]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_ast_lowering/lib.rs
lowering: elide some lifetimes
[rust.git] / src / librustc_ast_lowering / lib.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 #![feature(array_value_iter)]
36
37 use rustc::arena::Arena;
38 use rustc::dep_graph::DepGraph;
39 use rustc::hir::map::definitions::{DefKey, DefPathData, Definitions};
40 use rustc::hir::map::Map;
41 use rustc::lint;
42 use rustc::lint::builtin::{self, ELIDED_LIFETIMES_IN_PATHS};
43 use rustc::middle::cstore::CrateStore;
44 use rustc::util::captures::Captures;
45 use rustc::util::common::FN_OUTPUT_NAME;
46 use rustc::{bug, span_bug};
47 use rustc_data_structures::fx::FxHashSet;
48 use rustc_data_structures::sync::Lrc;
49 use rustc_error_codes::*;
50 use rustc_errors::{struct_span_err, Applicability};
51 use rustc_hir as hir;
52 use rustc_hir::def::{DefKind, Namespace, PartialRes, PerNS, Res};
53 use rustc_hir::def_id::{DefId, DefIdMap, DefIndex, CRATE_DEF_INDEX};
54 use rustc_hir::intravisit;
55 use rustc_hir::{ConstArg, GenericArg, ParamName};
56 use rustc_index::vec::IndexVec;
57 use rustc_session::config::nightly_options;
58 use rustc_session::node_id::NodeMap;
59 use rustc_session::Session;
60 use rustc_span::hygiene::ExpnId;
61 use rustc_span::source_map::{respan, DesugaringKind, ExpnData, ExpnKind, Spanned};
62 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Symbol};
63 use rustc_span::Span;
64 use syntax::ast;
65 use syntax::ast::*;
66 use syntax::attr;
67 use syntax::print::pprust;
68 use syntax::ptr::P as AstP;
69 use syntax::sess::ParseSess;
70 use syntax::token::{self, Nonterminal, Token};
71 use syntax::tokenstream::{TokenStream, TokenTree};
72 use syntax::visit::{self, Visitor};
73 use syntax::walk_list;
74
75 use log::{debug, trace};
76 use smallvec::{smallvec, SmallVec};
77 use std::collections::BTreeMap;
78 use std::mem;
79
80 macro_rules! arena_vec {
81     ($this:expr; $($x:expr),*) => ({
82         let a = [$($x),*];
83         $this.arena.alloc_from_iter(std::array::IntoIter::new(a))
84     });
85 }
86
87 mod expr;
88 mod item;
89
90 const HIR_ID_COUNTER_LOCKED: u32 = 0xFFFFFFFF;
91
92 struct LoweringContext<'a, 'hir: 'a> {
93     crate_root: Option<Symbol>,
94
95     /// Used to assign IDs to HIR nodes that do not directly correspond to AST nodes.
96     sess: &'a Session,
97
98     resolver: &'a mut dyn Resolver,
99
100     /// HACK(Centril): there is a cyclic dependency between the parser and lowering
101     /// if we don't have this function pointer. To avoid that dependency so that
102     /// librustc is independent of the parser, we use dynamic dispatch here.
103     nt_to_tokenstream: NtToTokenstream,
104
105     /// Used to allocate HIR nodes
106     arena: &'hir Arena<'hir>,
107
108     /// The items being lowered are collected here.
109     items: BTreeMap<hir::HirId, hir::Item<'hir>>,
110
111     trait_items: BTreeMap<hir::TraitItemId, hir::TraitItem<'hir>>,
112     impl_items: BTreeMap<hir::ImplItemId, hir::ImplItem<'hir>>,
113     bodies: BTreeMap<hir::BodyId, hir::Body<'hir>>,
114     exported_macros: Vec<hir::MacroDef<'hir>>,
115     non_exported_macro_attrs: Vec<ast::Attribute>,
116
117     trait_impls: BTreeMap<DefId, Vec<hir::HirId>>,
118
119     modules: BTreeMap<hir::HirId, hir::ModuleItems>,
120
121     generator_kind: Option<hir::GeneratorKind>,
122
123     /// Used to get the current `fn`'s def span to point to when using `await`
124     /// outside of an `async fn`.
125     current_item: Option<Span>,
126
127     catch_scopes: Vec<NodeId>,
128     loop_scopes: Vec<NodeId>,
129     is_in_loop_condition: bool,
130     is_in_trait_impl: bool,
131     is_in_dyn_type: bool,
132
133     /// What to do when we encounter either an "anonymous lifetime
134     /// reference". The term "anonymous" is meant to encompass both
135     /// `'_` lifetimes as well as fully elided cases where nothing is
136     /// written at all (e.g., `&T` or `std::cell::Ref<T>`).
137     anonymous_lifetime_mode: AnonymousLifetimeMode,
138
139     /// Used to create lifetime definitions from in-band lifetime usages.
140     /// e.g., `fn foo(x: &'x u8) -> &'x u8` to `fn foo<'x>(x: &'x u8) -> &'x u8`
141     /// When a named lifetime is encountered in a function or impl header and
142     /// has not been defined
143     /// (i.e., it doesn't appear in the in_scope_lifetimes list), it is added
144     /// to this list. The results of this list are then added to the list of
145     /// lifetime definitions in the corresponding impl or function generics.
146     lifetimes_to_define: Vec<(Span, ParamName)>,
147
148     /// `true` if in-band lifetimes are being collected. This is used to
149     /// indicate whether or not we're in a place where new lifetimes will result
150     /// in in-band lifetime definitions, such a function or an impl header,
151     /// including implicit lifetimes from `impl_header_lifetime_elision`.
152     is_collecting_in_band_lifetimes: bool,
153
154     /// Currently in-scope lifetimes defined in impl headers, fn headers, or HRTB.
155     /// When `is_collectin_in_band_lifetimes` is true, each lifetime is checked
156     /// against this list to see if it is already in-scope, or if a definition
157     /// needs to be created for it.
158     ///
159     /// We always store a `modern()` version of the param-name in this
160     /// vector.
161     in_scope_lifetimes: Vec<ParamName>,
162
163     current_module: hir::HirId,
164
165     type_def_lifetime_params: DefIdMap<usize>,
166
167     current_hir_id_owner: Vec<(DefIndex, u32)>,
168     item_local_id_counters: NodeMap<u32>,
169     node_id_to_hir_id: IndexVec<NodeId, hir::HirId>,
170
171     allow_try_trait: Option<Lrc<[Symbol]>>,
172     allow_gen_future: Option<Lrc<[Symbol]>>,
173 }
174
175 pub trait Resolver {
176     fn cstore(&self) -> &dyn CrateStore;
177
178     /// Obtains resolution for a `NodeId` with a single resolution.
179     fn get_partial_res(&mut self, id: NodeId) -> Option<PartialRes>;
180
181     /// Obtains per-namespace resolutions for `use` statement with the given `NodeId`.
182     fn get_import_res(&mut self, id: NodeId) -> PerNS<Option<Res<NodeId>>>;
183
184     /// Obtains resolution for a label with the given `NodeId`.
185     fn get_label_res(&mut self, id: NodeId) -> Option<NodeId>;
186
187     /// We must keep the set of definitions up to date as we add nodes that weren't in the AST.
188     /// This should only return `None` during testing.
189     fn definitions(&mut self) -> &mut Definitions;
190
191     /// Given suffix `["b", "c", "d"]`, creates an AST path for `[::crate_root]::b::c::d` and
192     /// resolves it based on `is_value`.
193     fn resolve_str_path(
194         &mut self,
195         span: Span,
196         crate_root: Option<Symbol>,
197         components: &[Symbol],
198         ns: Namespace,
199     ) -> (ast::Path, Res<NodeId>);
200
201     fn lint_buffer(&mut self) -> &mut lint::LintBuffer;
202
203     fn next_node_id(&mut self) -> NodeId;
204 }
205
206 type NtToTokenstream = fn(&Nonterminal, &ParseSess, Span) -> TokenStream;
207
208 /// Context of `impl Trait` in code, which determines whether it is allowed in an HIR subtree,
209 /// and if so, what meaning it has.
210 #[derive(Debug)]
211 enum ImplTraitContext<'b, 'a> {
212     /// Treat `impl Trait` as shorthand for a new universal generic parameter.
213     /// Example: `fn foo(x: impl Debug)`, where `impl Debug` is conceptually
214     /// equivalent to a fresh universal parameter like `fn foo<T: Debug>(x: T)`.
215     ///
216     /// Newly generated parameters should be inserted into the given `Vec`.
217     Universal(&'b mut Vec<hir::GenericParam<'a>>),
218
219     /// Treat `impl Trait` as shorthand for a new opaque type.
220     /// Example: `fn foo() -> impl Debug`, where `impl Debug` is conceptually
221     /// equivalent to a new opaque type like `type T = impl Debug; fn foo() -> T`.
222     ///
223     /// We optionally store a `DefId` for the parent item here so we can look up necessary
224     /// information later. It is `None` when no information about the context should be stored
225     /// (e.g., for consts and statics).
226     OpaqueTy(Option<DefId> /* fn def-ID */),
227
228     /// `impl Trait` is not accepted in this position.
229     Disallowed(ImplTraitPosition),
230 }
231
232 /// Position in which `impl Trait` is disallowed.
233 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq, Eq)]
234 enum ImplTraitPosition {
235     /// Disallowed in `let` / `const` / `static` bindings.
236     Binding,
237
238     /// All other posiitons.
239     Other,
240 }
241
242 impl<'a> ImplTraitContext<'_, 'a> {
243     #[inline]
244     fn disallowed() -> Self {
245         ImplTraitContext::Disallowed(ImplTraitPosition::Other)
246     }
247
248     fn reborrow<'this>(&'this mut self) -> ImplTraitContext<'this, 'a> {
249         use self::ImplTraitContext::*;
250         match self {
251             Universal(params) => Universal(params),
252             OpaqueTy(fn_def_id) => OpaqueTy(*fn_def_id),
253             Disallowed(pos) => Disallowed(*pos),
254         }
255     }
256 }
257
258 pub fn lower_crate<'a, 'hir>(
259     sess: &'a Session,
260     dep_graph: &'a DepGraph,
261     krate: &'a Crate,
262     resolver: &'a mut dyn Resolver,
263     nt_to_tokenstream: NtToTokenstream,
264     arena: &'hir Arena<'hir>,
265 ) -> hir::Crate<'hir> {
266     // We're constructing the HIR here; we don't care what we will
267     // read, since we haven't even constructed the *input* to
268     // incr. comp. yet.
269     dep_graph.assert_ignored();
270
271     let _prof_timer = sess.prof.generic_activity("hir_lowering");
272
273     LoweringContext {
274         crate_root: sess.parse_sess.injected_crate_name.try_get().copied(),
275         sess,
276         resolver,
277         nt_to_tokenstream,
278         arena,
279         items: BTreeMap::new(),
280         trait_items: BTreeMap::new(),
281         impl_items: BTreeMap::new(),
282         bodies: BTreeMap::new(),
283         trait_impls: BTreeMap::new(),
284         modules: BTreeMap::new(),
285         exported_macros: Vec::new(),
286         non_exported_macro_attrs: Vec::new(),
287         catch_scopes: Vec::new(),
288         loop_scopes: Vec::new(),
289         is_in_loop_condition: false,
290         is_in_trait_impl: false,
291         is_in_dyn_type: false,
292         anonymous_lifetime_mode: AnonymousLifetimeMode::PassThrough,
293         type_def_lifetime_params: Default::default(),
294         current_module: hir::CRATE_HIR_ID,
295         current_hir_id_owner: vec![(CRATE_DEF_INDEX, 0)],
296         item_local_id_counters: Default::default(),
297         node_id_to_hir_id: IndexVec::new(),
298         generator_kind: None,
299         current_item: None,
300         lifetimes_to_define: Vec::new(),
301         is_collecting_in_band_lifetimes: false,
302         in_scope_lifetimes: Vec::new(),
303         allow_try_trait: Some([sym::try_trait][..].into()),
304         allow_gen_future: Some([sym::gen_future][..].into()),
305     }
306     .lower_crate(krate)
307 }
308
309 #[derive(Copy, Clone, PartialEq)]
310 enum ParamMode {
311     /// Any path in a type context.
312     Explicit,
313     /// Path in a type definition, where the anonymous lifetime `'_` is not allowed.
314     ExplicitNamed,
315     /// The `module::Type` in `module::Type::method` in an expression.
316     Optional,
317 }
318
319 enum ParenthesizedGenericArgs {
320     Ok,
321     Err,
322 }
323
324 /// What to do when we encounter an **anonymous** lifetime
325 /// reference. Anonymous lifetime references come in two flavors. You
326 /// have implicit, or fully elided, references to lifetimes, like the
327 /// one in `&T` or `Ref<T>`, and you have `'_` lifetimes, like `&'_ T`
328 /// or `Ref<'_, T>`. These often behave the same, but not always:
329 ///
330 /// - certain usages of implicit references are deprecated, like
331 ///   `Ref<T>`, and we sometimes just give hard errors in those cases
332 ///   as well.
333 /// - for object bounds there is a difference: `Box<dyn Foo>` is not
334 ///   the same as `Box<dyn Foo + '_>`.
335 ///
336 /// We describe the effects of the various modes in terms of three cases:
337 ///
338 /// - **Modern** -- includes all uses of `'_`, but also the lifetime arg
339 ///   of a `&` (e.g., the missing lifetime in something like `&T`)
340 /// - **Dyn Bound** -- if you have something like `Box<dyn Foo>`,
341 ///   there is an elided lifetime bound (`Box<dyn Foo + 'X>`). These
342 ///   elided bounds follow special rules. Note that this only covers
343 ///   cases where *nothing* is written; the `'_` in `Box<dyn Foo +
344 ///   '_>` is a case of "modern" elision.
345 /// - **Deprecated** -- this coverse cases like `Ref<T>`, where the lifetime
346 ///   parameter to ref is completely elided. `Ref<'_, T>` would be the modern,
347 ///   non-deprecated equivalent.
348 ///
349 /// Currently, the handling of lifetime elision is somewhat spread out
350 /// between HIR lowering and -- as described below -- the
351 /// `resolve_lifetime` module. Often we "fallthrough" to that code by generating
352 /// an "elided" or "underscore" lifetime name. In the future, we probably want to move
353 /// everything into HIR lowering.
354 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
355 enum AnonymousLifetimeMode {
356     /// For **Modern** cases, create a new anonymous region parameter
357     /// and reference that.
358     ///
359     /// For **Dyn Bound** cases, pass responsibility to
360     /// `resolve_lifetime` code.
361     ///
362     /// For **Deprecated** cases, report an error.
363     CreateParameter,
364
365     /// Give a hard error when either `&` or `'_` is written. Used to
366     /// rule out things like `where T: Foo<'_>`. Does not imply an
367     /// error on default object bounds (e.g., `Box<dyn Foo>`).
368     ReportError,
369
370     /// Pass responsibility to `resolve_lifetime` code for all cases.
371     PassThrough,
372 }
373
374 struct ImplTraitTypeIdVisitor<'a> {
375     ids: &'a mut SmallVec<[NodeId; 1]>,
376 }
377
378 impl Visitor<'_> for ImplTraitTypeIdVisitor<'_> {
379     fn visit_ty(&mut self, ty: &Ty) {
380         match ty.kind {
381             TyKind::Typeof(_) | TyKind::BareFn(_) => return,
382
383             TyKind::ImplTrait(id, _) => self.ids.push(id),
384             _ => {}
385         }
386         visit::walk_ty(self, ty);
387     }
388
389     fn visit_path_segment(&mut self, path_span: Span, path_segment: &PathSegment) {
390         if let Some(ref p) = path_segment.args {
391             if let GenericArgs::Parenthesized(_) = **p {
392                 return;
393             }
394         }
395         visit::walk_path_segment(self, path_span, path_segment)
396     }
397 }
398
399 impl<'a, 'hir> LoweringContext<'a, 'hir> {
400     fn lower_crate(mut self, c: &Crate) -> hir::Crate<'hir> {
401         /// Full-crate AST visitor that inserts into a fresh
402         /// `LoweringContext` any information that may be
403         /// needed from arbitrary locations in the crate,
404         /// e.g., the number of lifetime generic parameters
405         /// declared for every type and trait definition.
