug_assert!(local_id != HIR_ID_COUNTER_LOCKED);
655
656             *local_id_counter += 1;
657             let def_index = this.resolver.definitions().opt_def_index(owner).expect(
658                 "you forgot to call `create_def_with_parent` or are lowering node-IDs \
659                          that do not belong to the current owner",
660             );
661
662             hir::HirId { owner: def_index, local_id: hir::ItemLocalId::from_u32(local_id) }
663         })
664     }
665
666     fn next_id(&mut self) -> hir::HirId {
667         let node_id = self.resolver.next_node_id();
668         self.lower_node_id(node_id)
669     }
670
671     fn lower_res(&mut self, res: Res<NodeId>) -> Res {
672         res.map_id(|id| {
673             self.lower_node_id_generic(id, |_| {
674                 panic!("expected `NodeId` to be lowered already for res {:#?}", res);
675             })
676         })
677     }
678
679     fn expect_full_res(&mut self, id: NodeId) -> Res<NodeId> {
680         self.resolver.get_partial_res(id).map_or(Res::Err, |pr| {
681             if pr.unresolved_segments() != 0 {
682                 bug!("path not fully resolved: {:?}", pr);
683             }
684             pr.base_res()
685         })
686     }
687
688     fn expect_full_res_from_use(&mut self, id: NodeId) -> impl Iterator<Item = Res<NodeId>> {
689         self.resolver.get_import_res(id).present_items()
690     }
691
692     fn diagnostic(&self) -> &errors::Handler {
693         self.sess.diagnostic()
694     }
695
696     /// Reuses the span but adds information like the kind of the desugaring and features that are
697     /// allowed inside this span.
698     fn mark_span_with_reason(
699         &self,
700         reason: DesugaringKind,
701         span: Span,
702         allow_internal_unstable: Option<Lrc<[Symbol]>>,
703     ) -> Span {
704         span.fresh_expansion(ExpnData {
705             allow_internal_unstable,
706             ..ExpnData::default(ExpnKind::Desugaring(reason), span, self.sess.edition())
707         })
708     }
709
710     fn with_anonymous_lifetime_mode<R>(
711         &mut self,
712         anonymous_lifetime_mode: AnonymousLifetimeMode,
713         op: impl FnOnce(&mut Self) -> R,
714     ) -> R {
715         debug!(
716             "with_anonymous_lifetime_mode(anonymous_lifetime_mode={:?})",
717             anonymous_lifetime_mode,
718         );
719         let old_anonymous_lifetime_mode = self.anonymous_lifetime_mode;
720         self.anonymous_lifetime_mode = anonymous_lifetime_mode;
721         let result = op(self);
722         self.anonymous_lifetime_mode = old_anonymous_lifetime_mode;
723         debug!(
724             "with_anonymous_lifetime_mode: restoring anonymous_lifetime_mode={:?}",
725             old_anonymous_lifetime_mode
726         );
727         result
728     }
729
730     /// Creates a new `hir::GenericParam` for every new lifetime and
731     /// type parameter encountered while evaluating `f`. Definitions
732     /// are created with the parent provided. If no `parent_id` is
733     /// provided, no definitions will be returned.
734     ///
735     /// Presuming that in-band lifetimes are enabled, then
736     /// `self.anonymous_lifetime_mode` will be updated to match the
737     /// parameter while `f` is running (and restored afterwards).
738     fn collect_in_band_defs<T, F>(
739         &mut self,
740         parent_id: DefId,
741         anonymous_lifetime_mode: AnonymousLifetimeMode,
742         f: F,
743     ) -> (Vec<hir::GenericParam<'hir>>, T)
744     where
745         F: FnOnce(&mut Self) -> (Vec<hir::GenericParam<'hir>>, T),
746     {
747         assert!(!self.is_collecting_in_band_lifetimes);
748         assert!(self.lifetimes_to_define.is_empty());
749         let old_anonymous_lifetime_mode = self.anonymous_lifetime_mode;
750
751         self.anonymous_lifetime_mode = anonymous_lifetime_mode;
752         self.is_collecting_in_band_lifetimes = true;
753
754         let (in_band_ty_params, res) = f(self);
755
756         self.is_collecting_in_band_lifetimes = false;
757         self.anonymous_lifetime_mode = old_anonymous_lifetime_mode;
758
759         let lifetimes_to_define = self.lifetimes_to_define.split_off(0);
760
761         let params = lifetimes_to_define
762             .into_iter()
763             .map(|(span, hir_name)| self.lifetime_to_generic_param(span, hir_name, parent_id.index))
764             .chain(in_band_ty_params.into_iter())
765             .collect();
766
767         (params, res)
768     }
769
770     /// Converts a lifetime into a new generic parameter.
771     fn lifetime_to_generic_param(
772         &mut self,
773         span: Span,
774         hir_name: ParamName,
775         parent_index: DefIndex,
776     ) -> hir::GenericParam<'hir> {
777         let node_id = self.resolver.next_node_id();
778
779         // Get the name we'll use to make the def-path. Note
780         // that collisions are ok here and this shouldn't
781         // really show up for end-user.
782         let (str_name, kind) = match hir_name {
783             ParamName::Plain(ident) => (ident.name, hir::LifetimeParamKind::InBand),
784             ParamName::Fresh(_) => (kw::UnderscoreLifetime, hir::LifetimeParamKind::Elided),
785             ParamName::Error => (kw::UnderscoreLifetime, hir::LifetimeParamKind::Error),
786         };
787
788         // Add a definition for the in-band lifetime def.
789         self.resolver.definitions().create_def_with_parent(
790             parent_index,
791             node_id,
792             DefPathData::LifetimeNs(str_name),
793             ExpnId::root(),
794             span,
795         );
796
797         hir::GenericParam {
798             hir_id: self.lower_node_id(node_id),
799             name: hir_name,
800             attrs: &[],
801             bounds: &[],
802             span,
803             pure_wrt_drop: false,
804             kind: hir::GenericParamKind::Lifetime { kind },
805         }
806     }
807
808     /// When there is a reference to some lifetime `'a`, and in-band
809     /// lifetimes are enabled, then we want to push that lifetime into
810     /// the vector of names to define later. In that case, it will get
811     /// added to the appropriate generics.
812     fn maybe_collect_in_band_lifetime(&mut self, ident: Ident) {
813         if !self.is_collecting_in_band_lifetimes {
814             return;
815         }
816
817         if !self.sess.features_untracked().in_band_lifetimes {
818             return;
819         }
820
821         if self.in_scope_lifetimes.contains(&ParamName::Plain(ident.modern())) {
822             return;
823         }
824
825         let hir_name = ParamName::Plain(ident);
826
827         if self.lifetimes_to_define.iter().any(|(_, lt_name)| lt_name.modern() == hir_name.modern())
828         {
829             return;
830         }
831
832         self.lifetimes_to_define.push((ident.span, hir_name));
833     }
834
835     /// When we have either an elided or `'_` lifetime in an impl
836     /// header, we convert it to an in-band lifetime.
837     fn collect_fresh_in_band_lifetime(&mut self, span: Span) -> ParamName {
838         assert!(self.is_collecting_in_band_lifetimes);
839         let index = self.lifetimes_to_define.len() + self.in_scope_lifetimes.len();
840         let hir_name = ParamName::Fresh(index);
841         self.lifetimes_to_define.push((span, hir_name));
842         hir_name
843     }
844
845     // Evaluates `f` with the lifetimes in `params` in-scope.
846     // This is used to track which lifetimes have already been defined, and
847     // which are new in-band lifetimes that need to have a definition created
848     // for them.
849     fn with_in_scope_lifetime_defs<T, F>(&mut self, params: &[GenericParam], f: F) -> T
850     where
851         F: FnOnce(&mut Self) -> T,
852     {
853         let old_len = self.in_scope_lifetimes.len();
854         let lt_def_names = params.iter().filter_map(|param| match param.kind {
855             GenericParamKind::Lifetime { .. } => Some(ParamName::Plain(param.ident.modern())),
856             _ => None,
857         });
858         self.in_scope_lifetimes.extend(lt_def_names);
859
860         let res = f(self);
861
862         self.in_scope_lifetimes.truncate(old_len);
863         res
864     }
865
866     /// Appends in-band lifetime defs and argument-position `impl
867     /// Trait` defs to the existing set of generics.
868     ///
869     /// Presuming that in-band lifetimes are enabled, then
870     /// `self.anonymous_lifetime_mode` will be updated to match the
871     /// parameter while `f` is running (and restored afterwards).
872     fn add_in_band_defs<F, T>(
873         &mut self,
874         generics: &Generics,
875         parent_id: DefId,
876         anonymous_lifetime_mode: AnonymousLifetimeMode,
877         f: F,
878     ) -> (hir::Generics<'hir>, T)
879     where
880         F: FnOnce(&mut Self, &mut Vec<hir::GenericParam<'hir>>) -> T,
881     {
882         let (in_band_defs, (mut lowered_generics, res)) =
883             self.with_in_scope_lifetime_defs(&generics.params, |this| {
884                 this.collect_in_band_defs(parent_id, anonymous_lifetime_mode, |this| {
885                     let mut params = Vec::new();
886                     // Note: it is necessary to lower generics *before* calling `f`.
887                     // When lowering `async fn`, there's a final step when lowering
888                     // the return type that assumes that all in-scope lifetimes have
889                     // already been added to either `in_scope_lifetimes` or
890                     // `lifetimes_to_define`. If we swapped the order of these two,
891                     // in-band-lifetimes introduced by generics or where-clauses
892                     // wouldn't have been added yet.
893                     let generics =
894                         this.lower_generics(generics, ImplTraitContext::Universal(&mut params));
895                     let res = f(this, &mut params);
896                     (params, (generics, res))
897                 })
898             });
899
900         let mut lowered_params: Vec<_> =
901             lowered_generics.params.into_iter().chain(in_band_defs).collect();
902
903         // FIXME(const_generics): the compiler doesn't always cope with
904         // unsorted generic parameters at the moment, so we make sure
905         // that they're ordered correctly here for now. (When we chain
906         // the `in_band_defs`, we might make the order unsorted.)
907         lowered_params.sort_by_key(|param| match param.kind {
908             hir::GenericParamKind::Lifetime { .. } => ParamKindOrd::Lifetime,
909             hir::GenericParamKind::Type { .. } => ParamKindOrd::Type,
910             hir::GenericParamKind::Const { .. } => ParamKindOrd::Const,
911         });
912
913         lowered_generics.params = lowered_params.into();
914
915         (lowered_generics, res)
916     }
917
918     fn with_dyn_type_scope<T, F>(&mut self, in_scope: bool, f: F) -> T
919     where
920         F: FnOnce(&mut Self) -> T,
921     {
922         let was_in_dyn_type = self.is_in_dyn_type;
923         self.is_in_dyn_type = in_scope;
924
925         let result = f(self);
926
927         self.is_in_dyn_type = was_in_dyn_type;
928
929         result
930     }
931
932     fn with_new_scopes<T, F>(&mut self, f: F) -> T
933     where
934         F: FnOnce(&mut Self) -> T,
935     {
936         let was_in_loop_condition = self.is_in_loop_condition;
937         self.is_in_loop_condition = false;
938
939         let catch_scopes = mem::take(&mut self.catch_scopes);
940         let loop_scopes = mem::take(&mut self.loop_scopes);
941         let ret = f(self);
942         self.catch_scopes = catch_scopes;
943         self.loop_scopes = loop_scopes;
944
945         self.is_in_loop_condition = was_in_loop_condition;
946
947         ret
948     }
949
950     fn def_key(&mut self, id: DefId) -> DefKey {
951         if id.is_local() {
952             self.resolver.definitions().def_key(id.index)
953         } else {
954             self.resolver.cstore().def_key(id)
955         }
956     }
957
958     fn lower_attrs_arena(&mut self, attrs: &[Attribute]) -> &'hir [Attribute] {
959         self.arena.alloc_from_iter(attrs.iter().map(|a| self.lower_attr(a)))
960     }
961
962     fn lower_attrs(&mut self, attrs: &[Attribute]) -> hir::HirVec<Attribute> {
963         attrs.iter().map(|a| self.lower_attr(a)).collect::<Vec<_>>().into()
964     }
965
966     fn lower_attr(&mut self, attr: &Attribute) -> Attribute {
967         // Note that we explicitly do not walk the path. Since we don't really
968         // lower attributes (we use the AST version) there is nowhere to keep
969         // the `HirId`s. We don't actually need HIR version of attributes anyway.
970         let kind = match attr.kind {
971             AttrKind::Normal(ref item) => AttrKind::Normal(AttrItem {
972                 path: item.path.clone(),
973                 args: self.lower_mac_args(&item.args),
974             }),
975             AttrKind::DocComment(comment) => AttrKind::DocComment(comment),
976         };
977
978         Attribute { kind, id: attr.id, style: attr.style, span: attr.span }
979     }
980
981     fn lower_mac_args(&mut self, args: &MacArgs) -> MacArgs {
982         match *args {
983             MacArgs::Empty => MacArgs::Empty,
984             MacArgs::Delimited(dspan, delim, ref tokens) => {
985                 MacArgs::Delimited(dspan, delim, self.lower_token_stream(tokens.clone()))
986             }
987             MacArgs::Eq(eq_span, ref tokens) => {
988                 MacArgs::Eq(eq_span, self.lower_token_stream(tokens.clone()))
989             }
990         }
991     }
992
993     fn lower_token_stream(&mut self, tokens: TokenStream) -> TokenStream {
994         tokens.into_trees().flat_map(|tree| self.lower_token_tree(tree).into_trees()).collect()
995     }
996
997     fn lower_token_tree(&mut self, tree: TokenTree) -> TokenStream {
998         match tree {
999             TokenTree::Token(token) => self.lower_token(token),
1000             TokenTree::Delimited(span, delim, tts) => {
1001                 TokenTree::Delimited(span, delim, self.lower_token_stream(tts)).into()
1002             }
1003         }
1004     }
1005
1006     fn lower_token(&mut self, token: Token) -> TokenStream {
1007         match token.kind {
1008             token::Interpolated(nt) => {
1009                 let tts = (self.nt_to_tokenstream)(&nt, &self.sess.parse_sess, token.span);
1010                 self.lower_token_stream(tts)
1011             }
1012             _ => TokenTree::Token(token).into(),
1013         }
1014     }
1015
1016     /// Given an associated type constraint like one of these:
1017     ///
1018     /// ```
1019     /// T: Iterator<Item: Debug>
1020     ///             ^^^^^^^^^^^
1021     /// T: Iterator<Item = Debug>
1022     ///             ^^^^^^^^^^^^
1023     /// ```
1024     ///
1025     /// returns a `hir::TypeBinding` representing `Item`.
1026     fn lower_assoc_ty_constraint(
1027         &mut self,
1028         constraint: &AssocTyConstraint,
1029         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1030     ) -> hir::TypeBinding<'hir> {
1031         debug!("lower_assoc_ty_constraint(constraint={:?}, itctx={:?})", constraint, itctx);
1032
1033         let kind = match constraint.kind {
1034             AssocTyConstraintKind::Equality { ref ty } => {
1035                 hir::TypeBindingKind::Equality { ty: self.lower_ty(ty, itctx) }
1036             }
1037             AssocTyConstraintKind::Bound { ref bounds } => {
1038                 // Piggy-back on the `impl Trait` context to figure out the correct behavior.
1039                 let (desugar_to_impl_trait, itctx) = match itctx {
1040                     // We are in the return position:
1041                     //
1042                     //     fn foo() -> impl Iterator<Item: Debug>
1043                     //
1044                     // so desugar to
1045                     //
1046                     //     fn foo() -> impl Iterator<Item = impl Debug>
1047                     ImplTraitContext::OpaqueTy(_) => (true, itctx),
1048
1049                     // We are in the argument position, but within a dyn type:
1050                     //
1051                     //     fn foo(x: dyn Iterator<Item: Debug>)
1052                     //
1053                     // so desugar to
1054                     //
1055                     //     fn foo(x: dyn Iterator<Item = impl Debug>)
1056                     ImplTraitContext::Universal(_) if self.is_in_dyn_type => (true, itctx),
1057
1058                     // In `type Foo = dyn Iterator<Item: Debug>` we desugar to
1059                     // `type Foo = dyn Iterator<Item = impl Debug>` but we have to override the
1060                     // "impl trait context" to permit `impl Debug` in this position (it desugars
1061                     // then to an opaque type).
1062                     //
1063                     // FIXME: this is only needed until `impl Trait` is allowed in type aliases.
1064                     ImplTraitContext::Disallowed(_) if self.is_in_dyn_type => {
1065                         (true, ImplTraitContext::OpaqueTy(None))
1066                     }
1067
1068                     // We are in the parameter position, but not within a dyn type:
1069                     //
1070                     //     fn foo(x: impl Iterator<Item: Debug>)
1071                     //
1072                     // so we leave it as is and this gets expanded in astconv to a bound like
1073                     // `<T as Iterator>::Item: Debug` where `T` is the type parameter for the
1074                     // `impl Iterator`.
1075                     _ => (false, itctx),
1076                 };
1077
1078                 if desugar_to_impl_trait {
1079                     // Desugar `AssocTy: Bounds` into `AssocTy = impl Bounds`. We do this by
1080                     // constructing the HIR for `impl bounds...` and then lowering that.
1081
1082                     let impl_trait_node_id = self.resolver.next_node_id();
1083                     let parent_def_index = self.current_hir_id_owner.last().unwrap().0;
1084                     self.resolver.definitions().create_def_with_parent(
1085                         parent_def_index,
1086                         impl_trait_node_id,
1087                         DefPathData::ImplTrait,
1088                         ExpnId::root(),
1089                         constraint.span,
1090                     );
1091
1092                     self.with_dyn_type_scope(false, |this| {
1093                         let node_id = this.resolver.next_node_id();
1094                         let ty = this.lower_ty(
1095                             &Ty {
1096                                 id: node_id,
1097                                 kind: TyKind::ImplTrait(impl_trait_node_id, bounds.clone()),
1098                                 span: constraint.span,
1099                             },
1100                             itctx,
1101                         );
1102
1103                         hir::TypeBindingKind::Equality { ty }
1104                     })
1105                 } else {
1106                     // Desugar `AssocTy: Bounds` into a type binding where the
1107                     // later desugars into a trait predicate.
1108                     let bounds = self.lower_param_bounds(bounds, itctx);
1109
1110                     hir::TypeBindingKind::Constraint { bounds }
1111                 }
1112             }
1113         };
1114
1115         hir::TypeBinding {
1116             hir_id: self.lower_node_id(constraint.id),
1117             ident: constraint.ident,
1118             kind,
1119             span: constraint.span,
1120         }
1121     }
1122
1123     fn lower_generic_arg(
1124         &mut self,
1125         arg: &ast::GenericArg,
1126         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1127     ) -> hir::GenericArg<'hir> {
1128         match arg {
1129             ast::GenericArg::Lifetime(lt) => GenericArg::Lifetime(self.lower_lifetime(&lt)),
1130             ast::GenericArg::Type(ty) => {
1131                 // We parse const arguments as path types as we cannot distiguish them durring
1132                 // parsing. We try to resolve that ambiguity by attempting resolution in both the
1133                 // type and value namespaces. If we resolved the path in the value namespace, we
1134                 // transform it into a generic const argument.
1135                 if let TyKind::Path(ref qself, ref path) = ty.kind {
1136                     if let Some(partial_res) = self.resolver.get_partial_res(ty.id) {
1137                         let res = partial_res.base_res();
1138                         if !res.matches_ns(Namespace::TypeNS) {
1139                             debug!(
1140                                 "lower_generic_arg: Lowering type argument as const argument: {:?}",
1141                                 ty,
1142                             );
1143
1144                             // Construct a AnonConst where the expr is the "ty"'s path.
1145
1146                             let parent_def_index = self.current_hir_id_owner.last().unwrap().0;
1147                             let node_id = self.resolver.next_node_id();
1148
1149                             // Add a definition for the in-band const def.
1150                             self.resolver.definitions().create_def_with_parent(
1151                                 parent_def_index,
1152                                 node_id,
1153                                 DefPathData::AnonConst,
1154                                 ExpnId::root(),
1155                                 ty.span,
1156                             );
1157
1158                             let path_expr = Expr {
1159                                 id: ty.id,
1160                                 kind: ExprKind::Path(qself.clone(), path.clone()),
1161                                 span: ty.span,
1162                                 attrs: AttrVec::new(),
1163                             };
1164
1165                             let ct = self.with_new_scopes(|this| hir::AnonConst {
1166                                 hir_id: this.lower_node_id(node_id),
1167                                 body: this.lower_const_body(path_expr.span, Some(&path_expr)),
1168                             });
1169                             return GenericArg::Const(ConstArg { value: ct, span: ty.span });
1170                         }
1171                     }
1172                 }
1173                 GenericArg::Type(self.lower_ty_direct(&ty, itctx))
1174             }
1175             ast::GenericArg::Const(ct) => GenericArg::Const(ConstArg {
1176                 value: self.lower_anon_const(&ct),
1177                 span: ct.value.span,
1178             }),
1179         }
1180     }
1181
1182     fn lower_ty(&mut self, t: &Ty, itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>) -> &'hir hir::Ty<'hir> {
1183         self.arena.alloc(self.lower_ty_direct(t, itctx))
1184     }
1185
1186     fn lower_path_ty(
1187         &mut self,
1188         t: &Ty,
1189         qself: &Option<QSelf>,
1190         path: &Path,
1191         param_mode: ParamMode,
1192         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1193     ) -> hir::Ty<'hir> {
1194         let id = self.lower_node_id(t.id);
1195         let qpath = self.lower_qpath(t.id, qself, path, param_mode, itctx);
1196         let ty = self.ty_path(id, t.span, qpath);
1197         if let hir::TyKind::TraitObject(..) = ty.kind {
1198             self.maybe_lint_bare_trait(t.span, t.id, qself.is_none() && path.is_global());
1199         }
1200         ty
1201     }
1202
1203     fn ty(&mut self, span: Span, kind: hir::TyKind<'hir>) -> hir::Ty<'hir> {
1204         hir::Ty { hir_id: self.next_id(), kind, span }
1205     }
1206
1207     fn ty_tup(&mut self, span: Span, tys: &'hir [hir::Ty<'hir>]) -> hir::Ty<'hir> {
1208         self.ty(span, hir::TyKind::Tup(tys))
1209     }
1210
1211     fn lower_ty_direct(&mut self, t: &Ty, mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>) -> hir::Ty<'hir> {
1212         let kind = match t.kind {
1213             TyKind::Infer => hir::TyKind::Infer,
1214             TyKind::Err => hir::TyKind::Err,
1215             TyKind::Slice(ref ty) => hir::TyKind::Slice(self.lower_ty(ty, itctx)),
1216             TyKind::Ptr(ref mt) => hir::TyKind::Ptr(self.lower_mt(mt, itctx)),
1217             TyKind::Rptr(ref region, ref mt) => {
1218                 let span = self.sess.source_map().next_point(t.span.shrink_to_lo());
1219                 let lifetime = match *region {
1220                     Some(ref lt) => self.lower_lifetime(lt),
1221                     None => self.elided_ref_lifetime(span),
1222                 };
1223                 hir::TyKind::Rptr(lifetime, self.lower_mt(mt, itctx))
1224             }
1225             TyKind::BareFn(ref f) => self.with_in_scope_lifetime_defs(&f.generic_params, |this| {
1226                 this.with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::PassThrough, |this| {
1227                     hir::TyKind::BareFn(
1228                         this.arena.alloc(hir::BareFnTy {
1229                             generic_params: this.arena.alloc_from_iter(
1230                                 this.lower_generic_params(
1231                                     &f.generic_params,
1232                                     &NodeMap::default(),
1233                                     ImplTraitContext::disallowed(),
1234                                 )
1235                                 .into_iter(),
1236                             ),
1237                             unsafety: f.unsafety,
1238                             abi: this.lower_extern(f.ext),
1239                             decl: this.lower_fn_decl(&f.decl, None, false, None),
1240                             param_names: this.arena.alloc_from_iter(
1241                                 this.lower_fn_params_to_names(&f.decl).into_iter(),
1242                             ),
1243                         }),
1244                     )
1245                 })
1246             }),
1247             TyKind::Never => hir::TyKind::Never,
1248             TyKind::Tup(ref tys) => {
1249                 hir::TyKind::Tup(self.arena.alloc_from_iter(
1250                     tys.iter().map(|ty| self.lower_ty_direct(ty, itctx.reborrow())),
1251                 ))
1252             }
1253             TyKind::Paren(ref ty) => {
1254                 return self.lower_ty_direct(ty, itctx);
1255             }
1256             TyKind::Path(ref qself, ref path) => {
1257                 return self.lower_path_ty(t, qself, path, ParamMode::Explicit, itctx);
1258             }
1259             TyKind::ImplicitSelf => {
1260                 let res = self.expect_full_res(t.id);
1261                 let res = self.lower_res(res);
1262                 hir::TyKind::Path(hir::QPath::Resolved(
1263                     None,
1264                     self.arena.alloc(hir::Path {
1265                         res,
1266                         segments: arena_vec![self; hir::PathSegment::from_ident(
1267                             Ident::with_dummy_span(kw::SelfUpper)
1268                         )],
1269                         span: t.span,
1270                     }),
1271                 ))
1272             }
1273             TyKind::Array(ref ty, ref length) => {
1274                 hir::TyKind::Array(self.lower_ty(ty, itctx), self.lower_anon_const(length))
1275             }
1276             TyKind::Typeof(ref expr) => hir::TyKind::Typeof(self.lower_anon_const(expr)),
1277             TyKind::TraitObject(ref bounds, kind) => {
1278                 let mut lifetime_bound = None;
1279                 let (bounds, lifetime_bound) = self.with_dyn_type_scope(true, |this| {
1280                     let bounds =
1281                         this.arena.alloc_from_iter(bounds.iter().filter_map(
1282                             |bound| match *bound {
1283                                 GenericBound::Trait(ref ty, TraitBoundModifier::None) => {
1284                                     Some(this.lower_poly_trait_ref(ty, itctx.reborrow()))
1285                                 }
1286                                 GenericBound::Trait(_, TraitBoundModifier::Maybe) => None,
1287                                 GenericBound::Outlives(ref lifetime) => {
1288                                     if lifetime_bound.is_none() {
1289                                         lifetime_bound = Some(this.lower_lifetime(lifetime));
1290                                     }
1291                                     None
1292                                 }
1293                             },
1294                         ));
1295                     let lifetime_bound =
1296                         lifetime_bound.unwrap_or_else(|| this.elided_dyn_bound(t.span));
1297                     (bounds, lifetime_bound)
1298                 });
1299                 if kind != TraitObjectSyntax::Dyn {
1300                     self.maybe_lint_bare_trait(t.span, t.id, false);
1301                 }
1302                 hir::TyKind::TraitObject(bounds, lifetime_bound)
1303             }
1304             TyKind::ImplTrait(def_node_id, ref bounds) => {
1305                 let span = t.span;
1306                 match itctx {
1307                     ImplTraitContext::OpaqueTy(fn_def_id) => {
1308                         self.lower_opaque_impl_trait(span, fn_def_id, def_node_id, |this| {
1309                             this.lower_param_bounds(bounds, itctx)
1310                         })
1311                     }
1312                     ImplTraitContext::Universal(in_band_ty_params) => {
1313                         // Add a definition for the in-band `Param`.
1314                         let def_index =
1315                             self.resolver.definitions().opt_def_index(def_node_id).unwrap();
1316
1317                         let hir_bounds = self.lower_param_bounds(
1318                             bounds,
1319                             ImplTraitContext::Universal(in_band_ty_params),
1320                         );
1321                         // Set the name to `impl Bound1 + Bound2`.