406         struct MiscCollector<'tcx, 'lowering, 'hir> {
407             lctx: &'tcx mut LoweringContext<'lowering, 'hir>,
408             hir_id_owner: Option<NodeId>,
409         }
410
411         impl MiscCollector<'_, '_, '_> {
412             fn allocate_use_tree_hir_id_counters(&mut self, tree: &UseTree, owner: DefIndex) {
413                 match tree.kind {
414                     UseTreeKind::Simple(_, id1, id2) => {
415                         for &id in &[id1, id2] {
416                             self.lctx.resolver.definitions().create_def_with_parent(
417                                 owner,
418                                 id,
419                                 DefPathData::Misc,
420                                 ExpnId::root(),
421                                 tree.prefix.span,
422                             );
423                             self.lctx.allocate_hir_id_counter(id);
424                         }
425                     }
426                     UseTreeKind::Glob => (),
427                     UseTreeKind::Nested(ref trees) => {
428                         for &(ref use_tree, id) in trees {
429                             let hir_id = self.lctx.allocate_hir_id_counter(id);
430                             self.allocate_use_tree_hir_id_counters(use_tree, hir_id.owner);
431                         }
432                     }
433                 }
434             }
435
436             fn with_hir_id_owner<T>(
437                 &mut self,
438                 owner: Option<NodeId>,
439                 f: impl FnOnce(&mut Self) -> T,
440             ) -> T {
441                 let old = mem::replace(&mut self.hir_id_owner, owner);
442                 let r = f(self);
443                 self.hir_id_owner = old;
444                 r
445             }
446         }
447
448         impl<'tcx> Visitor<'tcx> for MiscCollector<'tcx, '_, '_> {
449             fn visit_pat(&mut self, p: &'tcx Pat) {
450                 if let PatKind::Paren(..) | PatKind::Rest = p.kind {
451                     // Doesn't generate a HIR node
452                 } else if let Some(owner) = self.hir_id_owner {
453                     self.lctx.lower_node_id_with_owner(p.id, owner);
454                 }
455
456                 visit::walk_pat(self, p)
457             }
458
459             fn visit_item(&mut self, item: &'tcx Item) {
460                 let hir_id = self.lctx.allocate_hir_id_counter(item.id);
461
462                 match item.kind {
463                     ItemKind::Struct(_, ref generics)
464                     | ItemKind::Union(_, ref generics)
465                     | ItemKind::Enum(_, ref generics)
466                     | ItemKind::TyAlias(_, ref generics)
467                     | ItemKind::Trait(_, _, ref generics, ..) => {
468                         let def_id = self.lctx.resolver.definitions().local_def_id(item.id);
469                         let count = generics
470                             .params
471                             .iter()
472                             .filter(|param| match param.kind {
473                                 ast::GenericParamKind::Lifetime { .. } => true,
474                                 _ => false,
475                             })
476                             .count();
477                         self.lctx.type_def_lifetime_params.insert(def_id, count);
478                     }
479                     ItemKind::Use(ref use_tree) => {
480                         self.allocate_use_tree_hir_id_counters(use_tree, hir_id.owner);
481                     }
482                     _ => {}
483                 }
484
485                 self.with_hir_id_owner(Some(item.id), |this| {
486                     visit::walk_item(this, item);
487                 });
488             }
489
490             fn visit_trait_item(&mut self, item: &'tcx AssocItem) {
491                 self.lctx.allocate_hir_id_counter(item.id);
492
493                 match item.kind {
494                     AssocItemKind::Fn(_, None) => {
495                         // Ignore patterns in trait methods without bodies
496                         self.with_hir_id_owner(None, |this| visit::walk_trait_item(this, item));
497                     }
498                     _ => self.with_hir_id_owner(Some(item.id), |this| {
499                         visit::walk_trait_item(this, item);
500                     }),
501                 }
502             }
503
504             fn visit_impl_item(&mut self, item: &'tcx AssocItem) {
505                 self.lctx.allocate_hir_id_counter(item.id);
506                 self.with_hir_id_owner(Some(item.id), |this| {
507                     visit::walk_impl_item(this, item);
508                 });
509             }
510
511             fn visit_foreign_item(&mut self, i: &'tcx ForeignItem) {
512                 // Ignore patterns in foreign items
513                 self.with_hir_id_owner(None, |this| visit::walk_foreign_item(this, i));
514             }
515
516             fn visit_ty(&mut self, t: &'tcx Ty) {
517                 match t.kind {
518                     // Mirrors the case in visit::walk_ty
519                     TyKind::BareFn(ref f) => {
520                         walk_list!(self, visit_generic_param, &f.generic_params);
521                         // Mirrors visit::walk_fn_decl
522                         for parameter in &f.decl.inputs {
523                             // We don't lower the ids of argument patterns
524                             self.with_hir_id_owner(None, |this| {
525                                 this.visit_pat(&parameter.pat);
526                             });
527                             self.visit_ty(&parameter.ty)
528                         }
529                         self.visit_fn_ret_ty(&f.decl.output)
530                     }
531                     _ => visit::walk_ty(self, t),
532                 }
533             }
534         }
535
536         self.lower_node_id(CRATE_NODE_ID);
537         debug_assert!(self.node_id_to_hir_id[CRATE_NODE_ID] == hir::CRATE_HIR_ID);
538
539         visit::walk_crate(&mut MiscCollector { lctx: &mut self, hir_id_owner: None }, c);
540         visit::walk_crate(&mut item::ItemLowerer { lctx: &mut self }, c);
541
542         let module = self.lower_mod(&c.module);
543         let attrs = self.lower_attrs(&c.attrs);
544         let body_ids = body_ids(&self.bodies);
545
546         self.resolver.definitions().init_node_id_to_hir_id_mapping(self.node_id_to_hir_id);
547
548         hir::Crate {
549             module,
550             attrs,
551             span: c.span,
552             exported_macros: self.arena.alloc_from_iter(self.exported_macros),
553             non_exported_macro_attrs: self.arena.alloc_from_iter(self.non_exported_macro_attrs),
554             items: self.items,
555             trait_items: self.trait_items,
556             impl_items: self.impl_items,
557             bodies: self.bodies,
558             body_ids,
559             trait_impls: self.trait_impls,
560             modules: self.modules,
561         }
562     }
563
564     fn insert_item(&mut self, item: hir::Item<'hir>) {
565         let id = item.hir_id;
566         // FIXME: Use `debug_asset-rt`.
567         assert_eq!(id.local_id, hir::ItemLocalId::from_u32(0));
568         self.items.insert(id, item);
569         self.modules.get_mut(&self.current_module).unwrap().items.insert(id);
570     }
571
572     fn allocate_hir_id_counter(&mut self, owner: NodeId) -> hir::HirId {
573         // Set up the counter if needed.
574         self.item_local_id_counters.entry(owner).or_insert(0);
575         // Always allocate the first `HirId` for the owner itself.
576         let lowered = self.lower_node_id_with_owner(owner, owner);
577         debug_assert_eq!(lowered.local_id.as_u32(), 0);
578         lowered
579     }
580
581     fn lower_node_id_generic(
582         &mut self,
583         ast_node_id: NodeId,
584         alloc_hir_id: impl FnOnce(&mut Self) -> hir::HirId,
585     ) -> hir::HirId {
586         if ast_node_id == DUMMY_NODE_ID {
587             return hir::DUMMY_HIR_ID;
588         }
589
590         let min_size = ast_node_id.as_usize() + 1;
591
592         if min_size > self.node_id_to_hir_id.len() {
593             self.node_id_to_hir_id.resize(min_size, hir::DUMMY_HIR_ID);
594         }
595
596         let existing_hir_id = self.node_id_to_hir_id[ast_node_id];
597
598         if existing_hir_id == hir::DUMMY_HIR_ID {
599             // Generate a new `HirId`.
600             let hir_id = alloc_hir_id(self);
601             self.node_id_to_hir_id[ast_node_id] = hir_id;
602
603             hir_id
604         } else {
605             existing_hir_id
606         }
607     }
608
609     fn with_hir_id_owner<T>(&mut self, owner: NodeId, f: impl FnOnce(&mut Self) -> T) -> T {
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) -> &rustc_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>(
739         &mut self,
740         parent_id: DefId,
741         anonymous_lifetime_mode: AnonymousLifetimeMode,
742         f: impl FnOnce(&mut Self) -> (Vec<hir::GenericParam<'hir>>, T),
743     ) -> (Vec<hir::GenericParam<'hir>>, T) {
744         assert!(!self.is_collecting_in_band_lifetimes);
745         assert!(self.lifetimes_to_define.is_empty());
746         let old_anonymous_lifetime_mode = self.anonymous_lifetime_mode;
747
748         self.anonymous_lifetime_mode = anonymous_lifetime_mode;
749         self.is_collecting_in_band_lifetimes = true;
750
751         let (in_band_ty_params, res) = f(self);
752
753         self.is_collecting_in_band_lifetimes = false;
754         self.anonymous_lifetime_mode = old_anonymous_lifetime_mode;
755
756         let lifetimes_to_define = self.lifetimes_to_define.split_off(0);
757
758         let params = lifetimes_to_define
759             .into_iter()
760             .map(|(span, hir_name)| self.lifetime_to_generic_param(span, hir_name, parent_id.index))
761             .chain(in_band_ty_params.into_iter())
762             .collect();
763
764         (params, res)
765     }
766
767     /// Converts a lifetime into a new generic parameter.
768     fn lifetime_to_generic_param(
769         &mut self,
770         span: Span,
771         hir_name: ParamName,
772         parent_index: DefIndex,
773     ) -> hir::GenericParam<'hir> {
774         let node_id = self.resolver.next_node_id();
775
776         // Get the name we'll use to make the def-path. Note
777         // that collisions are ok here and this shouldn't
778         // really show up for end-user.
779         let (str_name, kind) = match hir_name {
780             ParamName::Plain(ident) => (ident.name, hir::LifetimeParamKind::InBand),
781             ParamName::Fresh(_) => (kw::UnderscoreLifetime, hir::LifetimeParamKind::Elided),
782             ParamName::Error => (kw::UnderscoreLifetime, hir::LifetimeParamKind::Error),
783         };
784
785         // Add a definition for the in-band lifetime def.
786         self.resolver.definitions().create_def_with_parent(
787             parent_index,
788             node_id,
789             DefPathData::LifetimeNs(str_name),
790             ExpnId::root(),
791             span,
792         );
793
794         hir::GenericParam {
795             hir_id: self.lower_node_id(node_id),
796             name: hir_name,
797             attrs: &[],
798             bounds: &[],
799             span,
800             pure_wrt_drop: false,
801             kind: hir::GenericParamKind::Lifetime { kind },
802         }
803     }
804
805     /// When there is a reference to some lifetime `'a`, and in-band
806     /// lifetimes are enabled, then we want to push that lifetime into
807     /// the vector of names to define later. In that case, it will get
808     /// added to the appropriate generics.
809     fn maybe_collect_in_band_lifetime(&mut self, ident: Ident) {
810         if !self.is_collecting_in_band_lifetimes {
811             return;
812         }
813
814         if !self.sess.features_untracked().in_band_lifetimes {
815             return;
816         }
817
818         if self.in_scope_lifetimes.contains(&ParamName::Plain(ident.modern())) {
819             return;
820         }
821
822         let hir_name = ParamName::Plain(ident);
823
824         if self.lifetimes_to_define.iter().any(|(_, lt_name)| lt_name.modern() == hir_name.modern())
825         {
826             return;
827         }
828
829         self.lifetimes_to_define.push((ident.span, hir_name));
830     }
831
832     /// When we have either an elided or `'_` lifetime in an impl
833     /// header, we convert it to an in-band lifetime.
834     fn collect_fresh_in_band_lifetime(&mut self, span: Span) -> ParamName {
835         assert!(self.is_collecting_in_band_lifetimes);
836         let index = self.lifetimes_to_define.len() + self.in_scope_lifetimes.len();
837         let hir_name = ParamName::Fresh(index);
838         self.lifetimes_to_define.push((span, hir_name));
839         hir_name
840     }
841
842     // Evaluates `f` with the lifetimes in `params` in-scope.
843     // This is used to track which lifetimes have already been defined, and
844     // which are new in-band lifetimes that need to have a definition created
845     // for them.
846     fn with_in_scope_lifetime_defs<T>(
847         &mut self,
848         params: &[GenericParam],
849         f: impl FnOnce(&mut Self) -> T,
850     ) -> T {
851         let old_len = self.in_scope_lifetimes.len();
852         let lt_def_names = params.iter().filter_map(|param| match param.kind {
853             GenericParamKind::Lifetime { .. } => Some(ParamName::Plain(param.ident.modern())),
854             _ => None,
855         });
856         self.in_scope_lifetimes.extend(lt_def_names);
857
858         let res = f(self);
859
860         self.in_scope_lifetimes.truncate(old_len);
861         res
862     }
863
864     /// Appends in-band lifetime defs and argument-position `impl
865     /// Trait` defs to the existing set of generics.
866     ///
867     /// Presuming that in-band lifetimes are enabled, then
868     /// `self.anonymous_lifetime_mode` will be updated to match the
869     /// parameter while `f` is running (and restored afterwards).
870     fn add_in_band_defs<T>(
871         &mut self,
872         generics: &Generics,
873         parent_id: DefId,
874         anonymous_lifetime_mode: AnonymousLifetimeMode,
875         f: impl FnOnce(&mut Self, &mut Vec<hir::GenericParam<'hir>>) -> T,
876     ) -> (hir::Generics<'hir>, T) {
877         let (in_band_defs, (mut lowered_generics, res)) =
878             self.with_in_scope_lifetime_defs(&generics.params, |this| {
879                 this.collect_in_band_defs(parent_id, anonymous_lifetime_mode, |this| {
880                     let mut params = Vec::new();
881                     // Note: it is necessary to lower generics *before* calling `f`.
882                     // When lowering `async fn`, there's a final step when lowering
883                     // the return type that assumes that all in-scope lifetimes have
884                     // already been added to either `in_scope_lifetimes` or
885                     // `lifetimes_to_define`. If we swapped the order of these two,
886                     // in-band-lifetimes introduced by generics or where-clauses
887                     // wouldn't have been added yet.
888                     let generics =
889                         this.lower_generics_mut(generics, ImplTraitContext::Universal(&mut params));
890                     let res = f(this, &mut params);
891                     (params, (generics, res))
892                 })
893             });
894
895         let mut lowered_params: Vec<_> =
896             lowered_generics.params.into_iter().chain(in_band_defs).collect();
897
898         // FIXME(const_generics): the compiler doesn't always cope with
899         // unsorted generic parameters at the moment, so we make sure
900         // that they're ordered correctly here for now. (When we chain
901         // the `in_band_defs`, we might make the order unsorted.)