1322                         let ident = Ident::from_str_and_span(&pprust::ty_to_string(t), span);
1323                         in_band_ty_params.push(hir::GenericParam {
1324                             hir_id: self.lower_node_id(def_node_id),
1325                             name: ParamName::Plain(ident),
1326                             pure_wrt_drop: false,
1327                             attrs: &[],
1328                             bounds: hir_bounds,
1329                             span,
1330                             kind: hir::GenericParamKind::Type {
1331                                 default: None,
1332                                 synthetic: Some(hir::SyntheticTyParamKind::ImplTrait),
1333                             },
1334                         });
1335
1336                         hir::TyKind::Path(hir::QPath::Resolved(
1337                             None,
1338                             self.arena.alloc(hir::Path {
1339                                 span,
1340                                 res: Res::Def(DefKind::TyParam, DefId::local(def_index)),
1341                                 segments: arena_vec![self; hir::PathSegment::from_ident(ident)],
1342                             }),
1343                         ))
1344                     }
1345                     ImplTraitContext::Disallowed(pos) => {
1346                         let allowed_in = if self.sess.features_untracked().impl_trait_in_bindings {
1347                             "bindings or function and inherent method return types"
1348                         } else {
1349                             "function and inherent method return types"
1350                         };
1351                         let mut err = struct_span_err!(
1352                             self.sess,
1353                             t.span,
1354                             E0562,
1355                             "`impl Trait` not allowed outside of {}",
1356                             allowed_in,
1357                         );
1358                         if pos == ImplTraitPosition::Binding && nightly_options::is_nightly_build()
1359                         {
1360                             help!(
1361                                 err,
1362                                 "add `#![feature(impl_trait_in_bindings)]` to the crate \
1363                                    attributes to enable"
1364                             );
1365                         }
1366                         err.emit();
1367                         hir::TyKind::Err
1368                     }
1369                 }
1370             }
1371             TyKind::Mac(_) => bug!("`TyKind::Mac` should have been expanded by now"),
1372             TyKind::CVarArgs => {
1373                 self.sess.delay_span_bug(
1374                     t.span,
1375                     "`TyKind::CVarArgs` should have been handled elsewhere",
1376                 );
1377                 hir::TyKind::Err
1378             }
1379         };
1380
1381         hir::Ty { kind, span: t.span, hir_id: self.lower_node_id(t.id) }
1382     }
1383
1384     fn lower_opaque_impl_trait(
1385         &mut self,
1386         span: Span,
1387         fn_def_id: Option<DefId>,
1388         opaque_ty_node_id: NodeId,
1389         lower_bounds: impl FnOnce(&mut Self) -> hir::GenericBounds<'hir>,
1390     ) -> hir::TyKind<'hir> {
1391         debug!(
1392             "lower_opaque_impl_trait(fn_def_id={:?}, opaque_ty_node_id={:?}, span={:?})",
1393             fn_def_id, opaque_ty_node_id, span,
1394         );
1395
1396         // Make sure we know that some funky desugaring has been going on here.
1397         // This is a first: there is code in other places like for loop
1398         // desugaring that explicitly states that we don't want to track that.
1399         // Not tracking it makes lints in rustc and clippy very fragile, as
1400         // frequently opened issues show.
1401         let opaque_ty_span = self.mark_span_with_reason(DesugaringKind::OpaqueTy, span, None);
1402
1403         let opaque_ty_def_index =
1404             self.resolver.definitions().opt_def_index(opaque_ty_node_id).unwrap();
1405
1406         self.allocate_hir_id_counter(opaque_ty_node_id);
1407
1408         let hir_bounds = self.with_hir_id_owner(opaque_ty_node_id, lower_bounds);
1409
1410         let (lifetimes, lifetime_defs) = self.lifetimes_from_impl_trait_bounds(
1411             opaque_ty_node_id,
1412             opaque_ty_def_index,
1413             &hir_bounds,
1414         );
1415
1416         debug!("lower_opaque_impl_trait: lifetimes={:#?}", lifetimes,);
1417
1418         debug!("lower_opaque_impl_trait: lifetime_defs={:#?}", lifetime_defs,);
1419
1420         self.with_hir_id_owner(opaque_ty_node_id, |lctx| {
1421             let opaque_ty_item = hir::OpaqueTy {
1422                 generics: hir::Generics {
1423                     params: lifetime_defs,
1424                     where_clause: hir::WhereClause { predicates: &[], span },
1425                     span,
1426                 },
1427                 bounds: hir_bounds,
1428                 impl_trait_fn: fn_def_id,
1429                 origin: hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn,
1430             };
1431
1432             trace!("lower_opaque_impl_trait: {:#?}", opaque_ty_def_index);
1433             let opaque_ty_id =
1434                 lctx.generate_opaque_type(opaque_ty_node_id, opaque_ty_item, span, opaque_ty_span);
1435
1436             // `impl Trait` now just becomes `Foo<'a, 'b, ..>`.
1437             hir::TyKind::Def(hir::ItemId { id: opaque_ty_id }, lifetimes)
1438         })
1439     }
1440
1441     /// Registers a new opaque type with the proper `NodeId`s and
1442     /// returns the lowered node-ID for the opaque type.
1443     fn generate_opaque_type(
1444         &mut self,
1445         opaque_ty_node_id: NodeId,
1446         opaque_ty_item: hir::OpaqueTy<'hir>,
1447         span: Span,
1448         opaque_ty_span: Span,
1449     ) -> hir::HirId {
1450         let opaque_ty_item_kind = hir::ItemKind::OpaqueTy(opaque_ty_item);
1451         let opaque_ty_id = self.lower_node_id(opaque_ty_node_id);
1452         // Generate an `type Foo = impl Trait;` declaration.
1453         trace!("registering opaque type with id {:#?}", opaque_ty_id);
1454         let opaque_ty_item = hir::Item {
1455             hir_id: opaque_ty_id,
1456             ident: Ident::invalid(),
1457             attrs: Default::default(),
1458             kind: opaque_ty_item_kind,
1459             vis: respan(span.shrink_to_lo(), hir::VisibilityKind::Inherited),
1460             span: opaque_ty_span,
1461         };
1462
1463         // Insert the item into the global item list. This usually happens
1464         // automatically for all AST items. But this opaque type item
1465         // does not actually exist in the AST.
1466         self.insert_item(opaque_ty_item);
1467         opaque_ty_id
1468     }
1469
1470     fn lifetimes_from_impl_trait_bounds(
1471         &mut self,
1472         opaque_ty_id: NodeId,
1473         parent_index: DefIndex,
1474         bounds: hir::GenericBounds<'hir>,
1475     ) -> (&'hir [hir::GenericArg<'hir>], HirVec<hir::GenericParam<'hir>>) {
1476         debug!(
1477             "lifetimes_from_impl_trait_bounds(opaque_ty_id={:?}, \
1478              parent_index={:?}, \
1479              bounds={:#?})",
1480             opaque_ty_id, parent_index, bounds,
1481         );
1482
1483         // This visitor walks over `impl Trait` bounds and creates defs for all lifetimes that
1484         // appear in the bounds, excluding lifetimes that are created within the bounds.
1485         // E.g., `'a`, `'b`, but not `'c` in `impl for<'c> SomeTrait<'a, 'b, 'c>`.
1486         struct ImplTraitLifetimeCollector<'r, 'a, 'hir> {
1487             context: &'r mut LoweringContext<'a, 'hir>,
1488             parent: DefIndex,
1489             opaque_ty_id: NodeId,
1490             collect_elided_lifetimes: bool,
1491             currently_bound_lifetimes: Vec<hir::LifetimeName>,
1492             already_defined_lifetimes: FxHashSet<hir::LifetimeName>,
1493             output_lifetimes: Vec<hir::GenericArg<'hir>>,
1494             output_lifetime_params: Vec<hir::GenericParam<'hir>>,
1495         }
1496
1497         impl<'r, 'a, 'v, 'hir> hir::intravisit::Visitor<'v> for ImplTraitLifetimeCollector<'r, 'a, 'hir> {
1498             fn nested_visit_map<'this>(
1499                 &'this mut self,
1500             ) -> hir::intravisit::NestedVisitorMap<'this, 'v> {
1501                 hir::intravisit::NestedVisitorMap::None
1502             }
1503
1504             fn visit_generic_args(&mut self, span: Span, parameters: &'v hir::GenericArgs<'v>) {
1505                 // Don't collect elided lifetimes used inside of `Fn()` syntax.
1506                 if parameters.parenthesized {
1507                     let old_collect_elided_lifetimes = self.collect_elided_lifetimes;
1508                     self.collect_elided_lifetimes = false;
1509                     hir::intravisit::walk_generic_args(self, span, parameters);
1510                     self.collect_elided_lifetimes = old_collect_elided_lifetimes;
1511                 } else {
1512                     hir::intravisit::walk_generic_args(self, span, parameters);
1513                 }
1514             }
1515
1516             fn visit_ty(&mut self, t: &'v hir::Ty<'v>) {
1517                 // Don't collect elided lifetimes used inside of `fn()` syntax.
1518                 if let hir::TyKind::BareFn(_) = t.kind {
1519                     let old_collect_elided_lifetimes = self.collect_elided_lifetimes;
1520                     self.collect_elided_lifetimes = false;
1521
1522                     // Record the "stack height" of `for<'a>` lifetime bindings
1523                     // to be able to later fully undo their introduction.
1524                     let old_len = self.currently_bound_lifetimes.len();
1525                     hir::intravisit::walk_ty(self, t);
1526                     self.currently_bound_lifetimes.truncate(old_len);
1527
1528                     self.collect_elided_lifetimes = old_collect_elided_lifetimes;
1529                 } else {
1530                     hir::intravisit::walk_ty(self, t)
1531                 }
1532             }
1533
1534             fn visit_poly_trait_ref(
1535                 &mut self,
1536                 trait_ref: &'v hir::PolyTraitRef<'v>,
1537                 modifier: hir::TraitBoundModifier,
1538             ) {
1539                 // Record the "stack height" of `for<'a>` lifetime bindings
1540                 // to be able to later fully undo their introduction.
1541                 let old_len = self.currently_bound_lifetimes.len();
1542                 hir::intravisit::walk_poly_trait_ref(self, trait_ref, modifier);
1543                 self.currently_bound_lifetimes.truncate(old_len);
1544             }
1545
1546             fn visit_generic_param(&mut self, param: &'v hir::GenericParam<'v>) {
1547                 // Record the introduction of 'a in `for<'a> ...`.
1548                 if let hir::GenericParamKind::Lifetime { .. } = param.kind {
1549                     // Introduce lifetimes one at a time so that we can handle
1550                     // cases like `fn foo<'d>() -> impl for<'a, 'b: 'a, 'c: 'b + 'd>`.
1551                     let lt_name = hir::LifetimeName::Param(param.name);
1552                     self.currently_bound_lifetimes.push(lt_name);
1553                 }
1554
1555                 hir::intravisit::walk_generic_param(self, param);
1556             }
1557
1558             fn visit_lifetime(&mut self, lifetime: &'v hir::Lifetime) {
1559                 let name = match lifetime.name {
1560                     hir::LifetimeName::Implicit | hir::LifetimeName::Underscore => {
1561                         if self.collect_elided_lifetimes {
1562                             // Use `'_` for both implicit and underscore lifetimes in
1563                             // `type Foo<'_> = impl SomeTrait<'_>;`.
1564                             hir::LifetimeName::Underscore
1565                         } else {
1566                             return;
1567                         }
1568                     }
1569                     hir::LifetimeName::Param(_) => lifetime.name,
1570
1571                     // Refers to some other lifetime that is "in
1572                     // scope" within the type.
1573                     hir::LifetimeName::ImplicitObjectLifetimeDefault => return,
1574
1575                     hir::LifetimeName::Error | hir::LifetimeName::Static => return,
1576                 };
1577
1578                 if !self.currently_bound_lifetimes.contains(&name)
1579                     && !self.already_defined_lifetimes.contains(&name)
1580                 {
1581                     self.already_defined_lifetimes.insert(name);
1582
1583                     self.output_lifetimes.push(hir::GenericArg::Lifetime(hir::Lifetime {
1584                         hir_id: self.context.next_id(),
1585                         span: lifetime.span,
1586                         name,
1587                     }));
1588
1589                     let def_node_id = self.context.resolver.next_node_id();
1590                     let hir_id =
1591                         self.context.lower_node_id_with_owner(def_node_id, self.opaque_ty_id);
1592                     self.context.resolver.definitions().create_def_with_parent(
1593                         self.parent,
1594                         def_node_id,
1595                         DefPathData::LifetimeNs(name.ident().name),
1596                         ExpnId::root(),
1597                         lifetime.span,
1598                     );
1599
1600                     let (name, kind) = match name {
1601                         hir::LifetimeName::Underscore => (
1602                             hir::ParamName::Plain(Ident::with_dummy_span(kw::UnderscoreLifetime)),
1603                             hir::LifetimeParamKind::Elided,
1604                         ),
1605                         hir::LifetimeName::Param(param_name) => {
1606                             (param_name, hir::LifetimeParamKind::Explicit)
1607                         }
1608                         _ => bug!("expected `LifetimeName::Param` or `ParamName::Plain`"),
1609                     };
1610
1611                     self.output_lifetime_params.push(hir::GenericParam {
1612                         hir_id,
1613                         name,
1614                         span: lifetime.span,
1615                         pure_wrt_drop: false,
1616                         attrs: &[],
1617                         bounds: &[],
1618                         kind: hir::GenericParamKind::Lifetime { kind },
1619                     });
1620                 }
1621             }
1622         }
1623
1624         let mut lifetime_collector = ImplTraitLifetimeCollector {
1625             context: self,
1626             parent: parent_index,
1627             opaque_ty_id,
1628             collect_elided_lifetimes: true,
1629             currently_bound_lifetimes: Vec::new(),
1630             already_defined_lifetimes: FxHashSet::default(),
1631             output_lifetimes: Vec::new(),
1632             output_lifetime_params: Vec::new(),
1633         };
1634
1635         for bound in bounds {
1636             hir::intravisit::walk_param_bound(&mut lifetime_collector, &bound);
1637         }
1638
1639         let ImplTraitLifetimeCollector { output_lifetimes, output_lifetime_params, .. } =
1640             lifetime_collector;
1641
1642         (self.arena.alloc_from_iter(output_lifetimes), output_lifetime_params.into())
1643     }
1644
1645     fn lower_qpath(
1646         &mut self,
1647         id: NodeId,
1648         qself: &Option<QSelf>,
1649         p: &Path,
1650         param_mode: ParamMode,
1651         mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1652     ) -> hir::QPath<'hir> {
1653         let qself_position = qself.as_ref().map(|q| q.position);
1654         let qself = qself.as_ref().map(|q| self.lower_ty(&q.ty, itctx.reborrow()));
1655
1656         let partial_res =
1657             self.resolver.get_partial_res(id).unwrap_or_else(|| PartialRes::new(Res::Err));
1658
1659         let proj_start = p.segments.len() - partial_res.unresolved_segments();
1660         let path = self.arena.alloc(hir::Path {
1661             res: self.lower_res(partial_res.base_res()),
1662             segments: self.arena.alloc_from_iter(p.segments[..proj_start].iter().enumerate().map(
1663                 |(i, segment)| {
1664                     let param_mode = match (qself_position, param_mode) {
1665                         (Some(j), ParamMode::Optional) if i < j => {
1666                             // This segment is part of the trait path in a
1667                             // qualified path - one of `a`, `b` or `Trait`
1668                             // in `<X as a::b::Trait>::T::U::method`.