902         lowered_params.sort_by_key(|param| match param.kind {
903             hir::GenericParamKind::Lifetime { .. } => ParamKindOrd::Lifetime,
904             hir::GenericParamKind::Type { .. } => ParamKindOrd::Type,
905             hir::GenericParamKind::Const { .. } => ParamKindOrd::Const,
906         });
907
908         lowered_generics.params = lowered_params.into();
909
910         let lowered_generics = lowered_generics.into_generics(self.arena);
911         (lowered_generics, res)
912     }
913
914     fn with_dyn_type_scope<T>(&mut self, in_scope: bool, f: impl FnOnce(&mut Self) -> T) -> T {
915         let was_in_dyn_type = self.is_in_dyn_type;
916         self.is_in_dyn_type = in_scope;
917
918         let result = f(self);
919
920         self.is_in_dyn_type = was_in_dyn_type;
921
922         result
923     }
924
925     fn with_new_scopes<T>(&mut self, f: impl FnOnce(&mut Self) -> T) -> T {
926         let was_in_loop_condition = self.is_in_loop_condition;
927         self.is_in_loop_condition = false;
928
929         let catch_scopes = mem::take(&mut self.catch_scopes);
930         let loop_scopes = mem::take(&mut self.loop_scopes);
931         let ret = f(self);
932         self.catch_scopes = catch_scopes;
933         self.loop_scopes = loop_scopes;
934
935         self.is_in_loop_condition = was_in_loop_condition;
936
937         ret
938     }
939
940     fn def_key(&mut self, id: DefId) -> DefKey {
941         if id.is_local() {
942             self.resolver.definitions().def_key(id.index)
943         } else {
944             self.resolver.cstore().def_key(id)
945         }
946     }
947
948     fn lower_attrs(&mut self, attrs: &[Attribute]) -> &'hir [Attribute] {
949         self.arena.alloc_from_iter(attrs.iter().map(|a| self.lower_attr(a)))
950     }
951
952     fn lower_attr(&mut self, attr: &Attribute) -> Attribute {
953         // Note that we explicitly do not walk the path. Since we don't really
954         // lower attributes (we use the AST version) there is nowhere to keep
955         // the `HirId`s. We don't actually need HIR version of attributes anyway.
956         let kind = match attr.kind {
957             AttrKind::Normal(ref item) => AttrKind::Normal(AttrItem {
958                 path: item.path.clone(),
959                 args: self.lower_mac_args(&item.args),
960             }),
961             AttrKind::DocComment(comment) => AttrKind::DocComment(comment),
962         };
963
964         Attribute { kind, id: attr.id, style: attr.style, span: attr.span }
965     }
966
967     fn lower_mac_args(&mut self, args: &MacArgs) -> MacArgs {
968         match *args {
969             MacArgs::Empty => MacArgs::Empty,
970             MacArgs::Delimited(dspan, delim, ref tokens) => {
971                 MacArgs::Delimited(dspan, delim, self.lower_token_stream(tokens.clone()))
972             }
973             MacArgs::Eq(eq_span, ref tokens) => {
974                 MacArgs::Eq(eq_span, self.lower_token_stream(tokens.clone()))
975             }
976         }
977     }
978
979     fn lower_token_stream(&mut self, tokens: TokenStream) -> TokenStream {
980         tokens.into_trees().flat_map(|tree| self.lower_token_tree(tree).into_trees()).collect()
981     }
982
983     fn lower_token_tree(&mut self, tree: TokenTree) -> TokenStream {
984         match tree {
985             TokenTree::Token(token) => self.lower_token(token),
986             TokenTree::Delimited(span, delim, tts) => {
987                 TokenTree::Delimited(span, delim, self.lower_token_stream(tts)).into()
988             }
989         }
990     }
991
992     fn lower_token(&mut self, token: Token) -> TokenStream {
993         match token.kind {
994             token::Interpolated(nt) => {
995                 let tts = (self.nt_to_tokenstream)(&nt, &self.sess.parse_sess, token.span);
996                 self.lower_token_stream(tts)
997             }
998             _ => TokenTree::Token(token).into(),
999         }
1000     }
1001
1002     /// Given an associated type constraint like one of these:
1003     ///
1004     /// ```
1005     /// T: Iterator<Item: Debug>
1006     ///             ^^^^^^^^^^^
1007     /// T: Iterator<Item = Debug>
1008     ///             ^^^^^^^^^^^^
1009     /// ```
1010     ///
1011     /// returns a `hir::TypeBinding` representing `Item`.
1012     fn lower_assoc_ty_constraint(
1013         &mut self,
1014         constraint: &AssocTyConstraint,
1015         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1016     ) -> hir::TypeBinding<'hir> {
1017         debug!("lower_assoc_ty_constraint(constraint={:?}, itctx={:?})", constraint, itctx);
1018
1019         let kind = match constraint.kind {
1020             AssocTyConstraintKind::Equality { ref ty } => {
1021                 hir::TypeBindingKind::Equality { ty: self.lower_ty(ty, itctx) }
1022             }
1023             AssocTyConstraintKind::Bound { ref bounds } => {
1024                 // Piggy-back on the `impl Trait` context to figure out the correct behavior.
1025                 let (desugar_to_impl_trait, itctx) = match itctx {
1026                     // We are in the return position:
1027                     //
1028                     //     fn foo() -> impl Iterator<Item: Debug>
1029                     //
1030                     // so desugar to
1031                     //
1032                     //     fn foo() -> impl Iterator<Item = impl Debug>
1033                     ImplTraitContext::OpaqueTy(_) => (true, itctx),
1034
1035                     // We are in the argument position, but within a dyn type:
1036                     //
1037                     //     fn foo(x: dyn Iterator<Item: Debug>)
1038                     //
1039                     // so desugar to
1040                     //
1041                     //     fn foo(x: dyn Iterator<Item = impl Debug>)
1042                     ImplTraitContext::Universal(_) if self.is_in_dyn_type => (true, itctx),
1043
1044                     // In `type Foo = dyn Iterator<Item: Debug>` we desugar to
1045                     // `type Foo = dyn Iterator<Item = impl Debug>` but we have to override the
1046                     // "impl trait context" to permit `impl Debug` in this position (it desugars
1047                     // then to an opaque type).
1048                     //
1049                     // FIXME: this is only needed until `impl Trait` is allowed in type aliases.
1050                     ImplTraitContext::Disallowed(_) if self.is_in_dyn_type => {
1051                         (true, ImplTraitContext::OpaqueTy(None))
1052                     }
1053
1054                     // We are in the parameter position, but not within a dyn type:
1055                     //
1056                     //     fn foo(x: impl Iterator<Item: Debug>)
1057                     //
1058                     // so we leave it as is and this gets expanded in astconv to a bound like
1059                     // `<T as Iterator>::Item: Debug` where `T` is the type parameter for the
1060                     // `impl Iterator`.
1061                     _ => (false, itctx),
1062                 };
1063
1064                 if desugar_to_impl_trait {
1065                     // Desugar `AssocTy: Bounds` into `AssocTy = impl Bounds`. We do this by
1066                     // constructing the HIR for `impl bounds...` and then lowering that.
1067
1068                     let impl_trait_node_id = self.resolver.next_node_id();
1069                     let parent_def_index = self.current_hir_id_owner.last().unwrap().0;
1070                     self.resolver.definitions().create_def_with_parent(
1071                         parent_def_index,
1072                         impl_trait_node_id,
1073                         DefPathData::ImplTrait,
1074                         ExpnId::root(),
1075                         constraint.span,
1076                     );
1077
1078                     self.with_dyn_type_scope(false, |this| {
1079                         let node_id = this.resolver.next_node_id();
1080                         let ty = this.lower_ty(
1081                             &Ty {
1082                                 id: node_id,
1083                                 kind: TyKind::ImplTrait(impl_trait_node_id, bounds.clone()),
1084                                 span: constraint.span,
1085                             },
1086                             itctx,
1087                         );
1088
1089                         hir::TypeBindingKind::Equality { ty }
1090                     })
1091                 } else {
1092                     // Desugar `AssocTy: Bounds` into a type binding where the
1093                     // later desugars into a trait predicate.
1094                     let bounds = self.lower_param_bounds(bounds, itctx);
1095
1096                     hir::TypeBindingKind::Constraint { bounds }
1097                 }
1098             }
1099         };
1100
1101         hir::TypeBinding {
1102             hir_id: self.lower_node_id(constraint.id),
1103             ident: constraint.ident,
1104             kind,
1105             span: constraint.span,
1106         }
1107     }
1108
1109     fn lower_generic_arg(
1110         &mut self,
1111         arg: &ast::GenericArg,
1112         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1113     ) -> hir::GenericArg<'hir> {
1114         match arg {
1115             ast::GenericArg::Lifetime(lt) => GenericArg::Lifetime(self.lower_lifetime(&lt)),
1116             ast::GenericArg::Type(ty) => {
1117                 // We parse const arguments as path types as we cannot distiguish them durring
1118                 // parsing. We try to resolve that ambiguity by attempting resolution in both the
1119                 // type and value namespaces. If we resolved the path in the value namespace, we
1120                 // transform it into a generic const argument.
1121                 if let TyKind::Path(ref qself, ref path) = ty.kind {
1122                     if let Some(partial_res) = self.resolver.get_partial_res(ty.id) {
1123                         let res = partial_res.base_res();
1124                         if !res.matches_ns(Namespace::TypeNS) {
1125                             debug!(
1126                                 "lower_generic_arg: Lowering type argument as const argument: {:?}",
1127                                 ty,
1128                             );
1129
1130                             // Construct a AnonConst where the expr is the "ty"'s path.
1131
1132                             let parent_def_index = self.current_hir_id_owner.last().unwrap().0;
1133                             let node_id = self.resolver.next_node_id();
1134
1135                             // Add a definition for the in-band const def.
1136                             self.resolver.definitions().create_def_with_parent(
1137                                 parent_def_index,
1138                                 node_id,
1139                                 DefPathData::AnonConst,
1140                                 ExpnId::root(),
1141                                 ty.span,
1142                             );
1143
1144                             let path_expr = Expr {
1145                                 id: ty.id,
1146                                 kind: ExprKind::Path(qself.clone(), path.clone()),
1147                                 span: ty.span,
1148                                 attrs: AttrVec::new(),
1149                             };
1150
1151                             let ct = self.with_new_scopes(|this| hir::AnonConst {
1152                                 hir_id: this.lower_node_id(node_id),
1153                                 body: this.lower_const_body(path_expr.span, Some(&path_expr)),
1154                             });
1155                             return GenericArg::Const(ConstArg { value: ct, span: ty.span });
1156                         }
1157                     }
1158                 }
1159                 GenericArg::Type(self.lower_ty_direct(&ty, itctx))
1160             }
1161             ast::GenericArg::Const(ct) => GenericArg::Const(ConstArg {
1162                 value: self.lower_anon_const(&ct),
1163                 span: ct.value.span,
1164             }),
1165         }
1166     }
1167
1168     fn lower_ty(&mut self, t: &Ty, itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>) -> &'hir hir::Ty<'hir> {
1169         self.arena.alloc(self.lower_ty_direct(t, itctx))
1170     }
1171
1172     fn lower_path_ty(
1173         &mut self,
1174         t: &Ty,
1175         qself: &Option<QSelf>,
1176         path: &Path,
1177         param_mode: ParamMode,
1178         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1179     ) -> hir::Ty<'hir> {
1180         let id = self.lower_node_id(t.id);
1181         let qpath = self.lower_qpath(t.id, qself, path, param_mode, itctx);
1182         let ty = self.ty_path(id, t.span, qpath);
1183         if let hir::TyKind::TraitObject(..) = ty.kind {
1184             self.maybe_lint_bare_trait(t.span, t.id, qself.is_none() && path.is_global());
1185         }
1186         ty
1187     }
1188
1189     fn ty(&mut self, span: Span, kind: hir::TyKind<'hir>) -> hir::Ty<'hir> {
1190         hir::Ty { hir_id: self.next_id(), kind, span }
1191     }
1192
1193     fn ty_tup(&mut self, span: Span, tys: &'hir [hir::Ty<'hir>]) -> hir::Ty<'hir> {
1194         self.ty(span, hir::TyKind::Tup(tys))
1195     }
1196
1197     fn lower_ty_direct(&mut self, t: &Ty, mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>) -> hir::Ty<'hir> {
1198         let kind = match t.kind {
1199             TyKind::Infer => hir::TyKind::Infer,
1200             TyKind::Err => hir::TyKind::Err,
1201             TyKind::Slice(ref ty) => hir::TyKind::Slice(self.lower_ty(ty, itctx)),
1202             TyKind::Ptr(ref mt) => hir::TyKind::Ptr(self.lower_mt(mt, itctx)),
1203             TyKind::Rptr(ref region, ref mt) => {
1204                 let span = self.sess.source_map().next_point(t.span.shrink_to_lo());
1205                 let lifetime = match *region {
1206                     Some(ref lt) => self.lower_lifetime(lt),
1207                     None => self.elided_ref_lifetime(span),
1208                 };
1209                 hir::TyKind::Rptr(lifetime, self.lower_mt(mt, itctx))
1210             }
1211             TyKind::BareFn(ref f) => self.with_in_scope_lifetime_defs(&f.generic_params, |this| {
1212                 this.with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::PassThrough, |this| {
1213                     hir::TyKind::BareFn(this.arena.alloc(hir::BareFnTy {
1214                         generic_params: this.lower_generic_params(
1215                             &f.generic_params,
1216                             &NodeMap::default(),
1217                             ImplTraitContext::disallowed(),
1218                         ),
1219                         unsafety: f.unsafety,
1220                         abi: this.lower_extern(f.ext),
1221                         decl: this.lower_fn_decl(&f.decl, None, false, None),
1222                         param_names: this.lower_fn_params_to_names(&f.decl),
1223                     }))
1224                 })
1225             }),
1226             TyKind::Never => hir::TyKind::Never,
1227             TyKind::Tup(ref tys) => {
1228                 hir::TyKind::Tup(self.arena.alloc_from_iter(
1229                     tys.iter().map(|ty| self.lower_ty_direct(ty, itctx.reborrow())),
1230                 ))
1231             }
1232             TyKind::Paren(ref ty) => {
1233                 return self.lower_ty_direct(ty, itctx);
1234             }
1235             TyKind::Path(ref qself, ref path) => {
1236                 return self.lower_path_ty(t, qself, path, ParamMode::Explicit, itctx);
1237             }
1238             TyKind::ImplicitSelf => {
1239                 let res = self.expect_full_res(t.id);
1240                 let res = self.lower_res(res);
1241                 hir::TyKind::Path(hir::QPath::Resolved(
1242                     None,
1243                     self.arena.alloc(hir::Path {
1244                         res,
1245                         segments: arena_vec![self; hir::PathSegment::from_ident(
1246                             Ident::with_dummy_span(kw::SelfUpper)
1247                         )],
1248                         span: t.span,
1249                     }),
1250                 ))
1251             }
1252             TyKind::Array(ref ty, ref length) => {
1253                 hir::TyKind::Array(self.lower_ty(ty, itctx), self.lower_anon_const(length))
1254             }
1255             TyKind::Typeof(ref expr) => hir::TyKind::Typeof(self.lower_anon_const(expr)),
1256             TyKind::TraitObject(ref bounds, kind) => {
1257                 let mut lifetime_bound = None;
1258                 let (bounds, lifetime_bound) = self.with_dyn_type_scope(true, |this| {
1259                     let bounds =
1260                         this.arena.alloc_from_iter(bounds.iter().filter_map(
1261                             |bound| match *bound {
1262                                 GenericBound::Trait(ref ty, TraitBoundModifier::None) => {
1263                                     Some(this.lower_poly_trait_ref(ty, itctx.reborrow()))
1264                                 }
1265                                 GenericBound::Trait(_, TraitBoundModifier::Maybe) => None,
1266                                 GenericBound::Outlives(ref lifetime) => {
1267                                     if lifetime_bound.is_none() {
1268                                         lifetime_bound = Some(this.lower_lifetime(lifetime));
1269                                     }
1270                                     None
1271                                 }
1272                             },
1273                         ));
1274                     let lifetime_bound =
1275                         lifetime_bound.unwrap_or_else(|| this.elided_dyn_bound(t.span));
1276                     (bounds, lifetime_bound)
1277                 });
1278                 if kind != TraitObjectSyntax::Dyn {
1279                     self.maybe_lint_bare_trait(t.span, t.id, false);
1280                 }
1281                 hir::TyKind::TraitObject(bounds, lifetime_bound)
1282             }
1283             TyKind::ImplTrait(def_node_id, ref bounds) => {
1284                 let span = t.span;
1285                 match itctx {
1286                     ImplTraitContext::OpaqueTy(fn_def_id) => {
1287                         self.lower_opaque_impl_trait(span, fn_def_id, def_node_id, |this| {
1288                             this.lower_param_bounds(bounds, itctx)
1289                         })
1290                     }
1291                     ImplTraitContext::Universal(in_band_ty_params) => {
1292                         // Add a definition for the in-band `Param`.