1669                             ParamMode::Explicit
1670                         }
1671                         _ => param_mode,
1672                     };
1673
1674                     // Figure out if this is a type/trait segment,
1675                     // which may need lifetime elision performed.
1676                     let parent_def_id = |this: &mut Self, def_id: DefId| DefId {
1677                         krate: def_id.krate,
1678                         index: this.def_key(def_id).parent.expect("missing parent"),
1679                     };
1680                     let type_def_id = match partial_res.base_res() {
1681                         Res::Def(DefKind::AssocTy, def_id) if i + 2 == proj_start => {
1682                             Some(parent_def_id(self, def_id))
1683                         }
1684                         Res::Def(DefKind::Variant, def_id) if i + 1 == proj_start => {
1685                             Some(parent_def_id(self, def_id))
1686                         }
1687                         Res::Def(DefKind::Struct, def_id)
1688                         | Res::Def(DefKind::Union, def_id)
1689                         | Res::Def(DefKind::Enum, def_id)
1690                         | Res::Def(DefKind::TyAlias, def_id)
1691                         | Res::Def(DefKind::Trait, def_id)
1692                             if i + 1 == proj_start =>
1693                         {
1694                             Some(def_id)
1695                         }
1696                         _ => None,
1697                     };
1698                     let parenthesized_generic_args = match partial_res.base_res() {
1699                         // `a::b::Trait(Args)`
1700                         Res::Def(DefKind::Trait, _) if i + 1 == proj_start => {
1701                             ParenthesizedGenericArgs::Ok
1702                         }
1703                         // `a::b::Trait(Args)::TraitItem`
1704                         Res::Def(DefKind::Method, _)
1705                         | Res::Def(DefKind::AssocConst, _)
1706                         | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
1707                             if i + 2 == proj_start =>
1708                         {
1709                             ParenthesizedGenericArgs::Ok
1710                         }
1711                         // Avoid duplicated errors.
1712                         Res::Err => ParenthesizedGenericArgs::Ok,
1713                         // An error
1714                         _ => ParenthesizedGenericArgs::Err,
1715                     };
1716
1717                     let num_lifetimes = type_def_id.map_or(0, |def_id| {
1718                         if let Some(&n) = self.type_def_lifetime_params.get(&def_id) {
1719                             return n;
1720                         }
1721                         assert!(!def_id.is_local());
1722                         let item_generics = self
1723                             .resolver
1724                             .cstore()
1725                             .item_generics_cloned_untracked(def_id, self.sess);
1726                         let n = item_generics.own_counts().lifetimes;
1727                         self.type_def_lifetime_params.insert(def_id, n);
1728                         n
1729                     });
1730                     self.lower_path_segment(
1731                         p.span,
1732                         segment,
1733                         param_mode,
1734                         num_lifetimes,
1735                         parenthesized_generic_args,
1736                         itctx.reborrow(),
1737                         None,
1738                     )
1739                 },
1740             )),
1741             span: p.span,
1742         });
1743
1744         // Simple case, either no projections, or only fully-qualified.
1745         // E.g., `std::mem::size_of` or `<I as Iterator>::Item`.
1746         if partial_res.unresolved_segments() == 0 {
1747             return hir::QPath::Resolved(qself, path);
1748         }
1749
1750         // Create the innermost type that we're projecting from.
1751         let mut ty = if path.segments.is_empty() {
1752             // If the base path is empty that means there exists a
1753             // syntactical `Self`, e.g., `&i32` in `<&i32>::clone`.
1754             qself.expect("missing QSelf for <T>::...")
1755         } else {
1756             // Otherwise, the base path is an implicit `Self` type path,
1757             // e.g., `Vec` in `Vec::new` or `<I as Iterator>::Item` in
1758             // `<I as Iterator>::Item::default`.
1759             let new_id = self.next_id();
1760             self.arena.alloc(self.ty_path(new_id, p.span, hir::QPath::Resolved(qself, path)))
1761         };
1762
1763         // Anything after the base path are associated "extensions",
1764         // out of which all but the last one are associated types,
1765         // e.g., for `std::vec::Vec::<T>::IntoIter::Item::clone`:
1766         // * base path is `std::vec::Vec<T>`
1767         // * "extensions" are `IntoIter`, `Item` and `clone`
1768         // * type nodes are:
1769         //   1. `std::vec::Vec<T>` (created above)
1770         //   2. `<std::vec::Vec<T>>::IntoIter`
1771         //   3. `<<std::vec::Vec<T>>::IntoIter>::Item`
1772         // * final path is `<<<std::vec::Vec<T>>::IntoIter>::Item>::clone`
1773         for (i, segment) in p.segments.iter().enumerate().skip(proj_start) {
1774             let segment = self.arena.alloc(self.lower_path_segment(
1775                 p.span,
1776                 segment,
1777                 param_mode,
1778                 0,
1779                 ParenthesizedGenericArgs::Err,
1780                 itctx.reborrow(),
1781                 None,
1782             ));
1783             let qpath = hir::QPath::TypeRelative(ty, segment);
1784
1785             // It's finished, return the extension of the right node type.
1786             if i == p.segments.len() - 1 {
1787                 return qpath;
1788             }
1789
1790             // Wrap the associated extension in another type node.
1791             let new_id = self.next_id();
1792             ty = self.arena.alloc(self.ty_path(new_id, p.span, qpath));
1793         }
1794
1795         // We should've returned in the for loop above.
1796         span_bug!(
1797             p.span,
1798             "lower_qpath: no final extension segment in {}..{}",
1799             proj_start,
1800             p.segments.len()
1801         )
1802     }
1803
1804     fn lower_path_extra(
1805         &mut self,
1806         res: Res,
1807         p: &Path,
1808         param_mode: ParamMode,
1809         explicit_owner: Option<NodeId>,
1810     ) -> hir::Path<'hir> {
1811         hir::Path {
1812             res,
1813             segments: self.arena.alloc_from_iter(p.segments.iter().map(|segment| {
1814                 self.lower_path_segment(
1815                     p.span,
1816                     segment,
1817                     param_mode,
1818                     0,
1819                     ParenthesizedGenericArgs::Err,
1820                     ImplTraitContext::disallowed(),
1821                     explicit_owner,
1822                 )
1823             })),
1824             span: p.span,
1825         }
1826     }
1827
1828     fn lower_path(&mut self, id: NodeId, p: &Path, param_mode: ParamMode) -> hir::Path<'hir> {
1829         let res = self.expect_full_res(id);
1830         let res = self.lower_res(res);
1831         self.lower_path_extra(res, p, param_mode, None)
1832     }
1833
1834     fn lower_path_segment(
1835         &mut self,
1836         path_span: Span,
1837         segment: &PathSegment,
1838         param_mode: ParamMode,
1839         expected_lifetimes: usize,
1840         parenthesized_generic_args: ParenthesizedGenericArgs,
1841         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1842         explicit_owner: Option<NodeId>,
1843     ) -> hir::PathSegment<'hir> {
1844         let (mut generic_args, infer_args) = if let Some(ref generic_args) = segment.args {
1845             let msg = "parenthesized type parameters may only be used with a `Fn` trait";
1846             match **generic_args {
1847                 GenericArgs::AngleBracketed(ref data) => {
1848                     self.lower_angle_bracketed_parameter_data(data, param_mode, itctx)
1849                 }
1850                 GenericArgs::Parenthesized(ref data) => match parenthesized_generic_args {
1851                     ParenthesizedGenericArgs::Ok => self.lower_parenthesized_parameter_data(data),
1852                     ParenthesizedGenericArgs::Err => {
1853                         let mut err = struct_span_err!(self.sess, data.span, E0214, "{}", msg);
1854                         err.span_label(data.span, "only `Fn` traits may use parentheses");
1855                         if let Ok(snippet) = self.sess.source_map().span_to_snippet(data.span) {
1856                             // Do not suggest going from `Trait()` to `Trait<>`
1857                             if data.inputs.len() > 0 {
1858                                 if let Some(split) = snippet.find('(') {
1859                                     let trait_name = &snippet[0..split];
1860                                     let args = &snippet[split + 1..snippet.len() - 1];
1861                                     err.span_suggestion(
1862                                         data.span,
1863                                         "use angle brackets instead",
1864                                         format!("{}<{}>", trait_name, args),
1865                                         Applicability::MaybeIncorrect,
1866                                     );
1867                                 }
1868                             }
1869                         };
1870                         err.emit();
1871                         (
1872                             self.lower_angle_bracketed_parameter_data(
1873                                 &data.as_angle_bracketed_args(),
1874                                 param_mode,
1875                                 itctx,
1876                             )
1877                             .0,
1878                             false,
1879                         )
1880                     }
1881                 },
1882             }
1883         } else {
1884             self.lower_angle_bracketed_parameter_data(&Default::default(), param_mode, itctx)
1885         };
1886
1887         let has_lifetimes = generic_args.args.iter().any(|arg| match arg {
1888             GenericArg::Lifetime(_) => true,
1889             _ => false,
1890         });
1891         let first_generic_span = generic_args
1892             .args
1893             .iter()
1894             .map(|a| a.span())
1895             .chain(generic_args.bindings.iter().map(|b| b.span))
1896             .next();
1897         if !generic_args.parenthesized && !has_lifetimes {
1898             generic_args.args = self
1899                 .elided_path_lifetimes(path_span, expected_lifetimes)
1900                 .into_iter()
1901                 .map(|lt| GenericArg::Lifetime(lt))
1902                 .chain(generic_args.args.into_iter())
1903                 .collect();
1904             if expected_lifetimes > 0 && param_mode == ParamMode::Explicit {
1905                 let anon_lt_suggestion = vec!["'_"; expected_lifetimes].join(", ");
1906                 let no_non_lt_args = generic_args.args.len() == expected_lifetimes;
1907                 let no_bindings = generic_args.bindings.is_empty();
1908                 let (incl_angl_brckt, insertion_sp, suggestion) = if no_non_lt_args && no_bindings {
1909                     // If there are no (non-implicit) generic args or associated type
1910                     // bindings, our suggestion includes the angle brackets.
1911                     (true, path_span.shrink_to_hi(), format!("<{}>", anon_lt_suggestion))
1912                 } else {
1913                     // Otherwise (sorry, this is kind of gross) we need to infer the
1914                     // place to splice in the `'_, ` from the generics that do exist.
1915                     let first_generic_span = first_generic_span
1916                         .expect("already checked that non-lifetime args or bindings exist");
1917                     (false, first_generic_span.shrink_to_lo(), format!("{}, ", anon_lt_suggestion))
1918                 };
1919                 match self.anonymous_lifetime_mode {
1920                     // In create-parameter mode we error here because we don't want to support
1921                     // deprecated impl elision in new features like impl elision and `async fn`,
1922                     // both of which work using the `CreateParameter` mode:
1923                     //
1924                     //     impl Foo for std::cell::Ref<u32> // note lack of '_
1925                     //     async fn foo(_: std::cell::Ref<u32>) { ... }
1926                     AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {
1927                         let mut err = struct_span_err!(
1928                             self.sess,
1929                             path_span,
1930                             E0726,
1931                             "implicit elided lifetime not allowed here"
1932                         );
1933                         crate::lint::builtin::add_elided_lifetime_in_path_suggestion(
1934                             &self.sess,
1935                             &mut err,
1936                             expected_lifetimes,
1937                             path_span,
1938                             incl_angl_brckt,
1939                             insertion_sp,
1940                             suggestion,
1941                         );
1942                         err.emit();
1943                     }
1944                     AnonymousLifetimeMode::PassThrough | AnonymousLifetimeMode::ReportError => {
1945                         self.resolver.lint_buffer().buffer_lint_with_diagnostic(
1946                             ELIDED_LIFETIMES_IN_PATHS,
1947                             CRATE_NODE_ID,
1948                             path_span,
1949                             "hidden lifetime parameters in types are deprecated",
1950                             builtin::BuiltinLintDiagnostics::ElidedLifetimesInPaths(
1951                                 expected_lifetimes,
1952                                 path_span,
1953                                 incl_angl_brckt,
1954                                 insertion_sp,
1955                                 suggestion,
1956                             ),
1957                         );
1958                     }
1959                 }
1960             }
1961         }
1962
1963         let res = self.expect_full_res(segment.id);
1964         let id = if let Some(owner) = explicit_owner {
1965             self.lower_node_id_with_owner(segment.id, owner)
1966         } else {
1967             self.lower_node_id(segment.id)
1968         };
1969         debug!(
1970             "lower_path_segment: ident={:?} original-id={:?} new-id={:?}",
1971             segment.ident, segment.id, id,
1972         );
1973
1974         hir::PathSegment {
1975             ident: segment.ident,
1976             hir_id: Some(id),
1977             res: Some(self.lower_res(res)),
1978             infer_args,
1979             args: if generic_args.is_empty() { None } else { Some(self.arena.alloc(generic_args)) },
1980         }
1981     }
1982
1983     fn lower_angle_bracketed_parameter_data(
1984         &mut self,
1985         data: &AngleBracketedArgs,
1986         param_mode: ParamMode,
1987         mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1988     ) -> (hir::GenericArgs<'hir>, bool) {
1989         let &AngleBracketedArgs { ref args, ref constraints, .. } = data;
1990         let has_non_lt_args = args.iter().any(|arg| match arg {
1991             ast::GenericArg::Lifetime(_) => false,
1992             ast::GenericArg::Type(_) => true,
1993             ast::GenericArg::Const(_) => true,
1994         });
1995         (
1996             hir::GenericArgs {
1997                 args: args.iter().map(|a| self.lower_generic_arg(a, itctx.reborrow())).collect(),
1998                 bindings: self.arena.alloc_from_iter(
1999                     constraints.iter().map(|b| self.lower_assoc_ty_constraint(b, itctx.reborrow())),
2000                 ),
2001                 parenthesized: false,
2002             },
2003             !has_non_lt_args && param_mode == ParamMode::Optional,
2004         )
2005     }
2006
2007     fn lower_parenthesized_parameter_data(
2008         &mut self,
2009         data: &ParenthesizedArgs,
2010     ) -> (hir::GenericArgs<'hir>, bool) {
2011         // Switch to `PassThrough` mode for anonymous lifetimes; this
2012         // means that we permit things like `&Ref<T>`, where `Ref` has
2013         // a hidden lifetime parameter. This is needed for backwards
2014         // compatibility, even in contexts like an impl header where
2015         // we generally don't permit such things (see #51008).
2016         self.with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::PassThrough, |this| {
2017             let &ParenthesizedArgs { ref inputs, ref output, span } = data;
2018             let inputs = this.arena.alloc_from_iter(
2019                 inputs.iter().map(|ty| this.lower_ty_direct(ty, ImplTraitContext::disallowed())),
2020             );
2021             let output_ty = match output {
2022                 FunctionRetTy::Ty(ty) => this.lower_ty(&ty, ImplTraitContext::disallowed()),
2023                 FunctionRetTy::Default(_) => this.arena.alloc(this.ty_tup(span, &[])),
2024             };
2025             let args = hir_vec![GenericArg::Type(this.ty_tup(span, inputs))];
2026             let binding = hir::TypeBinding {
2027                 hir_id: this.next_id(),
2028                 ident: Ident::with_dummy_span(FN_OUTPUT_NAME),
2029                 span: output_ty.span,
2030                 kind: hir::TypeBindingKind::Equality { ty: output_ty },
2031             };
2032             (
2033                 hir::GenericArgs { args, bindings: arena_vec![this; binding], parenthesized: true },
2034                 false,
2035             )
2036         })
2037     }
2038
2039     fn lower_local(&mut self, l: &Local) -> (hir::Local<'hir>, SmallVec<[NodeId; 1]>) {
2040         let mut ids = SmallVec::<[NodeId; 1]>::new();
2041         if self.sess.features_untracked().impl_trait_in_bindings {
2042             if let Some(ref ty) = l.ty {
2043                 let mut visitor = ImplTraitTypeIdVisitor { ids: &mut ids };
2044                 visitor.visit_ty(ty);
2045             }
2046         }
2047         let parent_def_id = DefId::local(self.current_hir_id_owner.last().unwrap().0);
2048         let ty = l.ty.as_ref().map(|t| {
2049             self.lower_ty(
2050                 t,
2051                 if self.sess.features_untracked().impl_trait_in_bindings {
2052                     ImplTraitContext::OpaqueTy(Some(parent_def_id))
2053                 } else {
2054                     ImplTraitContext::Disallowed(ImplTraitPosition::Binding)
2055                 },
2056             )
2057         });
2058         let init = l.init.as_ref().map(|e| self.lower_expr(e));
2059         (
2060             hir::Local {
2061                 hir_id: self.lower_node_id(l.id),
2062                 ty,
2063                 pat: self.lower_pat(&l.pat),
2064                 init,
2065                 span: l.span,
2066                 attrs: l.attrs.clone(),
2067                 source: hir::LocalSource::Normal,
2068             },
2069             ids,
2070         )
2071     }
2072
2073     fn lower_fn_params_to_names(&mut self, decl: &FnDecl) -> hir::HirVec<Ident> {
2074         // Skip the `...` (`CVarArgs`) trailing arguments from the AST,
2075         // as they are not explicit in HIR/Ty function signatures.
2076         // (instead, the `c_variadic` flag is set to `true`)
2077         let mut inputs = &decl.inputs[..];
2078         if decl.c_variadic() {
2079             inputs = &inputs[..inputs.len() - 1];
2080         }
2081         inputs
2082             .iter()
2083             .map(|param| match param.pat.kind {
2084                 PatKind::Ident(_, ident, _) => ident,
2085                 _ => Ident::new(kw::Invalid, param.pat.span),
2086             })
2087             .collect()
2088     }
2089
2090     // Lowers a function declaration.
2091     //
2092     // `decl`: the unlowered (AST) function declaration.
2093     // `fn_def_id`: if `Some`, impl Trait arguments are lowered into generic parameters on the
2094     //      given DefId, otherwise impl Trait is disallowed. Must be `Some` if
2095     //      `make_ret_async` is also `Some`.
2096     // `impl_trait_return_allow`: determines whether `impl Trait` can be used in return position.
2097     //      This guards against trait declarations and implementations where `impl Trait` is
2098     //      disallowed.
2099     // `make_ret_async`: if `Some`, converts `-> T` into `-> impl Future<Output = T>` in the
2100     //      return type. This is used for `async fn` declarations. The `NodeId` is the ID of the
2101     //      return type `impl Trait` item.
2102     fn lower_fn_decl(
2103         &mut self,
2104         decl: &FnDecl,
2105         mut in_band_ty_params: Option<(DefId, &mut Vec<hir::GenericParam<'hir>>)>,
2106         impl_trait_return_allow: bool,
2107         make_ret_async: Option<NodeId>,
2108     ) -> &'hir hir::FnDecl<'hir> {
2109         debug!(
2110             "lower_fn_decl(\
2111             fn_decl: {:?}, \
2112             in_band_ty_params: {:?}, \
2113             impl_trait_return_allow: {}, \
2114             make_ret_async: {:?})",
2115             decl, in_band_ty_params, impl_trait_return_allow, make_ret_async,
2116         );
2117         let lt_mode = if make_ret_async.is_some() {
2118             // In `async fn`, argument-position elided lifetimes
2119             // must be transformed into fresh generic parameters so that
2120             // they can be applied to the opaque `impl Trait` return type.
2121             AnonymousLifetimeMode::CreateParameter
2122         } else {
2123             self.anonymous_lifetime_mode
2124         };
2125
2126         let c_variadic = decl.c_variadic();
2127
2128         // Remember how many lifetimes were already around so that we can
2129         // only look at the lifetime parameters introduced by the arguments.
2130         let inputs = self.with_anonymous_lifetime_mode(lt_mode, |this| {
2131             // Skip the `...` (`CVarArgs`) trailing arguments from the AST,
2132             // as they are not explicit in HIR/Ty function signatures.
2133             // (instead, the `c_variadic` flag is set to `true`)
2134             let mut inputs = &decl.inputs[..];
2135             if c_variadic {
2136                 inputs = &inputs[..inputs.len() - 1];
2137             }
2138             this.arena.alloc_from_iter(inputs.iter().map(|param| {
2139                 if let Some((_, ibty)) = &mut in_band_ty_params {
2140                     this.lower_ty_direct(&param.ty, ImplTraitContext::Universal(ibty))
2141                 } else {
2142                     this.lower_ty_direct(&param.ty, ImplTraitContext::disallowed())
2143                 }
2144             }))
2145         });
2146
2147         let output = if let Some(ret_id) = make_ret_async {
2148             self.lower_async_fn_ret_ty(
2149                 &decl.output,
2150                 in_band_ty_params.expect("`make_ret_async` but no `fn_def_id`").0,
2151                 ret_id,
2152             )
2153         } else {
2154             match decl.output {
2155                 FunctionRetTy::Ty(ref ty) => match in_band_ty_params {
2156                     Some((def_id, _)) if impl_trait_return_allow => {
2157                         hir::Return(self.lower_ty(ty, ImplTraitContext::OpaqueTy(Some(def_id))))
2158                     }
2159                     _ => hir::Return(self.lower_ty(ty, ImplTraitContext::disallowed())),
2160                 },
2161                 FunctionRetTy::Default(span) => hir::DefaultReturn(span),
2162             }
2163         };
2164
2165         self.arena.alloc(hir::FnDecl {
2166             inputs,
2167             output,
2168             c_variadic,
2169             implicit_self: decl.inputs.get(0).map_or(hir::ImplicitSelfKind::None, |arg| {
2170                 let is_mutable_pat = match arg.pat.kind {
2171                     PatKind::Ident(BindingMode::ByValue(mt), _, _)
2172                     | PatKind::Ident(BindingMode::ByRef(mt), _, _) => mt == Mutability::Mut,
2173                     _ => false,
2174                 };
2175
2176                 match arg.ty.kind {
2177                     TyKind::ImplicitSelf if is_mutable_pat => hir::ImplicitSelfKind::Mut,
2178                     TyKind::ImplicitSelf => hir::ImplicitSelfKind::Imm,
2179                     // Given we are only considering `ImplicitSelf` types, we needn't consider
2180                     // the case where we have a mutable pattern to a reference as that would
2181                     // no longer be an `ImplicitSelf`.
2182                     TyKind::Rptr(_, ref mt)
2183                         if mt.ty.kind.is_implicit_self() && mt.mutbl == ast::Mutability::Mut =>
2184                     {
2185                         hir::ImplicitSelfKind::MutRef
2186                     }
2187                     TyKind::Rptr(_, ref mt) if mt.ty.kind.is_implicit_self() => {
2188                         hir::ImplicitSelfKind::ImmRef
2189                     }
2190                     _ => hir::ImplicitSelfKind::None,
2191                 }
2192             }),
2193         })
2194     }
2195
2196     // Transforms `-> T` for `async fn` into `-> OpaqueTy { .. }`
2197     // combined with the following definition of `OpaqueTy`:
2198     //
2199     //     type OpaqueTy<generics_from_parent_fn> = impl Future<Output = T>;
2200     //
2201     // `inputs`: lowered types of parameters to the function (used to collect lifetimes)
2202     // `output`: unlowered output type (`T` in `-> T`)
2203     // `fn_def_id`: `DefId` of the parent function (used to create child impl trait definition)
2204     // `opaque_ty_node_id`: `NodeId` of the opaque `impl Trait` type that should be created
2205     // `elided_lt_replacement`: replacement for elided lifetimes in the return type
2206     fn lower_async_fn_ret_ty(
2207         &mut self,
2208         output: &FunctionRetTy,
2209         fn_def_id: DefId,
2210         opaque_ty_node_id: NodeId,
2211     ) -> hir::FunctionRetTy<'hir> {
2212         debug!(
2213             "lower_async_fn_ret_ty(\
2214              output={:?}, \
2215              fn_def_id={:?}, \
2216              opaque_ty_node_id={:?})",
2217             output, fn_def_id, opaque_ty_node_id,
2218         );
2219
2220         let span = output.span();
2221
2222         let opaque_ty_span = self.mark_span_with_reason(DesugaringKind::Async, span, None);
2223
2224         let opaque_ty_def_index =
2225             self.resolver.definitions().opt_def_index(opaque_ty_node_id).unwrap();
2226
2227         self.allocate_hir_id_counter(opaque_ty_node_id);
2228
2229         // When we create the opaque type for this async fn, it is going to have
2230         // to capture all the lifetimes involved in the signature (including in the
2231         // return type). This is done by introducing lifetime parameters for:
2232         //
2233         // - all the explicitly declared lifetimes from the impl and function itself;
2234         // - all the elided lifetimes in the fn arguments;
2235         // - all the elided lifetimes in the return type.
2236         //
2237         // So for example in this snippet:
2238         //
2239         // ```rust
2240         // impl<'a> Foo<'a> {
2241         //   async fn bar<'b>(&self, x: &'b Vec<f64>, y: &str) -> &u32 {
2242         //   //               ^ '0                       ^ '1     ^ '2
2243         //   // elided lifetimes used below
2244         //   }
2245         // }
2246         // ```
2247         //
2248         // we would create an opaque type like:
2249         //
2250         // ```
2251         // type Bar<'a, 'b, '0, '1, '2> = impl Future<Output = &'2 u32>;
2252         // ```
2253         //
2254         // and we would then desugar `bar` to the equivalent of:
2255         //
2256         // ```rust
2257         // impl<'a> Foo<'a> {
2258         //   fn bar<'b, '0, '1>(&'0 self, x: &'b Vec<f64>, y: &'1 str) -> Bar<'a, 'b, '0, '1, '_>
2259         // }
2260         // ```
2261         //
2262         // Note that the final parameter to `Bar` is `'_`, not `'2` --
2263         // this is because the elided lifetimes from the return type
2264         // should be figured out using the ordinary elision rules, and
2265         // this desugaring achieves that.
2266         //
2267         // The variable `input_lifetimes_count` tracks the number of
2268         // lifetime parameters to the opaque type *not counting* those
2269         // lifetimes elided in the return type. This includes those
2270         // that are explicitly declared (`in_scope_lifetimes`) and
2271         // those elided lifetimes we found in the arguments (current
2272         // content of `lifetimes_to_define`). Next, we will process
2273         // the return type, which will cause `lifetimes_to_define` to
2274         // grow.
2275         let input_lifetimes_count = self.in_scope_lifetimes.len() + self.lifetimes_to_define.len();
2276
2277         let (opaque_ty_id, lifetime_params) = self.with_hir_id_owner(opaque_ty_node_id, |this| {
2278             // We have to be careful to get elision right here. The
2279             // idea is that we create a lifetime parameter for each
2280             // lifetime in the return type.  So, given a return type
2281             // like `async fn foo(..) -> &[&u32]`, we lower to `impl
2282             // Future<Output = &'1 [ &'2 u32 ]>`.
2283             //
2284             // Then, we will create `fn foo(..) -> Foo<'_, '_>`, and
2285             // hence the elision takes place at the fn site.
2286             let future_bound = this
2287                 .with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::CreateParameter, |this| {
2288                     this.lower_async_fn_output_type_to_future_bound(output, fn_def_id, span)
2289                 });
2290
2291             debug!("lower_async_fn_ret_ty: future_bound={:#?}", future_bound);
2292
2293             // Calculate all the lifetimes that should be captured
2294             // by the opaque type. This should include all in-scope
2295             // lifetime parameters, including those defined in-band.
2296             //
2297             // Note: this must be done after lowering the output type,
2298             // as the output type may introduce new in-band lifetimes.