1293                         let def_index =
1294                             self.resolver.definitions().opt_def_index(def_node_id).unwrap();
1295
1296                         let hir_bounds = self.lower_param_bounds(
1297                             bounds,
1298                             ImplTraitContext::Universal(in_band_ty_params),
1299                         );
1300                         // Set the name to `impl Bound1 + Bound2`.
1301                         let ident = Ident::from_str_and_span(&pprust::ty_to_string(t), span);
1302                         in_band_ty_params.push(hir::GenericParam {
1303                             hir_id: self.lower_node_id(def_node_id),
1304                             name: ParamName::Plain(ident),
1305                             pure_wrt_drop: false,
1306                             attrs: &[],
1307                             bounds: hir_bounds,
1308                             span,
1309                             kind: hir::GenericParamKind::Type {
1310                                 default: None,
1311                                 synthetic: Some(hir::SyntheticTyParamKind::ImplTrait),
1312                             },
1313                         });
1314
1315                         hir::TyKind::Path(hir::QPath::Resolved(
1316                             None,
1317                             self.arena.alloc(hir::Path {
1318                                 span,
1319                                 res: Res::Def(DefKind::TyParam, DefId::local(def_index)),
1320                                 segments: arena_vec![self; hir::PathSegment::from_ident(ident)],
1321                             }),
1322                         ))
1323                     }
1324                     ImplTraitContext::Disallowed(pos) => {
1325                         let allowed_in = if self.sess.features_untracked().impl_trait_in_bindings {
1326                             "bindings or function and inherent method return types"
1327                         } else {
1328                             "function and inherent method return types"
1329                         };
1330                         let mut err = struct_span_err!(
1331                             self.sess,
1332                             t.span,
1333                             E0562,
1334                             "`impl Trait` not allowed outside of {}",
1335                             allowed_in,
1336                         );
1337                         if pos == ImplTraitPosition::Binding && nightly_options::is_nightly_build()
1338                         {
1339                             err.help(
1340                                 "add `#![feature(impl_trait_in_bindings)]` to the crate \
1341                                    attributes to enable",
1342                             );
1343                         }
1344                         err.emit();
1345                         hir::TyKind::Err
1346                     }
1347                 }
1348             }
1349             TyKind::Mac(_) => bug!("`TyKind::Mac` should have been expanded by now"),
1350             TyKind::CVarArgs => {
1351                 self.sess.delay_span_bug(
1352                     t.span,
1353                     "`TyKind::CVarArgs` should have been handled elsewhere",
1354                 );
1355                 hir::TyKind::Err
1356             }
1357         };
1358
1359         hir::Ty { kind, span: t.span, hir_id: self.lower_node_id(t.id) }
1360     }
1361
1362     fn lower_opaque_impl_trait(
1363         &mut self,
1364         span: Span,
1365         fn_def_id: Option<DefId>,
1366         opaque_ty_node_id: NodeId,
1367         lower_bounds: impl FnOnce(&mut Self) -> hir::GenericBounds<'hir>,
1368     ) -> hir::TyKind<'hir> {
1369         debug!(
1370             "lower_opaque_impl_trait(fn_def_id={:?}, opaque_ty_node_id={:?}, span={:?})",
1371             fn_def_id, opaque_ty_node_id, span,
1372         );
1373
1374         // Make sure we know that some funky desugaring has been going on here.
1375         // This is a first: there is code in other places like for loop
1376         // desugaring that explicitly states that we don't want to track that.
1377         // Not tracking it makes lints in rustc and clippy very fragile, as
1378         // frequently opened issues show.
1379         let opaque_ty_span = self.mark_span_with_reason(DesugaringKind::OpaqueTy, span, None);
1380
1381         let opaque_ty_def_index =
1382             self.resolver.definitions().opt_def_index(opaque_ty_node_id).unwrap();
1383
1384         self.allocate_hir_id_counter(opaque_ty_node_id);
1385
1386         let hir_bounds = self.with_hir_id_owner(opaque_ty_node_id, lower_bounds);
1387
1388         let (lifetimes, lifetime_defs) = self.lifetimes_from_impl_trait_bounds(
1389             opaque_ty_node_id,
1390             opaque_ty_def_index,
1391             &hir_bounds,
1392         );
1393
1394         debug!("lower_opaque_impl_trait: lifetimes={:#?}", lifetimes,);
1395
1396         debug!("lower_opaque_impl_trait: lifetime_defs={:#?}", lifetime_defs,);
1397
1398         self.with_hir_id_owner(opaque_ty_node_id, move |lctx| {
1399             let opaque_ty_item = hir::OpaqueTy {
1400                 generics: hir::Generics {
1401                     params: lifetime_defs,
1402                     where_clause: hir::WhereClause { predicates: &[], span },
1403                     span,
1404                 },
1405                 bounds: hir_bounds,
1406                 impl_trait_fn: fn_def_id,
1407                 origin: hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn,
1408             };
1409
1410             trace!("lower_opaque_impl_trait: {:#?}", opaque_ty_def_index);
1411             let opaque_ty_id =
1412                 lctx.generate_opaque_type(opaque_ty_node_id, opaque_ty_item, span, opaque_ty_span);
1413
1414             // `impl Trait` now just becomes `Foo<'a, 'b, ..>`.
1415             hir::TyKind::Def(hir::ItemId { id: opaque_ty_id }, lifetimes)
1416         })
1417     }
1418
1419     /// Registers a new opaque type with the proper `NodeId`s and
1420     /// returns the lowered node-ID for the opaque type.
1421     fn generate_opaque_type(
1422         &mut self,
1423         opaque_ty_node_id: NodeId,
1424         opaque_ty_item: hir::OpaqueTy<'hir>,
1425         span: Span,
1426         opaque_ty_span: Span,
1427     ) -> hir::HirId {
1428         let opaque_ty_item_kind = hir::ItemKind::OpaqueTy(opaque_ty_item);
1429         let opaque_ty_id = self.lower_node_id(opaque_ty_node_id);
1430         // Generate an `type Foo = impl Trait;` declaration.
1431         trace!("registering opaque type with id {:#?}", opaque_ty_id);
1432         let opaque_ty_item = hir::Item {
1433             hir_id: opaque_ty_id,
1434             ident: Ident::invalid(),
1435             attrs: Default::default(),
1436             kind: opaque_ty_item_kind,
1437             vis: respan(span.shrink_to_lo(), hir::VisibilityKind::Inherited),
1438             span: opaque_ty_span,
1439         };
1440
1441         // Insert the item into the global item list. This usually happens
1442         // automatically for all AST items. But this opaque type item
1443         // does not actually exist in the AST.
1444         self.insert_item(opaque_ty_item);
1445         opaque_ty_id
1446     }
1447
1448     fn lifetimes_from_impl_trait_bounds(
1449         &mut self,
1450         opaque_ty_id: NodeId,
1451         parent_index: DefIndex,
1452         bounds: hir::GenericBounds<'hir>,
1453     ) -> (&'hir [hir::GenericArg<'hir>], &'hir [hir::GenericParam<'hir>]) {
1454         debug!(
1455             "lifetimes_from_impl_trait_bounds(opaque_ty_id={:?}, \
1456              parent_index={:?}, \
1457              bounds={:#?})",
1458             opaque_ty_id, parent_index, bounds,
1459         );
1460
1461         // This visitor walks over `impl Trait` bounds and creates defs for all lifetimes that
1462         // appear in the bounds, excluding lifetimes that are created within the bounds.
1463         // E.g., `'a`, `'b`, but not `'c` in `impl for<'c> SomeTrait<'a, 'b, 'c>`.
1464         struct ImplTraitLifetimeCollector<'r, 'a, 'hir> {
1465             context: &'r mut LoweringContext<'a, 'hir>,
1466             parent: DefIndex,
1467             opaque_ty_id: NodeId,
1468             collect_elided_lifetimes: bool,
1469             currently_bound_lifetimes: Vec<hir::LifetimeName>,
1470             already_defined_lifetimes: FxHashSet<hir::LifetimeName>,
1471             output_lifetimes: Vec<hir::GenericArg<'hir>>,
1472             output_lifetime_params: Vec<hir::GenericParam<'hir>>,
1473         }
1474
1475         impl<'r, 'a, 'v, 'hir> intravisit::Visitor<'v> for ImplTraitLifetimeCollector<'r, 'a, 'hir> {
1476             type Map = Map<'v>;
1477
1478             fn nested_visit_map(&mut self) -> intravisit::NestedVisitorMap<'_, Self::Map> {
1479                 intravisit::NestedVisitorMap::None
1480             }
1481
1482             fn visit_generic_args(&mut self, span: Span, parameters: &'v hir::GenericArgs<'v>) {
1483                 // Don't collect elided lifetimes used inside of `Fn()` syntax.
1484                 if parameters.parenthesized {
1485                     let old_collect_elided_lifetimes = self.collect_elided_lifetimes;
1486                     self.collect_elided_lifetimes = false;
1487                     intravisit::walk_generic_args(self, span, parameters);
1488                     self.collect_elided_lifetimes = old_collect_elided_lifetimes;
1489                 } else {
1490                     intravisit::walk_generic_args(self, span, parameters);
1491                 }
1492             }
1493
1494             fn visit_ty(&mut self, t: &'v hir::Ty<'v>) {
1495                 // Don't collect elided lifetimes used inside of `fn()` syntax.
1496                 if let hir::TyKind::BareFn(_) = t.kind {
1497                     let old_collect_elided_lifetimes = self.collect_elided_lifetimes;
1498                     self.collect_elided_lifetimes = false;
1499
1500                     // Record the "stack height" of `for<'a>` lifetime bindings
1501                     // to be able to later fully undo their introduction.
1502                     let old_len = self.currently_bound_lifetimes.len();
1503                     intravisit::walk_ty(self, t);
1504                     self.currently_bound_lifetimes.truncate(old_len);
1505
1506                     self.collect_elided_lifetimes = old_collect_elided_lifetimes;
1507                 } else {
1508                     intravisit::walk_ty(self, t)
1509                 }
1510             }
1511
1512             fn visit_poly_trait_ref(
1513                 &mut self,
1514                 trait_ref: &'v hir::PolyTraitRef<'v>,
1515                 modifier: hir::TraitBoundModifier,
1516             ) {
1517                 // Record the "stack height" of `for<'a>` lifetime bindings
1518                 // to be able to later fully undo their introduction.
1519                 let old_len = self.currently_bound_lifetimes.len();
1520                 intravisit::walk_poly_trait_ref(self, trait_ref, modifier);
1521                 self.currently_bound_lifetimes.truncate(old_len);
1522             }
1523
1524             fn visit_generic_param(&mut self, param: &'v hir::GenericParam<'v>) {
1525                 // Record the introduction of 'a in `for<'a> ...`.
1526                 if let hir::GenericParamKind::Lifetime { .. } = param.kind {
1527                     // Introduce lifetimes one at a time so that we can handle
1528                     // cases like `fn foo<'d>() -> impl for<'a, 'b: 'a, 'c: 'b + 'd>`.
1529                     let lt_name = hir::LifetimeName::Param(param.name);
1530                     self.currently_bound_lifetimes.push(lt_name);
1531                 }
1532
1533                 intravisit::walk_generic_param(self, param);
1534             }
1535
1536             fn visit_lifetime(&mut self, lifetime: &'v hir::Lifetime) {
1537                 let name = match lifetime.name {
1538                     hir::LifetimeName::Implicit | hir::LifetimeName::Underscore => {
1539                         if self.collect_elided_lifetimes {
1540                             // Use `'_` for both implicit and underscore lifetimes in
1541                             // `type Foo<'_> = impl SomeTrait<'_>;`.
1542                             hir::LifetimeName::Underscore
1543                         } else {
1544                             return;
1545                         }
1546                     }
1547                     hir::LifetimeName::Param(_) => lifetime.name,
1548
1549                     // Refers to some other lifetime that is "in
1550                     // scope" within the type.
1551                     hir::LifetimeName::ImplicitObjectLifetimeDefault => return,
1552
1553                     hir::LifetimeName::Error | hir::LifetimeName::Static => return,
1554                 };
1555
1556                 if !self.currently_bound_lifetimes.contains(&name)
1557                     && !self.already_defined_lifetimes.contains(&name)
1558                 {
1559                     self.already_defined_lifetimes.insert(name);
1560
1561                     self.output_lifetimes.push(hir::GenericArg::Lifetime(hir::Lifetime {
1562                         hir_id: self.context.next_id(),
1563                         span: lifetime.span,
1564                         name,
1565                     }));
1566
1567                     let def_node_id = self.context.resolver.next_node_id();
1568                     let hir_id =
1569                         self.context.lower_node_id_with_owner(def_node_id, self.opaque_ty_id);
1570                     self.context.resolver.definitions().create_def_with_parent(
1571                         self.parent,
1572                         def_node_id,
1573                         DefPathData::LifetimeNs(name.ident().name),
1574                         ExpnId::root(),
1575                         lifetime.span,
1576                     );
1577
1578                     let (name, kind) = match name {
1579                         hir::LifetimeName::Underscore => (
1580                             hir::ParamName::Plain(Ident::with_dummy_span(kw::UnderscoreLifetime)),
1581                             hir::LifetimeParamKind::Elided,
1582                         ),
1583                         hir::LifetimeName::Param(param_name) => {
1584                             (param_name, hir::LifetimeParamKind::Explicit)
1585                         }
1586                         _ => bug!("expected `LifetimeName::Param` or `ParamName::Plain`"),
1587                     };
1588
1589                     self.output_lifetime_params.push(hir::GenericParam {
1590                         hir_id,
1591                         name,
1592                         span: lifetime.span,
1593                         pure_wrt_drop: false,
1594                         attrs: &[],
1595                         bounds: &[],
1596                         kind: hir::GenericParamKind::Lifetime { kind },
1597                     });
1598                 }
1599             }
1600         }
1601
1602         let mut lifetime_collector = ImplTraitLifetimeCollector {
1603             context: self,
1604             parent: parent_index,
1605             opaque_ty_id,
1606             collect_elided_lifetimes: true,
1607             currently_bound_lifetimes: Vec::new(),
1608             already_defined_lifetimes: FxHashSet::default(),
1609             output_lifetimes: Vec::new(),
1610             output_lifetime_params: Vec::new(),
1611         };
1612
1613         for bound in bounds {
1614             intravisit::walk_param_bound(&mut lifetime_collector, &bound);
1615         }
1616
1617         let ImplTraitLifetimeCollector { output_lifetimes, output_lifetime_params, .. } =
1618             lifetime_collector;
1619
1620         (
1621             self.arena.alloc_from_iter(output_lifetimes),
1622             self.arena.alloc_from_iter(output_lifetime_params),
1623         )
1624     }
1625
1626     fn lower_qpath(
1627         &mut self,
1628         id: NodeId,
1629         qself: &Option<QSelf>,
1630         p: &Path,
1631         param_mode: ParamMode,
1632         mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1633     ) -> hir::QPath<'hir> {
1634         let qself_position = qself.as_ref().map(|q| q.position);
1635         let qself = qself.as_ref().map(|q| self.lower_ty(&q.ty, itctx.reborrow()));
1636
1637         let partial_res =
1638             self.resolver.get_partial_res(id).unwrap_or_else(|| PartialRes::new(Res::Err));
1639
1640         let proj_start = p.segments.len() - partial_res.unresolved_segments();
1641         let path = self.arena.alloc(hir::Path {
1642             res: self.lower_res(partial_res.base_res()),
1643             segments: self.arena.alloc_from_iter(p.segments[..proj_start].iter().enumerate().map(
1644                 |(i, segment)| {
1645                     let param_mode = match (qself_position, param_mode) {
1646                         (Some(j), ParamMode::Optional) if i < j => {
1647                             // This segment is part of the trait path in a
1648                             // qualified path - one of `a`, `b` or `Trait`
1649                             // in `<X as a::b::Trait>::T::U::method`.