2299             let lifetime_params: Vec<(Span, ParamName)> = this
2300                 .in_scope_lifetimes
2301                 .iter()
2302                 .cloned()
2303                 .map(|name| (name.ident().span, name))
2304                 .chain(this.lifetimes_to_define.iter().cloned())
2305                 .collect();
2306
2307             debug!("lower_async_fn_ret_ty: in_scope_lifetimes={:#?}", this.in_scope_lifetimes);
2308             debug!("lower_async_fn_ret_ty: lifetimes_to_define={:#?}", this.lifetimes_to_define);
2309             debug!("lower_async_fn_ret_ty: lifetime_params={:#?}", lifetime_params);
2310
2311             let generic_params = lifetime_params
2312                 .iter()
2313                 .map(|(span, hir_name)| {
2314                     this.lifetime_to_generic_param(*span, *hir_name, opaque_ty_def_index)
2315                 })
2316                 .collect();
2317
2318             let opaque_ty_item = hir::OpaqueTy {
2319                 generics: hir::Generics {
2320                     params: generic_params,
2321                     where_clause: hir::WhereClause { predicates: &[], span },
2322                     span,
2323                 },
2324                 bounds: arena_vec![this; future_bound],
2325                 impl_trait_fn: Some(fn_def_id),
2326                 origin: hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn,
2327             };
2328
2329             trace!("exist ty from async fn def index: {:#?}", opaque_ty_def_index);
2330             let opaque_ty_id =
2331                 this.generate_opaque_type(opaque_ty_node_id, opaque_ty_item, span, opaque_ty_span);
2332
2333             (opaque_ty_id, lifetime_params)
2334         });
2335
2336         // As documented above on the variable
2337         // `input_lifetimes_count`, we need to create the lifetime
2338         // arguments to our opaque type. Continuing with our example,
2339         // we're creating the type arguments for the return type:
2340         //
2341         // ```
2342         // Bar<'a, 'b, '0, '1, '_>
2343         // ```
2344         //
2345         // For the "input" lifetime parameters, we wish to create
2346         // references to the parameters themselves, including the
2347         // "implicit" ones created from parameter types (`'a`, `'b`,
2348         // '`0`, `'1`).
2349         //
2350         // For the "output" lifetime parameters, we just want to
2351         // generate `'_`.
2352         let mut generic_args: Vec<_> = lifetime_params[..input_lifetimes_count]
2353             .iter()
2354             .map(|&(span, hir_name)| {
2355                 // Input lifetime like `'a` or `'1`:
2356                 GenericArg::Lifetime(hir::Lifetime {
2357                     hir_id: self.next_id(),
2358                     span,
2359                     name: hir::LifetimeName::Param(hir_name),
2360                 })
2361             })
2362             .collect();
2363         generic_args.extend(lifetime_params[input_lifetimes_count..].iter().map(|&(span, _)|
2364             // Output lifetime like `'_`.
2365             GenericArg::Lifetime(hir::Lifetime {
2366                 hir_id: self.next_id(),
2367                 span,
2368                 name: hir::LifetimeName::Implicit,
2369             })));
2370         let generic_args = self.arena.alloc_from_iter(generic_args);
2371
2372         // Create the `Foo<...>` reference itself. Note that the `type
2373         // Foo = impl Trait` is, internally, created as a child of the
2374         // async fn, so the *type parameters* are inherited.  It's
2375         // only the lifetime parameters that we must supply.
2376         let opaque_ty_ref = hir::TyKind::Def(hir::ItemId { id: opaque_ty_id }, generic_args);
2377         let opaque_ty = self.ty(opaque_ty_span, opaque_ty_ref);
2378         hir::FunctionRetTy::Return(self.arena.alloc(opaque_ty))
2379     }
2380
2381     /// Transforms `-> T` into `Future<Output = T>`
2382     fn lower_async_fn_output_type_to_future_bound(
2383         &mut self,
2384         output: &FunctionRetTy,
2385         fn_def_id: DefId,
2386         span: Span,
2387     ) -> hir::GenericBound<'hir> {
2388         // Compute the `T` in `Future<Output = T>` from the return type.
2389         let output_ty = match output {
2390             FunctionRetTy::Ty(ty) => self.lower_ty(ty, ImplTraitContext::OpaqueTy(Some(fn_def_id))),
2391             FunctionRetTy::Default(ret_ty_span) => self.arena.alloc(self.ty_tup(*ret_ty_span, &[])),
2392         };
2393
2394         // "<Output = T>"
2395         let future_params = self.arena.alloc(hir::GenericArgs {
2396             args: HirVec::new(),
2397             bindings: arena_vec![self; hir::TypeBinding {
2398                 ident: Ident::with_dummy_span(FN_OUTPUT_NAME),
2399                 kind: hir::TypeBindingKind::Equality { ty: output_ty },
2400                 hir_id: self.next_id(),
2401                 span,
2402             }],
2403             parenthesized: false,
2404         });
2405
2406         // ::std::future::Future<future_params>
2407         let future_path = self.arena.alloc(self.std_path(
2408             span,
2409             &[sym::future, sym::Future],
2410             Some(future_params),
2411             false,
2412         ));
2413
2414         hir::GenericBound::Trait(
2415             hir::PolyTraitRef {
2416                 trait_ref: hir::TraitRef { path: future_path, hir_ref_id: self.next_id() },
2417                 bound_generic_params: &[],
2418                 span,
2419             },
2420             hir::TraitBoundModifier::None,
2421         )
2422     }
2423
2424     fn lower_param_bound(
2425         &mut self,
2426         tpb: &GenericBound,
2427         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2428     ) -> hir::GenericBound<'hir> {
2429         match *tpb {
2430             GenericBound::Trait(ref ty, modifier) => hir::GenericBound::Trait(
2431                 self.lower_poly_trait_ref(ty, itctx),
2432                 self.lower_trait_bound_modifier(modifier),
2433             ),
2434             GenericBound::Outlives(ref lifetime) => {
2435                 hir::GenericBound::Outlives(self.lower_lifetime(lifetime))
2436             }
2437         }
2438     }
2439
2440     fn lower_lifetime(&mut self, l: &Lifetime) -> hir::Lifetime {
2441         let span = l.ident.span;
2442         match l.ident {
2443             ident if ident.name == kw::StaticLifetime => {
2444                 self.new_named_lifetime(l.id, span, hir::LifetimeName::Static)
2445             }
2446             ident if ident.name == kw::UnderscoreLifetime => match self.anonymous_lifetime_mode {
2447                 AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {
2448                     let fresh_name = self.collect_fresh_in_band_lifetime(span);
2449                     self.new_named_lifetime(l.id, span, hir::LifetimeName::Param(fresh_name))
2450                 }
2451
2452                 AnonymousLifetimeMode::PassThrough => {
2453                     self.new_named_lifetime(l.id, span, hir::LifetimeName::Underscore)
2454                 }
2455
2456                 AnonymousLifetimeMode::ReportError => self.new_error_lifetime(Some(l.id), span),
2457             },
2458             ident => {
2459                 self.maybe_collect_in_band_lifetime(ident);
2460                 let param_name = ParamName::Plain(ident);
2461                 self.new_named_lifetime(l.id, span, hir::LifetimeName::Param(param_name))
2462             }
2463         }
2464     }
2465
2466     fn new_named_lifetime(
2467         &mut self,
2468         id: NodeId,
2469         span: Span,
2470         name: hir::LifetimeName,
2471     ) -> hir::Lifetime {
2472         hir::Lifetime { hir_id: self.lower_node_id(id), span, name }
2473     }
2474
2475     fn lower_generic_params(
2476         &mut self,
2477         params: &[GenericParam],
2478         add_bounds: &NodeMap<Vec<GenericBound>>,
2479         mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2480     ) -> HirVec<hir::GenericParam<'hir>> {
2481         params
2482             .iter()
2483             .map(|param| self.lower_generic_param(param, add_bounds, itctx.reborrow()))
2484             .collect()
2485     }
2486
2487     fn lower_generic_param(
2488         &mut self,
2489         param: &GenericParam,
2490         add_bounds: &NodeMap<Vec<GenericBound>>,
2491         mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2492     ) -> hir::GenericParam<'hir> {
2493         let mut bounds: Vec<_> = self
2494             .with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::ReportError, |this| {
2495                 this.lower_param_bounds_mut(&param.bounds, itctx.reborrow()).collect()
2496             });
2497
2498         let (name, kind) = match param.kind {
2499             GenericParamKind::Lifetime => {
2500                 let was_collecting_in_band = self.is_collecting_in_band_lifetimes;
2501                 self.is_collecting_in_band_lifetimes = false;
2502
2503                 let lt = self
2504                     .with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::ReportError, |this| {
2505                         this.lower_lifetime(&Lifetime { id: param.id, ident: param.ident })
2506                     });
2507                 let param_name = match lt.name {
2508                     hir::LifetimeName::Param(param_name) => param_name,
2509                     hir::LifetimeName::Implicit
2510                     | hir::LifetimeName::Underscore
2511                     | hir::LifetimeName::Static => hir::ParamName::Plain(lt.name.ident()),
2512                     hir::LifetimeName::ImplicitObjectLifetimeDefault => {
2513                         span_bug!(
2514                             param.ident.span,
2515                             "object-lifetime-default should not occur here",
2516                         );
2517                     }
2518                     hir::LifetimeName::Error => ParamName::Error,
2519                 };
2520
2521                 let kind =
2522                     hir::GenericParamKind::Lifetime { kind: hir::LifetimeParamKind::Explicit };
2523
2524                 self.is_collecting_in_band_lifetimes = was_collecting_in_band;
2525
2526                 (param_name, kind)
2527             }
2528             GenericParamKind::Type { ref default, .. } => {
2529                 let add_bounds = add_bounds.get(&param.id).map_or(&[][..], |x| &x);
2530                 if !add_bounds.is_empty() {
2531                     let params = self.lower_param_bounds_mut(add_bounds, itctx.reborrow());
2532                     bounds.extend(params);
2533                 }
2534
2535                 let kind = hir::GenericParamKind::Type {
2536                     default: default
2537                         .as_ref()
2538                         .map(|x| self.lower_ty(x, ImplTraitContext::OpaqueTy(None))),
2539                     synthetic: param
2540                         .attrs
2541                         .iter()
2542                         .filter(|attr| attr.check_name(sym::rustc_synthetic))
2543                         .map(|_| hir::SyntheticTyParamKind::ImplTrait)
2544                         .next(),
2545                 };
2546
2547                 (hir::ParamName::Plain(param.ident), kind)
2548             }
2549             GenericParamKind::Const { ref ty } => (
2550                 hir::ParamName::Plain(param.ident),
2551                 hir::GenericParamKind::Const {
2552                     ty: self.lower_ty(&ty, ImplTraitContext::disallowed()),
2553                 },
2554             ),
2555         };
2556
2557         hir::GenericParam {
2558             hir_id: self.lower_node_id(param.id),
2559             name,
2560             span: param.ident.span,
2561             pure_wrt_drop: attr::contains_name(&param.attrs, sym::may_dangle),
2562             attrs: self.lower_attrs_arena(&param.attrs),
2563             bounds: self.arena.alloc_from_iter(bounds),
2564             kind,
2565         }
2566     }
2567
2568     fn lower_trait_ref(
2569         &mut self,
2570         p: &TraitRef,
2571         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2572     ) -> hir::TraitRef<'hir> {
2573         let path = match self.lower_qpath(p.ref_id, &None, &p.path, ParamMode::Explicit, itctx) {
2574             hir::QPath::Resolved(None, path) => path,
2575             qpath => bug!("lower_trait_ref: unexpected QPath `{:?}`", qpath),
2576         };
2577         hir::TraitRef { path, hir_ref_id: self.lower_node_id(p.ref_id) }
2578     }
2579
2580     fn lower_poly_trait_ref(
2581         &mut self,
2582         p: &PolyTraitRef,
2583         mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2584     ) -> hir::PolyTraitRef<'hir> {
2585         let bound_generic_params = self.lower_generic_params(
2586             &p.bound_generic_params,
2587             &NodeMap::default(),
2588             itctx.reborrow(),
2589         );
2590         let trait_ref = self.with_in_scope_lifetime_defs(&p.bound_generic_params, |this| {
2591             this.lower_trait_ref(&p.trait_ref, itctx)
2592         });
2593
2594         hir::PolyTraitRef {
2595             bound_generic_params: self.arena.alloc_from_iter(bound_generic_params.into_iter()),
2596             trait_ref,
2597             span: p.span,
2598         }
2599     }
2600
2601     fn lower_mt(&mut self, mt: &MutTy, itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>) -> hir::MutTy<'hir> {
2602         hir::MutTy { ty: self.lower_ty(&mt.ty, itctx), mutbl: mt.mutbl }
2603     }
2604
2605     fn lower_param_bounds(
2606         &mut self,
2607         bounds: &[GenericBound],
2608         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2609     ) -> hir::GenericBounds<'hir> {
2610         self.arena.alloc_from_iter(self.lower_param_bounds_mut(bounds, itctx))
2611     }
2612
2613     fn lower_param_bounds_mut<'s>(
2614         &'s mut self,
2615         bounds: &'s [GenericBound],
2616         mut itctx: ImplTraitContext<'s, 'hir>,
2617     ) -> impl Iterator<Item = hir::GenericBound<'hir>> + Captures<'s> + Captures<'a> {
2618         bounds.iter().map(move |bound| self.lower_param_bound(bound, itctx.reborrow()))
2619     }
2620
2621     fn lower_block(&mut self, b: &Block, targeted_by_break: bool) -> &'hir hir::Block<'hir> {
2622         self.arena.alloc(self.lower_block_noalloc(b, targeted_by_break))
2623     }
2624
2625     fn lower_block_noalloc(&mut self, b: &Block, targeted_by_break: bool) -> hir::Block<'hir> {
2626         let mut stmts = vec![];
2627         let mut expr: Option<&'hir _> = None;
2628
2629         for (index, stmt) in b.stmts.iter().enumerate() {
2630             if index == b.stmts.len() - 1 {
2631                 if let StmtKind::Expr(ref e) = stmt.kind {
2632                     expr = Some(self.lower_expr(e));
2633                 } else {
2634                     stmts.extend(self.lower_stmt(stmt));
2635                 }
2636             } else {
2637                 stmts.extend(self.lower_stmt(stmt));
2638             }
2639         }
2640
2641         hir::Block {
2642             hir_id: self.lower_node_id(b.id),
2643             stmts: self.arena.alloc_from_iter(stmts),
2644             expr,
2645             rules: self.lower_block_check_mode(&b.rules),
2646             span: b.span,
2647             targeted_by_break,
2648         }
2649     }
2650
2651     /// Lowers a block directly to an expression, presuming that it
2652     /// has no attributes and is not targeted by a `break`.
2653     fn lower_block_expr(&mut self, b: &Block) -> hir::Expr<'hir> {
2654         let block = self.lower_block(b, false);
2655         self.expr_block(block, AttrVec::new())
2656     }
2657
2658     fn lower_pat(&mut self, p: &Pat) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2659         let node = match p.kind {
2660             PatKind::Wild => hir::PatKind::Wild,
2661             PatKind::Ident(ref binding_mode, ident, ref sub) => {
2662                 let lower_sub = |this: &mut Self| sub.as_ref().map(|s| this.lower_pat(&*s));
2663                 let node = self.lower_pat_ident(p, binding_mode, ident, lower_sub);
2664                 node
2665             }
2666             PatKind::Lit(ref e) => hir::PatKind::Lit(self.lower_expr(e)),
2667             PatKind::TupleStruct(ref path, ref pats) => {
2668                 let qpath = self.lower_qpath(
2669                     p.id,
2670                     &None,
2671                     path,
2672                     ParamMode::Optional,
2673                     ImplTraitContext::disallowed(),
2674                 );
2675                 let (pats, ddpos) = self.lower_pat_tuple(pats, "tuple struct");
2676                 hir::PatKind::TupleStruct(qpath, pats, ddpos)
2677             }
2678             PatKind::Or(ref pats) => {
2679                 hir::PatKind::Or(self.arena.alloc_from_iter(pats.iter().map(|x| self.lower_pat(x))))
2680             }
2681             PatKind::Path(ref qself, ref path) => {
2682                 let qpath = self.lower_qpath(
2683                     p.id,
2684                     qself,
2685                     path,
2686                     ParamMode::Optional,
2687                     ImplTraitContext::disallowed(),
2688                 );
2689                 hir::PatKind::Path(qpath)
2690             }
2691             PatKind::Struct(ref path, ref fields, etc) => {
2692                 let qpath = self.lower_qpath(
2693                     p.id,
2694                     &None,
2695                     path,
2696                     ParamMode::Optional,
2697                     ImplTraitContext::disallowed(),
2698                 );
2699
2700                 let fs = self.arena.alloc_from_iter(fields.iter().map(|f| hir::FieldPat {
2701                     hir_id: self.next_id(),
2702                     ident: f.ident,
2703                     pat: self.lower_pat(&f.pat),
2704                     is_shorthand: f.is_shorthand,
2705                     span: f.span,
2706                 }));
2707                 hir::PatKind::Struct(qpath, fs, etc)
2708             }
2709             PatKind::Tuple(ref pats) => {
2710                 let (pats, ddpos) = self.lower_pat_tuple(pats, "tuple");
2711                 hir::PatKind::Tuple(pats, ddpos)
2712             }
2713             PatKind::Box(ref inner) => hir::PatKind::Box(self.lower_pat(inner)),
2714             PatKind::Ref(ref inner, mutbl) => hir::PatKind::Ref(self.lower_pat(inner), mutbl),
2715             PatKind::Range(ref e1, ref e2, Spanned { node: ref end, .. }) => hir::PatKind::Range(
2716                 self.lower_expr(e1),
2717                 self.lower_expr(e2),
2718                 self.lower_range_end(end),
2719             ),
2720             PatKind::Slice(ref pats) => self.lower_pat_slice(pats),
2721             PatKind::Rest => {
2722                 // If we reach here the `..` pattern is not semantically allowed.
2723                 self.ban_illegal_rest_pat(p.span)
2724             }
2725             PatKind::Paren(ref inner) => return self.lower_pat(inner),
2726             PatKind::Mac(_) => panic!("Shouldn't exist here"),
2727         };
2728
2729         self.pat_with_node_id_of(p, node)
2730     }
2731
2732     fn lower_pat_tuple(
2733         &mut self,
2734         pats: &[AstP<Pat>],
2735         ctx: &str,
2736     ) -> (&'hir [&'hir hir::Pat<'hir>], Option<usize>) {
2737         let mut elems = Vec::with_capacity(pats.len());
2738         let mut rest = None;
2739
2740         let mut iter = pats.iter().enumerate();
2741         for (idx, pat) in iter.by_ref() {
2742             // Interpret the first `..` pattern as a sub-tuple pattern.
2743             // Note that unlike for slice patterns,
2744             // where `xs @ ..` is a legal sub-slice pattern,
2745             // it is not a legal sub-tuple pattern.
2746             if pat.is_rest() {
2747                 rest = Some((idx, pat.span));
2748                 break;
2749             }
2750             // It was not a sub-tuple pattern so lower it normally.
2751             elems.push(self.lower_pat(pat));
2752         }
2753
2754         for (_, pat) in iter {
2755             // There was a previous sub-tuple pattern; make sure we don't allow more...
2756             if pat.is_rest() {
2757                 // ...but there was one again, so error.
2758                 self.ban_extra_rest_pat(pat.span, rest.unwrap().1, ctx);
2759             } else {
2760                 elems.push(self.lower_pat(pat));
2761             }
2762         }
2763
2764         (self.arena.alloc_from_iter(elems), rest.map(|(ddpos, _)| ddpos))
2765     }
2766
2767     /// Lower a slice pattern of form `[pat_0, ..., pat_n]` into
2768     /// `hir::PatKind::Slice(before, slice, after)`.
2769     ///
2770     /// When encountering `($binding_mode $ident @)? ..` (`slice`),
2771     /// this is interpreted as a sub-slice pattern semantically.
2772     /// Patterns that follow, which are not like `slice` -- or an error occurs, are in `after`.
2773     fn lower_pat_slice(&mut self, pats: &[AstP<Pat>]) -> hir::PatKind<'hir> {
2774         let mut before = Vec::new();
2775         let mut after = Vec::new();
2776         let mut slice = None;
2777         let mut prev_rest_span = None;
2778
2779         let mut iter = pats.iter();
2780         // Lower all the patterns until the first occurence of a sub-slice pattern.
2781         for pat in iter.by_ref() {
2782             match pat.kind {
2783                 // Found a sub-slice pattern `..`. Record, lower it to `_`, and stop here.
2784                 PatKind::Rest => {
2785                     prev_rest_span = Some(pat.span);
2786                     slice = Some(self.pat_wild_with_node_id_of(pat));
2787                     break;
2788                 }
2789                 // Found a sub-slice pattern `$binding_mode $ident @ ..`.
2790                 // Record, lower it to `$binding_mode $ident @ _`, and stop here.
2791                 PatKind::Ident(ref bm, ident, Some(ref sub)) if sub.is_rest() => {
2792                     prev_rest_span = Some(sub.span);
2793                     let lower_sub = |this: &mut Self| Some(this.pat_wild_with_node_id_of(sub));
2794                     let node = self.lower_pat_ident(pat, bm, ident, lower_sub);
2795                     slice = Some(self.pat_with_node_id_of(pat, node));
2796                     break;
2797                 }
2798                 // It was not a subslice pattern so lower it normally.
2799                 _ => before.push(self.lower_pat(pat)),
2800             }
2801         }
2802
2803         // Lower all the patterns after the first sub-slice pattern.
2804         for pat in iter {
2805             // There was a previous subslice pattern; make sure we don't allow more.
2806             let rest_span = match pat.kind {
2807                 PatKind::Rest => Some(pat.span),
2808                 PatKind::Ident(.., Some(ref sub)) if sub.is_rest() => {
2809                     // The `HirValidator` is merciless; add a `_` pattern to avoid ICEs.
2810                     after.push(self.pat_wild_with_node_id_of(pat));
2811                     Some(sub.span)
2812                 }
2813                 _ => None,
2814             };
2815             if let Some(rest_span) = rest_span {
2816                 // We have e.g., `[a, .., b, ..]`. That's no good, error!
2817                 self.ban_extra_rest_pat(rest_span, prev_rest_span.unwrap(), "slice");
2818             } else {
2819                 // Lower the pattern normally.
2820                 after.push(self.lower_pat(pat));
2821             }
2822         }
2823
2824         hir::PatKind::Slice(
2825             self.arena.alloc_from_iter(before),
2826             slice,
2827             self.arena.alloc_from_iter(after),
2828         )
2829     }
2830
2831     fn lower_pat_ident(
2832         &mut self,
2833         p: &Pat,
2834         binding_mode: &BindingMode,
2835         ident: Ident,
2836         lower_sub: impl FnOnce(&mut Self) -> Option<&'hir hir::Pat<'hir>>,
2837     ) -> hir::PatKind<'hir> {
2838         match self.resolver.get_partial_res(p.id).map(|d| d.base_res()) {
2839             // `None` can occur in body-less function signatures
2840             res @ None | res @ Some(Res::Local(_)) => {
2841                 let canonical_id = match res {
2842                     Some(Res::Local(id)) => id,
2843                     _ => p.id,
2844                 };
2845
2846                 hir::PatKind::Binding(
2847                     self.lower_binding_mode(binding_mode),
2848                     self.lower_node_id(canonical_id),
2849                     ident,
2850                     lower_sub(self),
2851                 )
2852             }
2853             Some(res) => hir::PatKind::Path(hir::QPath::Resolved(
2854                 None,
2855                 self.arena.alloc(hir::Path {
2856                     span: ident.span,
2857                     res: self.lower_res(res),
2858                     segments: arena_vec![self; hir::PathSegment::from_ident(ident)],
2859                 }),
2860             )),
2861         }
2862     }
2863
2864     fn pat_wild_with_node_id_of(&mut self, p: &Pat) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2865         self.pat_with_node_id_of(p, hir::PatKind::Wild)
2866     }
2867
2868     /// Construct a `Pat` with the `HirId` of `p.id` lowered.
2869     fn pat_with_node_id_of(&mut self, p: &Pat, kind: hir::PatKind<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2870         self.arena.alloc(hir::Pat { hir_id: self.lower_node_id(p.id), kind, span: p.span })
2871     }
2872
2873     /// Emit a friendly error for extra `..` patterns in a tuple/tuple struct/slice pattern.
2874     fn ban_extra_rest_pat(&self, sp: Span, prev_sp: Span, ctx: &str) {
2875         self.diagnostic()
2876             .struct_span_err(sp, &format!("`..` can only be used once per {} pattern", ctx))
2877             .span_label(sp, &format!("can only be used once per {} pattern", ctx))
2878             .span_label(prev_sp, "previously used here")
2879             .emit();
2880     }
2881
2882     /// Used to ban the `..` pattern in places it shouldn't be semantically.
2883     fn ban_illegal_rest_pat(&self, sp: Span) -> hir::PatKind<'hir> {
2884         self.diagnostic()
2885             .struct_span_err(sp, "`..` patterns are not allowed here")
2886             .note("only allowed in tuple, tuple struct, and slice patterns")
2887             .emit();
2888
2889         // We're not in a list context so `..` can be reasonably treated
2890         // as `_` because it should always be valid and roughly matches the
2891         // intent of `..` (notice that the rest of a single slot is that slot).
2892         hir::PatKind::Wild
2893     }
2894
2895     fn lower_range_end(&mut self, e: &RangeEnd) -> hir::RangeEnd {
2896         match *e {
2897             RangeEnd::Included(_) => hir::RangeEnd::Included,
2898             RangeEnd::Excluded => hir::RangeEnd::Excluded,
2899         }
2900     }
2901
2902     fn lower_anon_const(&mut self, c: &AnonConst) -> hir::AnonConst {
2903         self.with_new_scopes(|this| hir::AnonConst {
2904             hir_id: this.lower_node_id(c.id),
2905             body: this.lower_const_body(c.value.span, Some(&c.value)),
2906         })
2907     }
2908
2909     fn lower_stmt(&mut self, s: &Stmt) -> SmallVec<[hir::Stmt<'hir>; 1]> {
2910         let kind = match s.kind {
2911             StmtKind::Local(ref l) => {
2912                 let (l, item_ids) = self.lower_local(l);
2913                 let mut ids: SmallVec<[hir::Stmt<'hir>; 1]> = item_ids
2914                     .into_iter()
2915                     .map(|item_id| {
2916                         let item_id = hir::ItemId { id: self.lower_node_id(item_id) };
2917                         self.stmt(s.span, hir::StmtKind::Item(item_id))
2918                     })
2919                     .collect();
2920                 ids.push({
2921                     hir::Stmt {
2922                         hir_id: self.lower_node_id(s.id),
2923                         kind: hir::StmtKind::Local(self.arena.alloc(l)),
2924                         span: s.span,
2925                     }
2926                 });
2927                 return ids;
2928             }
2929             StmtKind::Item(ref it) => {
2930                 // Can only use the ID once.
2931                 let mut id = Some(s.id);
2932                 return self
2933                     .lower_item_id(it)
2934                     .into_iter()
2935                     .map(|item_id| {
2936                         let hir_id = id
2937                             .take()
2938                             .map(|id| self.lower_node_id(id))
2939                             .unwrap_or_else(|| self.next_id());
2940
2941                         hir::Stmt { hir_id, kind: hir::StmtKind::Item(item_id), span: s.span }
2942                     })
2943                     .collect();
2944             }
2945             StmtKind::Expr(ref e) => hir::StmtKind::Expr(self.lower_expr(e)),
2946             StmtKind::Semi(ref e) => hir::StmtKind::Semi(self.lower_expr(e)),
2947             StmtKind::Mac(..) => panic!("shouldn't exist here"),
2948         };
2949         smallvec![hir::Stmt { hir_id: self.lower_node_id(s.id), kind, span: s.span }]
2950     }
2951
2952     fn lower_block_check_mode(&mut self, b: &BlockCheckMode) -> hir::BlockCheckMode {
2953         match *b {
2954             BlockCheckMode::Default => hir::DefaultBlock,
2955             BlockCheckMode::Unsafe(u) => hir::UnsafeBlock(self.lower_unsafe_source(u)),
2956         }
2957     }
2958
2959     fn lower_binding_mode(&mut self, b: &BindingMode) -> hir::BindingAnnotation {
2960         match *b {
2961             BindingMode::ByValue(Mutability::Not) => hir::BindingAnnotation::Unannotated,
2962             BindingMode::ByRef(Mutability::Not) => hir::BindingAnnotation::Ref,
2963             BindingMode::ByValue(Mutability::Mut) => hir::BindingAnnotation::Mutable,
2964             BindingMode::ByRef(Mutability::Mut) => hir::BindingAnnotation::RefMut,
2965         }
2966     }
2967
2968     fn lower_unsafe_source(&mut self, u: UnsafeSource) -> hir::UnsafeSource {
2969         match u {
2970             CompilerGenerated => hir::CompilerGenerated,
2971             UserProvided => hir::UserProvided,
2972         }
2973     }
2974
2975     fn lower_trait_bound_modifier(&mut self, f: TraitBoundModifier) -> hir::TraitBoundModifier {
2976         match f {
2977             TraitBoundModifier::None => hir::TraitBoundModifier::None,
2978             TraitBoundModifier::Maybe => hir::TraitBoundModifier::Maybe,
2979         }
2980     }
2981
2982     // Helper methods for building HIR.