1650                             ParamMode::Explicit
1651                         }
1652                         _ => param_mode,
1653                     };
1654
1655                     // Figure out if this is a type/trait segment,
1656                     // which may need lifetime elision performed.
1657                     let parent_def_id = |this: &mut Self, def_id: DefId| DefId {
1658                         krate: def_id.krate,
1659                         index: this.def_key(def_id).parent.expect("missing parent"),
1660                     };
1661                     let type_def_id = match partial_res.base_res() {
1662                         Res::Def(DefKind::AssocTy, def_id) if i + 2 == proj_start => {
1663                             Some(parent_def_id(self, def_id))
1664                         }
1665                         Res::Def(DefKind::Variant, def_id) if i + 1 == proj_start => {
1666                             Some(parent_def_id(self, def_id))
1667                         }
1668                         Res::Def(DefKind::Struct, def_id)
1669                         | Res::Def(DefKind::Union, def_id)
1670                         | Res::Def(DefKind::Enum, def_id)
1671                         | Res::Def(DefKind::TyAlias, def_id)
1672                         | Res::Def(DefKind::Trait, def_id)
1673                             if i + 1 == proj_start =>
1674                         {
1675                             Some(def_id)
1676                         }
1677                         _ => None,
1678                     };
1679                     let parenthesized_generic_args = match partial_res.base_res() {
1680                         // `a::b::Trait(Args)`
1681                         Res::Def(DefKind::Trait, _) if i + 1 == proj_start => {
1682                             ParenthesizedGenericArgs::Ok
1683                         }
1684                         // `a::b::Trait(Args)::TraitItem`
1685                         Res::Def(DefKind::Method, _)
1686                         | Res::Def(DefKind::AssocConst, _)
1687                         | Res::Def(DefKind::AssocTy, _)
1688                             if i + 2 == proj_start =>
1689                         {
1690                             ParenthesizedGenericArgs::Ok
1691                         }
1692                         // Avoid duplicated errors.
1693                         Res::Err => ParenthesizedGenericArgs::Ok,
1694                         // An error
1695                         _ => ParenthesizedGenericArgs::Err,
1696                     };
1697
1698                     let num_lifetimes = type_def_id.map_or(0, |def_id| {
1699                         if let Some(&n) = self.type_def_lifetime_params.get(&def_id) {
1700                             return n;
1701                         }
1702                         assert!(!def_id.is_local());
1703                         let item_generics = self
1704                             .resolver
1705                             .cstore()
1706                             .item_generics_cloned_untracked(def_id, self.sess);
1707                         let n = item_generics.own_counts().lifetimes;
1708                         self.type_def_lifetime_params.insert(def_id, n);
1709                         n
1710                     });
1711                     self.lower_path_segment(
1712                         p.span,
1713                         segment,
1714                         param_mode,
1715                         num_lifetimes,
1716                         parenthesized_generic_args,
1717                         itctx.reborrow(),
1718                         None,
1719                     )
1720                 },
1721             )),
1722             span: p.span,
1723         });
1724
1725         // Simple case, either no projections, or only fully-qualified.
1726         // E.g., `std::mem::size_of` or `<I as Iterator>::Item`.
1727         if partial_res.unresolved_segments() == 0 {
1728             return hir::QPath::Resolved(qself, path);
1729         }
1730
1731         // Create the innermost type that we're projecting from.
1732         let mut ty = if path.segments.is_empty() {
1733             // If the base path is empty that means there exists a
1734             // syntactical `Self`, e.g., `&i32` in `<&i32>::clone`.
1735             qself.expect("missing QSelf for <T>::...")
1736         } else {
1737             // Otherwise, the base path is an implicit `Self` type path,
1738             // e.g., `Vec` in `Vec::new` or `<I as Iterator>::Item` in
1739             // `<I as Iterator>::Item::default`.
1740             let new_id = self.next_id();
1741             self.arena.alloc(self.ty_path(new_id, p.span, hir::QPath::Resolved(qself, path)))
1742         };
1743
1744         // Anything after the base path are associated "extensions",
1745         // out of which all but the last one are associated types,
1746         // e.g., for `std::vec::Vec::<T>::IntoIter::Item::clone`:
1747         // * base path is `std::vec::Vec<T>`
1748         // * "extensions" are `IntoIter`, `Item` and `clone`
1749         // * type nodes are:
1750         //   1. `std::vec::Vec<T>` (created above)
1751         //   2. `<std::vec::Vec<T>>::IntoIter`
1752         //   3. `<<std::vec::Vec<T>>::IntoIter>::Item`
1753         // * final path is `<<<std::vec::Vec<T>>::IntoIter>::Item>::clone`
1754         for (i, segment) in p.segments.iter().enumerate().skip(proj_start) {
1755             let segment = self.arena.alloc(self.lower_path_segment(
1756                 p.span,
1757                 segment,
1758                 param_mode,
1759                 0,
1760                 ParenthesizedGenericArgs::Err,
1761                 itctx.reborrow(),
1762                 None,
1763             ));
1764             let qpath = hir::QPath::TypeRelative(ty, segment);
1765
1766             // It's finished, return the extension of the right node type.
1767             if i == p.segments.len() - 1 {
1768                 return qpath;
1769             }
1770
1771             // Wrap the associated extension in another type node.
1772             let new_id = self.next_id();
1773             ty = self.arena.alloc(self.ty_path(new_id, p.span, qpath));
1774         }
1775
1776         // We should've returned in the for loop above.
1777         span_bug!(
1778             p.span,
1779             "lower_qpath: no final extension segment in {}..{}",
1780             proj_start,
1781             p.segments.len()
1782         )
1783     }
1784
1785     fn lower_path_extra(
1786         &mut self,
1787         res: Res,
1788         p: &Path,
1789         param_mode: ParamMode,
1790         explicit_owner: Option<NodeId>,
1791     ) -> &'hir hir::Path<'hir> {
1792         self.arena.alloc(hir::Path {
1793             res,
1794             segments: self.arena.alloc_from_iter(p.segments.iter().map(|segment| {
1795                 self.lower_path_segment(
1796                     p.span,
1797                     segment,
1798                     param_mode,
1799                     0,
1800                     ParenthesizedGenericArgs::Err,
1801                     ImplTraitContext::disallowed(),
1802                     explicit_owner,
1803                 )
1804             })),
1805             span: p.span,
1806         })
1807     }
1808
1809     fn lower_path(&mut self, id: NodeId, p: &Path, param_mode: ParamMode) -> &'hir hir::Path<'hir> {
1810         let res = self.expect_full_res(id);
1811         let res = self.lower_res(res);
1812         self.lower_path_extra(res, p, param_mode, None)
1813     }
1814
1815     fn lower_path_segment(
1816         &mut self,
1817         path_span: Span,
1818         segment: &PathSegment,
1819         param_mode: ParamMode,
1820         expected_lifetimes: usize,
1821         parenthesized_generic_args: ParenthesizedGenericArgs,
1822         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1823         explicit_owner: Option<NodeId>,
1824     ) -> hir::PathSegment<'hir> {
1825         let (mut generic_args, infer_args) = if let Some(ref generic_args) = segment.args {
1826             let msg = "parenthesized type parameters may only be used with a `Fn` trait";
1827             match **generic_args {
1828                 GenericArgs::AngleBracketed(ref data) => {
1829                     self.lower_angle_bracketed_parameter_data(data, param_mode, itctx)
1830                 }
1831                 GenericArgs::Parenthesized(ref data) => match parenthesized_generic_args {
1832                     ParenthesizedGenericArgs::Ok => self.lower_parenthesized_parameter_data(data),
1833                     ParenthesizedGenericArgs::Err => {
1834                         let mut err = struct_span_err!(self.sess, data.span, E0214, "{}", msg);
1835                         err.span_label(data.span, "only `Fn` traits may use parentheses");
1836                         if let Ok(snippet) = self.sess.source_map().span_to_snippet(data.span) {
1837                             // Do not suggest going from `Trait()` to `Trait<>`
1838                             if data.inputs.len() > 0 {
1839                                 if let Some(split) = snippet.find('(') {
1840                                     let trait_name = &snippet[0..split];
1841                                     let args = &snippet[split + 1..snippet.len() - 1];
1842                                     err.span_suggestion(
1843                                         data.span,
1844                                         "use angle brackets instead",
1845                                         format!("{}<{}>", trait_name, args),
1846                                         Applicability::MaybeIncorrect,
1847                                     );
1848                                 }
1849                             }
1850                         };
1851                         err.emit();
1852                         (
1853                             self.lower_angle_bracketed_parameter_data(
1854                                 &data.as_angle_bracketed_args(),
1855                                 param_mode,
1856                                 itctx,
1857                             )
1858                             .0,
1859                             false,
1860                         )
1861                     }
1862                 },
1863             }
1864         } else {
1865             self.lower_angle_bracketed_parameter_data(&Default::default(), param_mode, itctx)
1866         };
1867
1868         let has_lifetimes = generic_args.args.iter().any(|arg| match arg {
1869             GenericArg::Lifetime(_) => true,
1870             _ => false,
1871         });
1872         let first_generic_span = generic_args
1873             .args
1874             .iter()
1875             .map(|a| a.span())
1876             .chain(generic_args.bindings.iter().map(|b| b.span))
1877             .next();
1878         if !generic_args.parenthesized && !has_lifetimes {
1879             generic_args.args = self
1880                 .elided_path_lifetimes(path_span, expected_lifetimes)
1881                 .map(|lt| GenericArg::Lifetime(lt))
1882                 .chain(generic_args.args.into_iter())
1883                 .collect();
1884             if expected_lifetimes > 0 && param_mode == ParamMode::Explicit {
1885                 let anon_lt_suggestion = vec!["'_"; expected_lifetimes].join(", ");
1886                 let no_non_lt_args = generic_args.args.len() == expected_lifetimes;
1887                 let no_bindings = generic_args.bindings.is_empty();
1888                 let (incl_angl_brckt, insertion_sp, suggestion) = if no_non_lt_args && no_bindings {
1889                     // If there are no (non-implicit) generic args or associated type
1890                     // bindings, our suggestion includes the angle brackets.
1891                     (true, path_span.shrink_to_hi(), format!("<{}>", anon_lt_suggestion))
1892                 } else {
1893                     // Otherwise (sorry, this is kind of gross) we need to infer the
1894                     // place to splice in the `'_, ` from the generics that do exist.
1895                     let first_generic_span = first_generic_span
1896                         .expect("already checked that non-lifetime args or bindings exist");
1897                     (false, first_generic_span.shrink_to_lo(), format!("{}, ", anon_lt_suggestion))
1898                 };
1899                 match self.anonymous_lifetime_mode {
1900                     // In create-parameter mode we error here because we don't want to support
1901                     // deprecated impl elision in new features like impl elision and `async fn`,
1902                     // both of which work using the `CreateParameter` mode:
1903                     //
1904                     //     impl Foo for std::cell::Ref<u32> // note lack of '_
1905                     //     async fn foo(_: std::cell::Ref<u32>) { ... }
1906                     AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {
1907                         let mut err = struct_span_err!(
1908                             self.sess,
1909                             path_span,
1910                             E0726,
1911                             "implicit elided lifetime not allowed here"
1912                         );
1913                         crate::lint::builtin::add_elided_lifetime_in_path_suggestion(
1914                             &self.sess,
1915                             &mut err,
1916                             expected_lifetimes,
1917                             path_span,
1918                             incl_angl_brckt,
1919                             insertion_sp,
1920                             suggestion,
1921                         );
1922                         err.emit();
1923                     }
1924                     AnonymousLifetimeMode::PassThrough | AnonymousLifetimeMode::ReportError => {
1925                         self.resolver.lint_buffer().buffer_lint_with_diagnostic(
1926                             ELIDED_LIFETIMES_IN_PATHS,
1927                             CRATE_NODE_ID,
1928                             path_span,
1929                             "hidden lifetime parameters in types are deprecated",
1930                             builtin::BuiltinLintDiagnostics::ElidedLifetimesInPaths(
1931                                 expected_lifetimes,
1932                                 path_span,
1933                                 incl_angl_brckt,
1934                                 insertion_sp,
1935                                 suggestion,
1936                             ),
1937                         );
1938                     }
1939                 }
1940             }
1941         }
1942
1943         let res = self.expect_full_res(segment.id);
1944         let id = if let Some(owner) = explicit_owner {
1945             self.lower_node_id_with_owner(segment.id, owner)
1946         } else {
1947             self.lower_node_id(segment.id)
1948         };
1949         debug!(
1950             "lower_path_segment: ident={:?} original-id={:?} new-id={:?}",
1951             segment.ident, segment.id, id,
1952         );
1953
1954         hir::PathSegment {
1955             ident: segment.ident,
1956             hir_id: Some(id),
1957             res: Some(self.lower_res(res)),
1958             infer_args,
1959             args: if generic_args.is_empty() {
1960                 None
1961             } else {
1962                 Some(self.arena.alloc(generic_args.into_generic_args(self.arena)))
1963             },
1964         }
1965     }
1966
1967     fn lower_angle_bracketed_parameter_data(
1968         &mut self,
1969         data: &AngleBracketedArgs,
1970         param_mode: ParamMode,
1971         mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
1972     ) -> (GenericArgsCtor<'hir>, bool) {
1973         let &AngleBracketedArgs { ref args, ref constraints, .. } = data;
1974         let has_non_lt_args = args.iter().any(|arg| match arg {
1975             ast::GenericArg::Lifetime(_) => false,
1976             ast::GenericArg::Type(_) => true,
1977             ast::GenericArg::Const(_) => true,
1978         });
1979         (
1980             GenericArgsCtor {
1981                 args: args.iter().map(|a| self.lower_generic_arg(a, itctx.reborrow())).collect(),
1982                 bindings: self.arena.alloc_from_iter(
1983                     constraints.iter().map(|b| self.lower_assoc_ty_constraint(b, itctx.reborrow())),
1984                 ),
1985                 parenthesized: false,
1986             },
1987             !has_non_lt_args && param_mode == ParamMode::Optional,
1988         )
1989     }
1990
1991     fn lower_parenthesized_parameter_data(
1992         &mut self,
1993         data: &ParenthesizedArgs,
1994     ) -> (GenericArgsCtor<'hir>, bool) {
1995         // Switch to `PassThrough` mode for anonymous lifetimes; this
1996         // means that we permit things like `&Ref<T>`, where `Ref` has
1997         // a hidden lifetime parameter. This is needed for backwards
1998         // compatibility, even in contexts like an impl header where
1999         // we generally don't permit such things (see #51008).
2000         self.with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::PassThrough, |this| {
2001             let &ParenthesizedArgs { ref inputs, ref output, span } = data;
2002             let inputs = this.arena.alloc_from_iter(
2003                 inputs.iter().map(|ty| this.lower_ty_direct(ty, ImplTraitContext::disallowed())),
2004             );
2005             let output_ty = match output {
2006                 FunctionRetTy::Ty(ty) => this.lower_ty(&ty, ImplTraitContext::disallowed()),
2007                 FunctionRetTy::Default(_) => this.arena.alloc(this.ty_tup(span, &[])),
2008             };
2009             let args = smallvec![GenericArg::Type(this.ty_tup(span, inputs))];
2010             let binding = hir::TypeBinding {
2011                 hir_id: this.next_id(),
2012                 ident: Ident::with_dummy_span(FN_OUTPUT_NAME),
2013                 span: output_ty.span,
2014                 kind: hir::TypeBindingKind::Equality { ty: output_ty },
2015             };
2016             (
2017                 GenericArgsCtor { args, bindings: arena_vec![this; binding], parenthesized: true },
2018                 false,
2019             )
2020         })
2021     }
2022
2023     fn lower_local(&mut self, l: &Local) -> (hir::Local<'hir>, SmallVec<[NodeId; 1]>) {
2024         let mut ids = SmallVec::<[NodeId; 1]>::new();
2025         if self.sess.features_untracked().impl_trait_in_bindings {
2026             if let Some(ref ty) = l.ty {
2027                 let mut visitor = ImplTraitTypeIdVisitor { ids: &mut ids };
2028                 visitor.visit_ty(ty);
2029             }
2030         }
2031         let parent_def_id = DefId::local(self.current_hir_id_owner.last().unwrap().0);
2032         let ty = l.ty.as_ref().map(|t| {
2033             self.lower_ty(
2034                 t,
2035                 if self.sess.features_untracked().impl_trait_in_bindings {
2036                     ImplTraitContext::OpaqueTy(Some(parent_def_id))
2037                 } else {
2038                     ImplTraitContext::Disallowed(ImplTraitPosition::Binding)
2039                 },
2040             )
2041         });
2042         let init = l.init.as_ref().map(|e| self.lower_expr(e));
2043         (
2044             hir::Local {
2045                 hir_id: self.lower_node_id(l.id),
2046                 ty,
2047                 pat: self.lower_pat(&l.pat),
2048                 init,
2049                 span: l.span,
2050                 attrs: l.attrs.clone(),
2051                 source: hir::LocalSource::Normal,
2052             },
2053             ids,
2054         )
2055     }
2056
2057     fn lower_fn_params_to_names(&mut self, decl: &FnDecl) -> &'hir [Ident] {
2058         // Skip the `...` (`CVarArgs`) trailing arguments from the AST,
2059         // as they are not explicit in HIR/Ty function signatures.
2060         // (instead, the `c_variadic` flag is set to `true`)
2061         let mut inputs = &decl.inputs[..];
2062         if decl.c_variadic() {
2063             inputs = &inputs[..inputs.len() - 1];
2064         }
2065         self.arena.alloc_from_iter(inputs.iter().map(|param| match param.pat.kind {
2066             PatKind::Ident(_, ident, _) => ident,
2067             _ => Ident::new(kw::Invalid, param.pat.span),
2068         }))
2069     }
2070
2071     // Lowers a function declaration.
2072     //
2073     // `decl`: the unlowered (AST) function declaration.
2074     // `fn_def_id`: if `Some`, impl Trait arguments are lowered into generic parameters on the
2075     //      given DefId, otherwise impl Trait is disallowed. Must be `Some` if
2076     //      `make_ret_async` is also `Some`.
2077     // `impl_trait_return_allow`: determines whether `impl Trait` can be used in return position.
2078     //      This guards against trait declarations and implementations where `impl Trait` is
2079     //      disallowed.
2080     // `make_ret_async`: if `Some`, converts `-> T` into `-> impl Future<Output = T>` in the
2081     //      return type. This is used for `async fn` declarations. The `NodeId` is the ID of the
2082     //      return type `impl Trait` item.
2083     fn lower_fn_decl(
2084         &mut self,
2085         decl: &FnDecl,
2086         mut in_band_ty_params: Option<(DefId, &mut Vec<hir::GenericParam<'hir>>)>,
2087         impl_trait_return_allow: bool,
2088         make_ret_async: Option<NodeId>,
2089     ) -> &'hir hir::FnDecl<'hir> {
2090         debug!(
2091             "lower_fn_decl(\
2092             fn_decl: {:?}, \
2093             in_band_ty_params: {:?}, \
2094             impl_trait_return_allow: {}, \
2095             make_ret_async: {:?})",
2096             decl, in_band_ty_params, impl_trait_return_allow, make_ret_async,
2097         );
2098         let lt_mode = if make_ret_async.is_some() {
2099             // In `async fn`, argument-position elided lifetimes
2100             // must be transformed into fresh generic parameters so that
2101             // they can be applied to the opaque `impl Trait` return type.
2102             AnonymousLifetimeMode::CreateParameter
2103         } else {
2104             self.anonymous_lifetime_mode
2105         };
2106
2107         let c_variadic = decl.c_variadic();
2108
2109         // Remember how many lifetimes were already around so that we can
2110         // only look at the lifetime parameters introduced by the arguments.
2111         let inputs = self.with_anonymous_lifetime_mode(lt_mode, |this| {
2112             // Skip the `...` (`CVarArgs`) trailing arguments from the AST,
2113             // as they are not explicit in HIR/Ty function signatures.
2114             // (instead, the `c_variadic` flag is set to `true`)
2115             let mut inputs = &decl.inputs[..];
2116             if c_variadic {
2117                 inputs = &inputs[..inputs.len() - 1];
2118             }
2119             this.arena.alloc_from_iter(inputs.iter().map(|param| {
2120                 if let Some((_, ibty)) = &mut in_band_ty_params {
2121                     this.lower_ty_direct(&param.ty, ImplTraitContext::Universal(ibty))
2122                 } else {
2123                     this.lower_ty_direct(&param.ty, ImplTraitContext::disallowed())
2124                 }
2125             }))
2126         });
2127
2128         let output = if let Some(ret_id) = make_ret_async {
2129             self.lower_async_fn_ret_ty(
2130                 &decl.output,
2131                 in_band_ty_params.expect("`make_ret_async` but no `fn_def_id`").0,
2132                 ret_id,
2133             )
2134         } else {
2135             match decl.output {
2136                 FunctionRetTy::Ty(ref ty) => match in_band_ty_params {
2137                     Some((def_id, _)) if impl_trait_return_allow => hir::FunctionRetTy::Return(
2138                         self.lower_ty(ty, ImplTraitContext::OpaqueTy(Some(def_id))),
2139                     ),
2140                     _ => hir::FunctionRetTy::Return(
2141                         self.lower_ty(ty, ImplTraitContext::disallowed()),
2142                     ),
2143                 },
2144                 FunctionRetTy::Default(span) => hir::FunctionRetTy::DefaultReturn(span),
2145             }
2146         };
2147
2148         self.arena.alloc(hir::FnDecl {
2149             inputs,
2150             output,
2151             c_variadic,
2152             implicit_self: decl.inputs.get(0).map_or(hir::ImplicitSelfKind::None, |arg| {
2153                 let is_mutable_pat = match arg.pat.kind {
2154                     PatKind::Ident(BindingMode::ByValue(mt), _, _)
2155                     | PatKind::Ident(BindingMode::ByRef(mt), _, _) => mt == Mutability::Mut,
2156                     _ => false,
2157                 };
2158
2159                 match arg.ty.kind {
2160                     TyKind::ImplicitSelf if is_mutable_pat => hir::ImplicitSelfKind::Mut,
2161                     TyKind::ImplicitSelf => hir::ImplicitSelfKind::Imm,
2162                     // Given we are only considering `ImplicitSelf` types, we needn't consider
2163                     // the case where we have a mutable pattern to a reference as that would
2164                     // no longer be an `ImplicitSelf`.
2165                     TyKind::Rptr(_, ref mt)
2166                         if mt.ty.kind.is_implicit_self() && mt.mutbl == ast::Mutability::Mut =>
2167                     {
2168                         hir::ImplicitSelfKind::MutRef
2169                     }
2170                     TyKind::Rptr(_, ref mt) if mt.ty.kind.is_implicit_self() => {
2171                         hir::ImplicitSelfKind::ImmRef
2172                     }
2173                     _ => hir::ImplicitSelfKind::None,
2174                 }
2175             }),
2176         })
2177     }
2178
2179     // Transforms `-> T` for `async fn` into `-> OpaqueTy { .. }`
2180     // combined with the following definition of `OpaqueTy`:
2181     //
2182     //     type OpaqueTy<generics_from_parent_fn> = impl Future<Output = T>;
2183     //
2184     // `inputs`: lowered types of parameters to the function (used to collect lifetimes)
2185     // `output`: unlowered output type (`T` in `-> T`)
2186     // `fn_def_id`: `DefId` of the parent function (used to create child impl trait definition)
2187     // `opaque_ty_node_id`: `NodeId` of the opaque `impl Trait` type that should be created
2188     // `elided_lt_replacement`: replacement for elided lifetimes in the return type
2189     fn lower_async_fn_ret_ty(
2190         &mut self,
2191         output: &FunctionRetTy,
2192         fn_def_id: DefId,
2193         opaque_ty_node_id: NodeId,
2194     ) -> hir::FunctionRetTy<'hir> {
2195         debug!(
2196             "lower_async_fn_ret_ty(\
2197              output={:?}, \
2198              fn_def_id={:?}, \
2199              opaque_ty_node_id={:?})",
2200             output, fn_def_id, opaque_ty_node_id,
2201         );
2202
2203         let span = output.span();
2204
2205         let opaque_ty_span = self.mark_span_with_reason(DesugaringKind::Async, span, None);
2206
2207         let opaque_ty_def_index =
2208             self.resolver.definitions().opt_def_index(opaque_ty_node_id).unwrap();
2209
2210         self.allocate_hir_id_counter(opaque_ty_node_id);
2211
2212         // When we create the opaque type for this async fn, it is going to have
2213         // to capture all the lifetimes involved in the signature (including in the
2214         // return type). This is done by introducing lifetime parameters for:
2215         //
2216         // - all the explicitly declared lifetimes from the impl and function itself;
2217         // - all the elided lifetimes in the fn arguments;
2218         // - all the elided lifetimes in the return type.
2219         //
2220         // So for example in this snippet:
2221         //
2222         // ```rust
2223         // impl<'a> Foo<'a> {
2224         //   async fn bar<'b>(&self, x: &'b Vec<f64>, y: &str) -> &u32 {
2225         //   //               ^ '0                       ^ '1     ^ '2
2226         //   // elided lifetimes used below
2227         //   }
2228         // }
2229         // ```
2230         //
2231         // we would create an opaque type like:
2232         //
2233         // ```
2234         // type Bar<'a, 'b, '0, '1, '2> = impl Future<Output = &'2 u32>;
2235         // ```
2236         //
2237         // and we would then desugar `bar` to the equivalent of:
2238         //
2239         // ```rust
2240         // impl<'a> Foo<'a> {
2241         //   fn bar<'b, '0, '1>(&'0 self, x: &'b Vec<f64>, y: &'1 str) -> Bar<'a, 'b, '0, '1, '_>
2242         // }
2243         // ```
2244         //
2245         // Note that the final parameter to `Bar` is `'_`, not `'2` --
2246         // this is because the elided lifetimes from the return type
2247         // should be figured out using the ordinary elision rules, and
2248         // this desugaring achieves that.
2249         //
2250         // The variable `input_lifetimes_count` tracks the number of
2251         // lifetime parameters to the opaque type *not counting* those
2252         // lifetimes elided in the return type. This includes those
2253         // that are explicitly declared (`in_scope_lifetimes`) and
2254         // those elided lifetimes we found in the arguments (current
2255         // content of `lifetimes_to_define`). Next, we will process
2256         // the return type, which will cause `lifetimes_to_define` to
2257         // grow.
2258         let input_lifetimes_count = self.in_scope_lifetimes.len() + self.lifetimes_to_define.len();
2259
2260         let (opaque_ty_id, lifetime_params) = self.with_hir_id_owner(opaque_ty_node_id, |this| {
2261             // We have to be careful to get elision right here. The
2262             // idea is that we create a lifetime parameter for each
2263             // lifetime in the return type.  So, given a return type
2264             // like `async fn foo(..) -> &[&u32]`, we lower to `impl
2265             // Future<Output = &'1 [ &'2 u32 ]>`.
2266             //
2267             // Then, we will create `fn foo(..) -> Foo<'_, '_>`, and
2268             // hence the elision takes place at the fn site.
2269             let future_bound = this
2270                 .with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::CreateParameter, |this| {
2271                     this.lower_async_fn_output_type_to_future_bound(output, fn_def_id, span)
2272                 });
2273
2274             debug!("lower_async_fn_ret_ty: future_bound={:#?}", future_bound);
2275
2276             // Calculate all the lifetimes that should be captured
2277             // by the opaque type. This should include all in-scope
2278             // lifetime parameters, including those defined in-band.
2279             //
2280             // Note: this must be done after lowering the output type,
2281             // as the output type may introduce new in-band lifetimes.
2282             let lifetime_params: Vec<(Span, ParamName)> = this
2283                 .in_scope_lifetimes
2284                 .iter()
2285                 .cloned()
2286                 .map(|name| (name.ident().span, name))
2287                 .chain(this.lifetimes_to_define.iter().cloned())
2288                 .collect();
2289
2290             debug!("lower_async_fn_ret_ty: in_scope_lifetimes={:#?}", this.in_scope_lifetimes);
2291             debug!("lower_async_fn_ret_ty: lifetimes_to_define={:#?}", this.lifetimes_to_define);
2292             debug!("lower_async_fn_ret_ty: lifetime_params={:#?}", lifetime_params);
2293
2294             let generic_params =
2295                 this.arena.alloc_from_iter(lifetime_params.iter().map(|(span, hir_name)| {
2296                     this.lifetime_to_generic_param(*span, *hir_name, opaque_ty_def_index)
2297                 }));
2298
2299             let opaque_ty_item = hir::OpaqueTy {
2300                 generics: hir::Generics {
2301                     params: generic_params,
2302                     where_clause: hir::WhereClause { predicates: &[], span },
2303                     span,
2304                 },
2305                 bounds: arena_vec![this; future_bound],
2306                 impl_trait_fn: Some(fn_def_id),
2307                 origin: hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn,
2308             };
2309
2310             trace!("exist ty from async fn def index: {:#?}", opaque_ty_def_index);
2311             let opaque_ty_id =
2312                 this.generate_opaque_type(opaque_ty_node_id, opaque_ty_item, span, opaque_ty_span);
2313
2314             (opaque_ty_id, lifetime_params)
2315         });
2316
2317         // As documented above on the variable
2318         // `input_lifetimes_count`, we need to create the lifetime
2319         // arguments to our opaque type. Continuing with our example,
2320         // we're creating the type arguments for the return type:
2321         //
2322         // ```
2323         // Bar<'a, 'b, '0, '1, '_>
2324         // ```
2325         //
2326         // For the "input" lifetime parameters, we wish to create
2327         // references to the parameters themselves, including the
2328         // "implicit" ones created from parameter types (`'a`, `'b`,
2329         // '`0`, `'1`).
2330         //
2331         // For the "output" lifetime parameters, we just want to
2332         // generate `'_`.