2983
2984     fn stmt(&mut self, span: Span, kind: hir::StmtKind<'hir>) -> hir::Stmt<'hir> {
2985         hir::Stmt { span, kind, hir_id: self.next_id() }
2986     }
2987
2988     fn stmt_expr(&mut self, span: Span, expr: hir::Expr<'hir>) -> hir::Stmt<'hir> {
2989         self.stmt(span, hir::StmtKind::Expr(self.arena.alloc(expr)))
2990     }
2991
2992     fn stmt_let_pat(
2993         &mut self,
2994         attrs: AttrVec,
2995         span: Span,
2996         init: Option<&'hir hir::Expr<'hir>>,
2997         pat: &'hir hir::Pat<'hir>,
2998         source: hir::LocalSource,
2999     ) -> hir::Stmt<'hir> {
3000         let local = hir::Local { attrs, hir_id: self.next_id(), init, pat, source, span, ty: None };
3001         self.stmt(span, hir::StmtKind::Local(self.arena.alloc(local)))
3002     }
3003
3004     fn block_expr(&mut self, expr: &'hir hir::Expr<'hir>) -> &'hir hir::Block<'hir> {
3005         self.block_all(expr.span, &[], Some(expr))
3006     }
3007
3008     fn block_all(
3009         &mut self,
3010         span: Span,
3011         stmts: &'hir [hir::Stmt<'hir>],
3012         expr: Option<&'hir hir::Expr<'hir>>,
3013     ) -> &'hir hir::Block<'hir> {
3014         let blk = hir::Block {
3015             stmts,
3016             expr,
3017             hir_id: self.next_id(),
3018             rules: hir::DefaultBlock,
3019             span,
3020             targeted_by_break: false,
3021         };
3022         self.arena.alloc(blk)
3023     }
3024
3025     /// Constructs a `true` or `false` literal pattern.
3026     fn pat_bool(&mut self, span: Span, val: bool) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3027         let expr = self.expr_bool(span, val);
3028         self.pat(span, hir::PatKind::Lit(expr))
3029     }
3030
3031     fn pat_ok(&mut self, span: Span, pat: &'hir hir::Pat<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3032         self.pat_std_enum(span, &[sym::result, sym::Result, sym::Ok], arena_vec![self; pat])
3033     }
3034
3035     fn pat_err(&mut self, span: Span, pat: &'hir hir::Pat<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3036         self.pat_std_enum(span, &[sym::result, sym::Result, sym::Err], arena_vec![self; pat])
3037     }
3038
3039     fn pat_some(&mut self, span: Span, pat: &'hir hir::Pat<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3040         self.pat_std_enum(span, &[sym::option, sym::Option, sym::Some], arena_vec![self; pat])
3041     }
3042
3043     fn pat_none(&mut self, span: Span) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3044         self.pat_std_enum(span, &[sym::option, sym::Option, sym::None], &[])
3045     }
3046
3047     fn pat_std_enum(
3048         &mut self,
3049         span: Span,
3050         components: &[Symbol],
3051         subpats: &'hir [&'hir hir::Pat<'hir>],
3052     ) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3053         let path = self.std_path(span, components, None, true);
3054         let qpath = hir::QPath::Resolved(None, self.arena.alloc(path));
3055         let pt = if subpats.is_empty() {
3056             hir::PatKind::Path(qpath)
3057         } else {
3058             hir::PatKind::TupleStruct(qpath, subpats, None)
3059         };
3060         self.pat(span, pt)
3061     }
3062
3063     fn pat_ident(&mut self, span: Span, ident: Ident) -> (&'hir hir::Pat<'hir>, hir::HirId) {
3064         self.pat_ident_binding_mode(span, ident, hir::BindingAnnotation::Unannotated)
3065     }
3066
3067     fn pat_ident_binding_mode(
3068         &mut self,
3069         span: Span,
3070         ident: Ident,
3071         bm: hir::BindingAnnotation,
3072     ) -> (&'hir hir::Pat<'hir>, hir::HirId) {
3073         let hir_id = self.next_id();
3074
3075         (
3076             self.arena.alloc(hir::Pat {
3077                 hir_id,
3078                 kind: hir::PatKind::Binding(bm, hir_id, ident.with_span_pos(span), None),
3079                 span,
3080             }),
3081             hir_id,
3082         )
3083     }
3084
3085     fn pat_wild(&mut self, span: Span) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3086         self.pat(span, hir::PatKind::Wild)
3087     }
3088
3089     fn pat(&mut self, span: Span, kind: hir::PatKind<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3090         self.arena.alloc(hir::Pat { hir_id: self.next_id(), kind, span })
3091     }
3092
3093     /// Given a suffix `["b", "c", "d"]`, returns path `::std::b::c::d` when
3094     /// `fld.cx.use_std`, and `::core::b::c::d` otherwise.
3095     /// The path is also resolved according to `is_value`.
3096     fn std_path(
3097         &mut self,
3098         span: Span,
3099         components: &[Symbol],
3100         params: Option<&'hir hir::GenericArgs<'hir>>,
3101         is_value: bool,
3102     ) -> hir::Path<'hir> {
3103         let ns = if is_value { Namespace::ValueNS } else { Namespace::TypeNS };
3104         let (path, res) = self.resolver.resolve_str_path(span, self.crate_root, components, ns);
3105
3106         let mut segments: Vec<_> = path
3107             .segments
3108             .iter()
3109             .map(|segment| {
3110                 let res = self.expect_full_res(segment.id);
3111                 hir::PathSegment {
3112                     ident: segment.ident,
3113                     hir_id: Some(self.lower_node_id(segment.id)),
3114                     res: Some(self.lower_res(res)),
3115                     infer_args: true,
3116                     args: None,
3117                 }
3118             })
3119             .collect();
3120         segments.last_mut().unwrap().args = params;
3121
3122         hir::Path {
3123             span,
3124             res: res.map_id(|_| panic!("unexpected `NodeId`")),
3125             segments: self.arena.alloc_from_iter(segments),
3126         }
3127     }
3128
3129     fn ty_path(
3130         &mut self,
3131         mut hir_id: hir::HirId,
3132         span: Span,
3133         qpath: hir::QPath<'hir>,
3134     ) -> hir::Ty<'hir> {
3135         let kind = match qpath {
3136             hir::QPath::Resolved(None, path) => {
3137                 // Turn trait object paths into `TyKind::TraitObject` instead.
3138                 match path.res {
3139                     Res::Def(DefKind::Trait, _) | Res::Def(DefKind::TraitAlias, _) => {
3140                         let principal = hir::PolyTraitRef {
3141                             bound_generic_params: &[],
3142                             trait_ref: hir::TraitRef { path, hir_ref_id: hir_id },
3143                             span,
3144                         };
3145
3146                         // The original ID is taken by the `PolyTraitRef`,
3147                         // so the `Ty` itself needs a different one.
3148                         hir_id = self.next_id();
3149                         hir::TyKind::TraitObject(
3150                             arena_vec![self; principal],
3151                             self.elided_dyn_bound(span),
3152                         )
3153                     }
3154                     _ => hir::TyKind::Path(hir::QPath::Resolved(None, path)),
3155                 }
3156             }
3157             _ => hir::TyKind::Path(qpath),
3158         };
3159
3160         hir::Ty { hir_id, kind, span }
3161     }
3162
3163     /// Invoked to create the lifetime argument for a type `&T`
3164     /// with no explicit lifetime.
3165     fn elided_ref_lifetime(&mut self, span: Span) -> hir::Lifetime {
3166         match self.anonymous_lifetime_mode {
3167             // Intercept when we are in an impl header or async fn and introduce an in-band
3168             // lifetime.
3169             // Hence `impl Foo for &u32` becomes `impl<'f> Foo for &'f u32` for some fresh
3170             // `'f`.
3171             AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {
3172                 let fresh_name = self.collect_fresh_in_band_lifetime(span);
3173                 hir::Lifetime {
3174                     hir_id: self.next_id(),
3175                     span,
3176                     name: hir::LifetimeName::Param(fresh_name),
3177                 }
3178             }
3179
3180             AnonymousLifetimeMode::ReportError => self.new_error_lifetime(None, span),
3181
3182             AnonymousLifetimeMode::PassThrough => self.new_implicit_lifetime(span),
3183         }
3184     }
3185
3186     /// Report an error on illegal use of `'_` or a `&T` with no explicit lifetime;
3187     /// return a "error lifetime".
3188     fn new_error_lifetime(&mut self, id: Option<NodeId>, span: Span) -> hir::Lifetime {
3189         let (id, msg, label) = match id {
3190             Some(id) => (id, "`'_` cannot be used here", "`'_` is a reserved lifetime name"),
3191
3192             None => (
3193                 self.resolver.next_node_id(),
3194                 "`&` without an explicit lifetime name cannot be used here",
3195                 "explicit lifetime name needed here",
3196             ),
3197         };
3198
3199         let mut err = struct_span_err!(self.sess, span, E0637, "{}", msg,);
3200         err.span_label(span, label);
3201         err.emit();
3202
3203         self.new_named_lifetime(id, span, hir::LifetimeName::Error)
3204     }
3205
3206     /// Invoked to create the lifetime argument(s) for a path like
3207     /// `std::cell::Ref<T>`; note that implicit lifetimes in these
3208     /// sorts of cases are deprecated. This may therefore report a warning or an
3209     /// error, depending on the mode.
3210     fn elided_path_lifetimes(&mut self, span: Span, count: usize) -> P<[hir::Lifetime]> {
3211         (0..count).map(|_| self.elided_path_lifetime(span)).collect()
3212     }
3213
3214     fn elided_path_lifetime(&mut self, span: Span) -> hir::Lifetime {
3215         match self.anonymous_lifetime_mode {
3216             AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {
3217                 // We should have emitted E0726 when processing this path above
3218                 self.sess
3219                     .delay_span_bug(span, "expected 'implicit elided lifetime not allowed' error");
3220                 let id = self.resolver.next_node_id();
3221                 self.new_named_lifetime(id, span, hir::LifetimeName::Error)
3222             }
3223             // `PassThrough` is the normal case.
3224             // `new_error_lifetime`, which would usually be used in the case of `ReportError`,
3225             // is unsuitable here, as these can occur from missing lifetime parameters in a
3226             // `PathSegment`, for which there is no associated `'_` or `&T` with no explicit
3227             // lifetime. Instead, we simply create an implicit lifetime, which will be checked
3228             // later, at which point a suitable error will be emitted.
3229             AnonymousLifetimeMode::PassThrough | AnonymousLifetimeMode::ReportError => {
3230                 self.new_implicit_lifetime(span)
3231             }
3232         }
3233     }
3234
3235     /// Invoked to create the lifetime argument(s) for an elided trait object
3236     /// bound, like the bound in `Box<dyn Debug>`. This method is not invoked
3237     /// when the bound is written, even if it is written with `'_` like in
3238     /// `Box<dyn Debug + '_>`. In those cases, `lower_lifetime` is invoked.
3239     fn elided_dyn_bound(&mut self, span: Span) -> hir::Lifetime {
3240         match self.anonymous_lifetime_mode {
3241             // NB. We intentionally ignore the create-parameter mode here.
3242             // and instead "pass through" to resolve-lifetimes, which will apply
3243             // the object-lifetime-defaulting rules. Elided object lifetime defaults
3244             // do not act like other elided lifetimes. In other words, given this:
3245             //
3246             //     impl Foo for Box<dyn Debug>
3247             //
3248             // we do not introduce a fresh `'_` to serve as the bound, but instead
3249             // ultimately translate to the equivalent of:
3250             //
3251             //     impl Foo for Box<dyn Debug + 'static>
3252             //
3253             // `resolve_lifetime` has the code to make that happen.
3254             AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {}
3255
3256             AnonymousLifetimeMode::ReportError => {
3257                 // ReportError applies to explicit use of `'_`.
3258             }
3259
3260             // This is the normal case.
3261             AnonymousLifetimeMode::PassThrough => {}
3262         }
3263
3264         let r = hir::Lifetime {
3265             hir_id: self.next_id(),
3266             span,
3267             name: hir::LifetimeName::ImplicitObjectLifetimeDefault,
3268         };
3269         debug!("elided_dyn_bound: r={:?}", r);
3270         r
3271     }
3272
3273     fn new_implicit_lifetime(&mut self, span: Span) -> hir::Lifetime {
3274         hir::Lifetime { hir_id: self.next_id(), span, name: hir::LifetimeName::Implicit }
3275     }
3276
3277     fn maybe_lint_bare_trait(&mut self, span: Span, id: NodeId, is_global: bool) {
3278         // FIXME(davidtwco): This is a hack to detect macros which produce spans of the
3279         // call site which do not have a macro backtrace. See #61963.
3280         let is_macro_callsite = self
3281             .sess
3282             .source_map()
3283             .span_to_snippet(span)
3284             .map(|snippet| snippet.starts_with("#["))
3285             .unwrap_or(true);
3286         if !is_macro_callsite {
3287             self.resolver.lint_buffer().buffer_lint_with_diagnostic(
3288                 builtin::BARE_TRAIT_OBJECTS,
3289                 id,
3290                 span,
3291                 "trait objects without an explicit `dyn` are deprecated",
3292                 builtin::BuiltinLintDiagnostics::BareTraitObject(span, is_global),
3293             )
3294         }
3295     }
3296 }
3297
3298 fn body_ids(bodies: &BTreeMap<hir::BodyId, hir::Body<'hir>>) -> Vec<hir::BodyId> {
3299     // Sorting by span ensures that we get things in order within a
3300     // file, and also puts the files in a sensible order.
3301     let mut body_ids: Vec<_> = bodies.keys().cloned().collect();
3302     body_ids.sort_by_key(|b| bodies[b].value.span);
3303     body_ids
3304 }