2333         let mut generic_args: Vec<_> = lifetime_params[..input_lifetimes_count]
2334             .iter()
2335             .map(|&(span, hir_name)| {
2336                 // Input lifetime like `'a` or `'1`:
2337                 GenericArg::Lifetime(hir::Lifetime {
2338                     hir_id: self.next_id(),
2339                     span,
2340                     name: hir::LifetimeName::Param(hir_name),
2341                 })
2342             })
2343             .collect();
2344         generic_args.extend(lifetime_params[input_lifetimes_count..].iter().map(|&(span, _)|
2345             // Output lifetime like `'_`.
2346             GenericArg::Lifetime(hir::Lifetime {
2347                 hir_id: self.next_id(),
2348                 span,
2349                 name: hir::LifetimeName::Implicit,
2350             })));
2351         let generic_args = self.arena.alloc_from_iter(generic_args);
2352
2353         // Create the `Foo<...>` reference itself. Note that the `type
2354         // Foo = impl Trait` is, internally, created as a child of the
2355         // async fn, so the *type parameters* are inherited.  It's
2356         // only the lifetime parameters that we must supply.
2357         let opaque_ty_ref = hir::TyKind::Def(hir::ItemId { id: opaque_ty_id }, generic_args);
2358         let opaque_ty = self.ty(opaque_ty_span, opaque_ty_ref);
2359         hir::FunctionRetTy::Return(self.arena.alloc(opaque_ty))
2360     }
2361
2362     /// Transforms `-> T` into `Future<Output = T>`
2363     fn lower_async_fn_output_type_to_future_bound(
2364         &mut self,
2365         output: &FunctionRetTy,
2366         fn_def_id: DefId,
2367         span: Span,
2368     ) -> hir::GenericBound<'hir> {
2369         // Compute the `T` in `Future<Output = T>` from the return type.
2370         let output_ty = match output {
2371             FunctionRetTy::Ty(ty) => self.lower_ty(ty, ImplTraitContext::OpaqueTy(Some(fn_def_id))),
2372             FunctionRetTy::Default(ret_ty_span) => self.arena.alloc(self.ty_tup(*ret_ty_span, &[])),
2373         };
2374
2375         // "<Output = T>"
2376         let future_params = self.arena.alloc(hir::GenericArgs {
2377             args: &[],
2378             bindings: arena_vec![self; hir::TypeBinding {
2379                 ident: Ident::with_dummy_span(FN_OUTPUT_NAME),
2380                 kind: hir::TypeBindingKind::Equality { ty: output_ty },
2381                 hir_id: self.next_id(),
2382                 span,
2383             }],
2384             parenthesized: false,
2385         });
2386
2387         // ::std::future::Future<future_params>
2388         let future_path =
2389             self.std_path(span, &[sym::future, sym::Future], Some(future_params), false);
2390
2391         hir::GenericBound::Trait(
2392             hir::PolyTraitRef {
2393                 trait_ref: hir::TraitRef { path: future_path, hir_ref_id: self.next_id() },
2394                 bound_generic_params: &[],
2395                 span,
2396             },
2397             hir::TraitBoundModifier::None,
2398         )
2399     }
2400
2401     fn lower_param_bound(
2402         &mut self,
2403         tpb: &GenericBound,
2404         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2405     ) -> hir::GenericBound<'hir> {
2406         match *tpb {
2407             GenericBound::Trait(ref ty, modifier) => hir::GenericBound::Trait(
2408                 self.lower_poly_trait_ref(ty, itctx),
2409                 self.lower_trait_bound_modifier(modifier),
2410             ),
2411             GenericBound::Outlives(ref lifetime) => {
2412                 hir::GenericBound::Outlives(self.lower_lifetime(lifetime))
2413             }
2414         }
2415     }
2416
2417     fn lower_lifetime(&mut self, l: &Lifetime) -> hir::Lifetime {
2418         let span = l.ident.span;
2419         match l.ident {
2420             ident if ident.name == kw::StaticLifetime => {
2421                 self.new_named_lifetime(l.id, span, hir::LifetimeName::Static)
2422             }
2423             ident if ident.name == kw::UnderscoreLifetime => match self.anonymous_lifetime_mode {
2424                 AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {
2425                     let fresh_name = self.collect_fresh_in_band_lifetime(span);
2426                     self.new_named_lifetime(l.id, span, hir::LifetimeName::Param(fresh_name))
2427                 }
2428
2429                 AnonymousLifetimeMode::PassThrough => {
2430                     self.new_named_lifetime(l.id, span, hir::LifetimeName::Underscore)
2431                 }
2432
2433                 AnonymousLifetimeMode::ReportError => self.new_error_lifetime(Some(l.id), span),
2434             },
2435             ident => {
2436                 self.maybe_collect_in_band_lifetime(ident);
2437                 let param_name = ParamName::Plain(ident);
2438                 self.new_named_lifetime(l.id, span, hir::LifetimeName::Param(param_name))
2439             }
2440         }
2441     }
2442
2443     fn new_named_lifetime(
2444         &mut self,
2445         id: NodeId,
2446         span: Span,
2447         name: hir::LifetimeName,
2448     ) -> hir::Lifetime {
2449         hir::Lifetime { hir_id: self.lower_node_id(id), span, name }
2450     }
2451
2452     fn lower_generic_params_mut<'s>(
2453         &'s mut self,
2454         params: &'s [GenericParam],
2455         add_bounds: &'s NodeMap<Vec<GenericBound>>,
2456         mut itctx: ImplTraitContext<'s, 'hir>,
2457     ) -> impl Iterator<Item = hir::GenericParam<'hir>> + Captures<'a> + Captures<'s> {
2458         params
2459             .iter()
2460             .map(move |param| self.lower_generic_param(param, add_bounds, itctx.reborrow()))
2461     }
2462
2463     fn lower_generic_params(
2464         &mut self,
2465         params: &[GenericParam],
2466         add_bounds: &NodeMap<Vec<GenericBound>>,
2467         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2468     ) -> &'hir [hir::GenericParam<'hir>] {
2469         self.arena.alloc_from_iter(self.lower_generic_params_mut(params, add_bounds, itctx))
2470     }
2471
2472     fn lower_generic_param(
2473         &mut self,
2474         param: &GenericParam,
2475         add_bounds: &NodeMap<Vec<GenericBound>>,
2476         mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2477     ) -> hir::GenericParam<'hir> {
2478         let mut bounds: Vec<_> = self
2479             .with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::ReportError, |this| {
2480                 this.lower_param_bounds_mut(&param.bounds, itctx.reborrow()).collect()
2481             });
2482
2483         let (name, kind) = match param.kind {
2484             GenericParamKind::Lifetime => {
2485                 let was_collecting_in_band = self.is_collecting_in_band_lifetimes;
2486                 self.is_collecting_in_band_lifetimes = false;
2487
2488                 let lt = self
2489                     .with_anonymous_lifetime_mode(AnonymousLifetimeMode::ReportError, |this| {
2490                         this.lower_lifetime(&Lifetime { id: param.id, ident: param.ident })
2491                     });
2492                 let param_name = match lt.name {
2493                     hir::LifetimeName::Param(param_name) => param_name,
2494                     hir::LifetimeName::Implicit
2495                     | hir::LifetimeName::Underscore
2496                     | hir::LifetimeName::Static => hir::ParamName::Plain(lt.name.ident()),
2497                     hir::LifetimeName::ImplicitObjectLifetimeDefault => {
2498                         span_bug!(
2499                             param.ident.span,
2500                             "object-lifetime-default should not occur here",
2501                         );
2502                     }
2503                     hir::LifetimeName::Error => ParamName::Error,
2504                 };
2505
2506                 let kind =
2507                     hir::GenericParamKind::Lifetime { kind: hir::LifetimeParamKind::Explicit };
2508
2509                 self.is_collecting_in_band_lifetimes = was_collecting_in_band;
2510
2511                 (param_name, kind)
2512             }
2513             GenericParamKind::Type { ref default, .. } => {
2514                 let add_bounds = add_bounds.get(&param.id).map_or(&[][..], |x| &x);
2515                 if !add_bounds.is_empty() {
2516                     let params = self.lower_param_bounds_mut(add_bounds, itctx.reborrow());
2517                     bounds.extend(params);
2518                 }
2519
2520                 let kind = hir::GenericParamKind::Type {
2521                     default: default
2522                         .as_ref()
2523                         .map(|x| self.lower_ty(x, ImplTraitContext::OpaqueTy(None))),
2524                     synthetic: param
2525                         .attrs
2526                         .iter()
2527                         .filter(|attr| attr.check_name(sym::rustc_synthetic))
2528                         .map(|_| hir::SyntheticTyParamKind::ImplTrait)
2529                         .next(),
2530                 };
2531
2532                 (hir::ParamName::Plain(param.ident), kind)
2533             }
2534             GenericParamKind::Const { ref ty } => (
2535                 hir::ParamName::Plain(param.ident),
2536                 hir::GenericParamKind::Const {
2537                     ty: self.lower_ty(&ty, ImplTraitContext::disallowed()),
2538                 },
2539             ),
2540         };
2541
2542         hir::GenericParam {
2543             hir_id: self.lower_node_id(param.id),
2544             name,
2545             span: param.ident.span,
2546             pure_wrt_drop: attr::contains_name(&param.attrs, sym::may_dangle),
2547             attrs: self.lower_attrs(&param.attrs),
2548             bounds: self.arena.alloc_from_iter(bounds),
2549             kind,
2550         }
2551     }
2552
2553     fn lower_trait_ref(
2554         &mut self,
2555         p: &TraitRef,
2556         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2557     ) -> hir::TraitRef<'hir> {
2558         let path = match self.lower_qpath(p.ref_id, &None, &p.path, ParamMode::Explicit, itctx) {
2559             hir::QPath::Resolved(None, path) => path,
2560             qpath => bug!("lower_trait_ref: unexpected QPath `{:?}`", qpath),
2561         };
2562         hir::TraitRef { path, hir_ref_id: self.lower_node_id(p.ref_id) }
2563     }
2564
2565     fn lower_poly_trait_ref(
2566         &mut self,
2567         p: &PolyTraitRef,
2568         mut itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2569     ) -> hir::PolyTraitRef<'hir> {
2570         let bound_generic_params = self.lower_generic_params(
2571             &p.bound_generic_params,
2572             &NodeMap::default(),
2573             itctx.reborrow(),
2574         );
2575         let trait_ref = self.with_in_scope_lifetime_defs(&p.bound_generic_params, |this| {
2576             this.lower_trait_ref(&p.trait_ref, itctx)
2577         });
2578
2579         hir::PolyTraitRef { bound_generic_params, trait_ref, span: p.span }
2580     }
2581
2582     fn lower_mt(&mut self, mt: &MutTy, itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>) -> hir::MutTy<'hir> {
2583         hir::MutTy { ty: self.lower_ty(&mt.ty, itctx), mutbl: mt.mutbl }
2584     }
2585
2586     fn lower_param_bounds(
2587         &mut self,
2588         bounds: &[GenericBound],
2589         itctx: ImplTraitContext<'_, 'hir>,
2590     ) -> hir::GenericBounds<'hir> {
2591         self.arena.alloc_from_iter(self.lower_param_bounds_mut(bounds, itctx))
2592     }
2593
2594     fn lower_param_bounds_mut<'s>(
2595         &'s mut self,
2596         bounds: &'s [GenericBound],
2597         mut itctx: ImplTraitContext<'s, 'hir>,
2598     ) -> impl Iterator<Item = hir::GenericBound<'hir>> + Captures<'s> + Captures<'a> {
2599         bounds.iter().map(move |bound| self.lower_param_bound(bound, itctx.reborrow()))
2600     }
2601
2602     fn lower_block(&mut self, b: &Block, targeted_by_break: bool) -> &'hir hir::Block<'hir> {
2603         self.arena.alloc(self.lower_block_noalloc(b, targeted_by_break))
2604     }
2605
2606     fn lower_block_noalloc(&mut self, b: &Block, targeted_by_break: bool) -> hir::Block<'hir> {
2607         let mut stmts = vec![];
2608         let mut expr: Option<&'hir _> = None;
2609
2610         for (index, stmt) in b.stmts.iter().enumerate() {
2611             if index == b.stmts.len() - 1 {
2612                 if let StmtKind::Expr(ref e) = stmt.kind {
2613                     expr = Some(self.lower_expr(e));
2614                 } else {
2615                     stmts.extend(self.lower_stmt(stmt));
2616                 }
2617             } else {
2618                 stmts.extend(self.lower_stmt(stmt));
2619             }
2620         }
2621
2622         hir::Block {
2623             hir_id: self.lower_node_id(b.id),
2624             stmts: self.arena.alloc_from_iter(stmts),
2625             expr,
2626             rules: self.lower_block_check_mode(&b.rules),
2627             span: b.span,
2628             targeted_by_break,
2629         }
2630     }
2631
2632     /// Lowers a block directly to an expression, presuming that it
2633     /// has no attributes and is not targeted by a `break`.
2634     fn lower_block_expr(&mut self, b: &Block) -> hir::Expr<'hir> {
2635         let block = self.lower_block(b, false);
2636         self.expr_block(block, AttrVec::new())
2637     }
2638
2639     fn lower_pat(&mut self, p: &Pat) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2640         let node = match p.kind {
2641             PatKind::Wild => hir::PatKind::Wild,
2642             PatKind::Ident(ref binding_mode, ident, ref sub) => {
2643                 let lower_sub = |this: &mut Self| sub.as_ref().map(|s| this.lower_pat(&*s));
2644                 let node = self.lower_pat_ident(p, binding_mode, ident, lower_sub);
2645                 node
2646             }
2647             PatKind::Lit(ref e) => hir::PatKind::Lit(self.lower_expr(e)),
2648             PatKind::TupleStruct(ref path, ref pats) => {
2649                 let qpath = self.lower_qpath(
2650                     p.id,
2651                     &None,
2652                     path,
2653                     ParamMode::Optional,
2654                     ImplTraitContext::disallowed(),
2655                 );
2656                 let (pats, ddpos) = self.lower_pat_tuple(pats, "tuple struct");
2657                 hir::PatKind::TupleStruct(qpath, pats, ddpos)
2658             }
2659             PatKind::Or(ref pats) => {
2660                 hir::PatKind::Or(self.arena.alloc_from_iter(pats.iter().map(|x| self.lower_pat(x))))
2661             }
2662             PatKind::Path(ref qself, ref path) => {
2663                 let qpath = self.lower_qpath(
2664                     p.id,
2665                     qself,
2666                     path,
2667                     ParamMode::Optional,
2668                     ImplTraitContext::disallowed(),
2669                 );
2670                 hir::PatKind::Path(qpath)
2671             }
2672             PatKind::Struct(ref path, ref fields, etc) => {
2673                 let qpath = self.lower_qpath(
2674                     p.id,
2675                     &None,
2676                     path,
2677                     ParamMode::Optional,
2678                     ImplTraitContext::disallowed(),
2679                 );
2680
2681                 let fs = self.arena.alloc_from_iter(fields.iter().map(|f| hir::FieldPat {
2682                     hir_id: self.next_id(),
2683                     ident: f.ident,
2684                     pat: self.lower_pat(&f.pat),
2685                     is_shorthand: f.is_shorthand,
2686                     span: f.span,
2687                 }));
2688                 hir::PatKind::Struct(qpath, fs, etc)
2689             }
2690             PatKind::Tuple(ref pats) => {
2691                 let (pats, ddpos) = self.lower_pat_tuple(pats, "tuple");
2692                 hir::PatKind::Tuple(pats, ddpos)
2693             }
2694             PatKind::Box(ref inner) => hir::PatKind::Box(self.lower_pat(inner)),
2695             PatKind::Ref(ref inner, mutbl) => hir::PatKind::Ref(self.lower_pat(inner), mutbl),
2696             PatKind::Range(ref e1, ref e2, Spanned { node: ref end, .. }) => hir::PatKind::Range(
2697                 self.lower_expr(e1),
2698                 self.lower_expr(e2),
2699                 self.lower_range_end(end),
2700             ),
2701             PatKind::Slice(ref pats) => self.lower_pat_slice(pats),
2702             PatKind::Rest => {
2703                 // If we reach here the `..` pattern is not semantically allowed.
2704                 self.ban_illegal_rest_pat(p.span)
2705             }
2706             PatKind::Paren(ref inner) => return self.lower_pat(inner),
2707             PatKind::Mac(_) => panic!("Shouldn't exist here"),
2708         };
2709
2710         self.pat_with_node_id_of(p, node)
2711     }
2712
2713     fn lower_pat_tuple(
2714         &mut self,
2715         pats: &[AstP<Pat>],
2716         ctx: &str,
2717     ) -> (&'hir [&'hir hir::Pat<'hir>], Option<usize>) {
2718         let mut elems = Vec::with_capacity(pats.len());
2719         let mut rest = None;
2720
2721         let mut iter = pats.iter().enumerate();
2722         for (idx, pat) in iter.by_ref() {
2723             // Interpret the first `..` pattern as a sub-tuple pattern.
2724             // Note that unlike for slice patterns,
2725             // where `xs @ ..` is a legal sub-slice pattern,
2726             // it is not a legal sub-tuple pattern.
2727             if pat.is_rest() {
2728                 rest = Some((idx, pat.span));
2729                 break;
2730             }
2731             // It was not a sub-tuple pattern so lower it normally.
2732             elems.push(self.lower_pat(pat));
2733         }
2734
2735         for (_, pat) in iter {
2736             // There was a previous sub-tuple pattern; make sure we don't allow more...
2737             if pat.is_rest() {
2738                 // ...but there was one again, so error.
2739                 self.ban_extra_rest_pat(pat.span, rest.unwrap().1, ctx);
2740             } else {
2741                 elems.push(self.lower_pat(pat));
2742             }
2743         }
2744
2745         (self.arena.alloc_from_iter(elems), rest.map(|(ddpos, _)| ddpos))
2746     }
2747
2748     /// Lower a slice pattern of form `[pat_0, ..., pat_n]` into
2749     /// `hir::PatKind::Slice(before, slice, after)`.
2750     ///
2751     /// When encountering `($binding_mode $ident @)? ..` (`slice`),
2752     /// this is interpreted as a sub-slice pattern semantically.
2753     /// Patterns that follow, which are not like `slice` -- or an error occurs, are in `after`.
2754     fn lower_pat_slice(&mut self, pats: &[AstP<Pat>]) -> hir::PatKind<'hir> {
2755         let mut before = Vec::new();
2756         let mut after = Vec::new();
2757         let mut slice = None;
2758         let mut prev_rest_span = None;
2759
2760         let mut iter = pats.iter();
2761         // Lower all the patterns until the first occurence of a sub-slice pattern.
2762         for pat in iter.by_ref() {
2763             match pat.kind {
2764                 // Found a sub-slice pattern `..`. Record, lower it to `_`, and stop here.
2765                 PatKind::Rest => {
2766                     prev_rest_span = Some(pat.span);
2767                     slice = Some(self.pat_wild_with_node_id_of(pat));
2768                     break;
2769                 }
2770                 // Found a sub-slice pattern `$binding_mode $ident @ ..`.
2771                 // Record, lower it to `$binding_mode $ident @ _`, and stop here.
2772                 PatKind::Ident(ref bm, ident, Some(ref sub)) if sub.is_rest() => {
2773                     prev_rest_span = Some(sub.span);
2774                     let lower_sub = |this: &mut Self| Some(this.pat_wild_with_node_id_of(sub));
2775                     let node = self.lower_pat_ident(pat, bm, ident, lower_sub);
2776                     slice = Some(self.pat_with_node_id_of(pat, node));
2777                     break;
2778                 }
2779                 // It was not a subslice pattern so lower it normally.
2780                 _ => before.push(self.lower_pat(pat)),
2781             }
2782         }
2783
2784         // Lower all the patterns after the first sub-slice pattern.
2785         for pat in iter {
2786             // There was a previous subslice pattern; make sure we don't allow more.
2787             let rest_span = match pat.kind {
2788                 PatKind::Rest => Some(pat.span),
2789                 PatKind::Ident(.., Some(ref sub)) if sub.is_rest() => {
2790                     // The `HirValidator` is merciless; add a `_` pattern to avoid ICEs.
2791                     after.push(self.pat_wild_with_node_id_of(pat));
2792                     Some(sub.span)
2793                 }
2794                 _ => None,
2795             };
2796             if let Some(rest_span) = rest_span {
2797                 // We have e.g., `[a, .., b, ..]`. That's no good, error!
2798                 self.ban_extra_rest_pat(rest_span, prev_rest_span.unwrap(), "slice");
2799             } else {
2800                 // Lower the pattern normally.
2801                 after.push(self.lower_pat(pat));
2802             }
2803         }
2804
2805         hir::PatKind::Slice(
2806             self.arena.alloc_from_iter(before),
2807             slice,
2808             self.arena.alloc_from_iter(after),
2809         )
2810     }
2811
2812     fn lower_pat_ident(
2813         &mut self,
2814         p: &Pat,
2815         binding_mode: &BindingMode,
2816         ident: Ident,
2817         lower_sub: impl FnOnce(&mut Self) -> Option<&'hir hir::Pat<'hir>>,
2818     ) -> hir::PatKind<'hir> {
2819         match self.resolver.get_partial_res(p.id).map(|d| d.base_res()) {
2820             // `None` can occur in body-less function signatures
2821             res @ None | res @ Some(Res::Local(_)) => {
2822                 let canonical_id = match res {
2823                     Some(Res::Local(id)) => id,
2824                     _ => p.id,
2825                 };
2826
2827                 hir::PatKind::Binding(
2828                     self.lower_binding_mode(binding_mode),
2829                     self.lower_node_id(canonical_id),
2830                     ident,
2831                     lower_sub(self),
2832                 )
2833             }
2834             Some(res) => hir::PatKind::Path(hir::QPath::Resolved(
2835                 None,
2836                 self.arena.alloc(hir::Path {
2837                     span: ident.span,
2838                     res: self.lower_res(res),
2839                     segments: arena_vec![self; hir::PathSegment::from_ident(ident)],
2840                 }),
2841             )),
2842         }
2843     }
2844
2845     fn pat_wild_with_node_id_of(&mut self, p: &Pat) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2846         self.pat_with_node_id_of(p, hir::PatKind::Wild)
2847     }
2848
2849     /// Construct a `Pat` with the `HirId` of `p.id` lowered.
2850     fn pat_with_node_id_of(&mut self, p: &Pat, kind: hir::PatKind<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
2851         self.arena.alloc(hir::Pat { hir_id: self.lower_node_id(p.id), kind, span: p.span })
2852     }
2853
2854     /// Emit a friendly error for extra `..` patterns in a tuple/tuple struct/slice pattern.
2855     fn ban_extra_rest_pat(&self, sp: Span, prev_sp: Span, ctx: &str) {
2856         self.diagnostic()
2857             .struct_span_err(sp, &format!("`..` can only be used once per {} pattern", ctx))
2858             .span_label(sp, &format!("can only be used once per {} pattern", ctx))
2859             .span_label(prev_sp, "previously used here")
2860             .emit();
2861     }
2862
2863     /// Used to ban the `..` pattern in places it shouldn't be semantically.
2864     fn ban_illegal_rest_pat(&self, sp: Span) -> hir::PatKind<'hir> {
2865         self.diagnostic()
2866             .struct_span_err(sp, "`..` patterns are not allowed here")
2867             .note("only allowed in tuple, tuple struct, and slice patterns")
2868             .emit();
2869
2870         // We're not in a list context so `..` can be reasonably treated
2871         // as `_` because it should always be valid and roughly matches the
2872         // intent of `..` (notice that the rest of a single slot is that slot).
2873         hir::PatKind::Wild
2874     }
2875
2876     fn lower_range_end(&mut self, e: &RangeEnd) -> hir::RangeEnd {
2877         match *e {
2878             RangeEnd::Included(_) => hir::RangeEnd::Included,
2879             RangeEnd::Excluded => hir::RangeEnd::Excluded,
2880         }
2881     }
2882
2883     fn lower_anon_const(&mut self, c: &AnonConst) -> hir::AnonConst {
2884         self.with_new_scopes(|this| hir::AnonConst {
2885             hir_id: this.lower_node_id(c.id),
2886             body: this.lower_const_body(c.value.span, Some(&c.value)),
2887         })
2888     }
2889
2890     fn lower_stmt(&mut self, s: &Stmt) -> SmallVec<[hir::Stmt<'hir>; 1]> {
2891         let kind = match s.kind {
2892             StmtKind::Local(ref l) => {
2893                 let (l, item_ids) = self.lower_local(l);
2894                 let mut ids: SmallVec<[hir::Stmt<'hir>; 1]> = item_ids
2895                     .into_iter()
2896                     .map(|item_id| {
2897                         let item_id = hir::ItemId { id: self.lower_node_id(item_id) };
2898                         self.stmt(s.span, hir::StmtKind::Item(item_id))
2899                     })
2900                     .collect();
2901                 ids.push({
2902                     hir::Stmt {
2903                         hir_id: self.lower_node_id(s.id),
2904                         kind: hir::StmtKind::Local(self.arena.alloc(l)),
2905                         span: s.span,
2906                     }
2907                 });
2908                 return ids;
2909             }
2910             StmtKind::Item(ref it) => {
2911                 // Can only use the ID once.
2912                 let mut id = Some(s.id);
2913                 return self
2914                     .lower_item_id(it)
2915                     .into_iter()
2916                     .map(|item_id| {
2917                         let hir_id = id
2918                             .take()
2919                             .map(|id| self.lower_node_id(id))
2920                             .unwrap_or_else(|| self.next_id());
2921
2922                         hir::Stmt { hir_id, kind: hir::StmtKind::Item(item_id), span: s.span }
2923                     })
2924                     .collect();
2925             }
2926             StmtKind::Expr(ref e) => hir::StmtKind::Expr(self.lower_expr(e)),
2927             StmtKind::Semi(ref e) => hir::StmtKind::Semi(self.lower_expr(e)),
2928             StmtKind::Mac(..) => panic!("shouldn't exist here"),
2929         };
2930         smallvec![hir::Stmt { hir_id: self.lower_node_id(s.id), kind, span: s.span }]
2931     }
2932
2933     fn lower_block_check_mode(&mut self, b: &BlockCheckMode) -> hir::BlockCheckMode {
2934         match *b {
2935             BlockCheckMode::Default => hir::BlockCheckMode::DefaultBlock,
2936             BlockCheckMode::Unsafe(u) => {
2937                 hir::BlockCheckMode::UnsafeBlock(self.lower_unsafe_source(u))
2938             }
2939         }
2940     }
2941
2942     fn lower_binding_mode(&mut self, b: &BindingMode) -> hir::BindingAnnotation {
2943         match *b {
2944             BindingMode::ByValue(Mutability::Not) => hir::BindingAnnotation::Unannotated,
2945             BindingMode::ByRef(Mutability::Not) => hir::BindingAnnotation::Ref,
2946             BindingMode::ByValue(Mutability::Mut) => hir::BindingAnnotation::Mutable,
2947             BindingMode::ByRef(Mutability::Mut) => hir::BindingAnnotation::RefMut,
2948         }
2949     }
2950
2951     fn lower_unsafe_source(&mut self, u: UnsafeSource) -> hir::UnsafeSource {
2952         match u {
2953             CompilerGenerated => hir::UnsafeSource::CompilerGenerated,
2954             UserProvided => hir::UnsafeSource::UserProvided,
2955         }
2956     }
2957
2958     fn lower_trait_bound_modifier(&mut self, f: TraitBoundModifier) -> hir::TraitBoundModifier {
2959         match f {
2960             TraitBoundModifier::None => hir::TraitBoundModifier::None,
2961             TraitBoundModifier::Maybe => hir::TraitBoundModifier::Maybe,
2962         }
2963     }
2964
2965     // Helper methods for building HIR.
2966
2967     fn stmt(&mut self, span: Span, kind: hir::StmtKind<'hir>) -> hir::Stmt<'hir> {
2968         hir::Stmt { span, kind, hir_id: self.next_id() }
2969     }
2970
2971     fn stmt_expr(&mut self, span: Span, expr: hir::Expr<'hir>) -> hir::Stmt<'hir> {
2972         self.stmt(span, hir::StmtKind::Expr(self.arena.alloc(expr)))
2973     }
2974
2975     fn stmt_let_pat(
2976         &mut self,
2977         attrs: AttrVec,
2978         span: Span,
2979         init: Option<&'hir hir::Expr<'hir>>,
2980         pat: &'hir hir::Pat<'hir>,
2981         source: hir::LocalSource,
2982     ) -> hir::Stmt<'hir> {
2983         let local = hir::Local { attrs, hir_id: self.next_id(), init, pat, source, span, ty: None };
2984         self.stmt(span, hir::StmtKind::Local(self.arena.alloc(local)))
2985     }
2986
2987     fn block_expr(&mut self, expr: &'hir hir::Expr<'hir>) -> &'hir hir::Block<'hir> {
2988         self.block_all(expr.span, &[], Some(expr))
2989     }
2990
2991     fn block_all(
2992         &mut self,
2993         span: Span,
2994         stmts: &'hir [hir::Stmt<'hir>],
2995         expr: Option<&'hir hir::Expr<'hir>>,
2996     ) -> &'hir hir::Block<'hir> {
2997         let blk = hir::Block {
2998             stmts,
2999             expr,
3000             hir_id: self.next_id(),
3001             rules: hir::BlockCheckMode::DefaultBlock,
3002             span,
3003             targeted_by_break: false,
3004         };
3005         self.arena.alloc(blk)
3006     }
3007
3008     /// Constructs a `true` or `false` literal pattern.
3009     fn pat_bool(&mut self, span: Span, val: bool) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3010         let expr = self.expr_bool(span, val);
3011         self.pat(span, hir::PatKind::Lit(expr))
3012     }
3013
3014     fn pat_ok(&mut self, span: Span, pat: &'hir hir::Pat<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3015         self.pat_std_enum(span, &[sym::result, sym::Result, sym::Ok], arena_vec![self; pat])
3016     }
3017
3018     fn pat_err(&mut self, span: Span, pat: &'hir hir::Pat<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3019         self.pat_std_enum(span, &[sym::result, sym::Result, sym::Err], arena_vec![self; pat])
3020     }
3021
3022     fn pat_some(&mut self, span: Span, pat: &'hir hir::Pat<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3023         self.pat_std_enum(span, &[sym::option, sym::Option, sym::Some], arena_vec![self; pat])
3024     }
3025
3026     fn pat_none(&mut self, span: Span) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3027         self.pat_std_enum(span, &[sym::option, sym::Option, sym::None], &[])
3028     }
3029
3030     fn pat_std_enum(
3031         &mut self,
3032         span: Span,
3033         components: &[Symbol],
3034         subpats: &'hir [&'hir hir::Pat<'hir>],
3035     ) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3036         let path = self.std_path(span, components, None, true);
3037         let qpath = hir::QPath::Resolved(None, path);
3038         let pt = if subpats.is_empty() {
3039             hir::PatKind::Path(qpath)
3040         } else {
3041             hir::PatKind::TupleStruct(qpath, subpats, None)
3042         };
3043         self.pat(span, pt)
3044     }
3045
3046     fn pat_ident(&mut self, span: Span, ident: Ident) -> (&'hir hir::Pat<'hir>, hir::HirId) {
3047         self.pat_ident_binding_mode(span, ident, hir::BindingAnnotation::Unannotated)
3048     }
3049
3050     fn pat_ident_binding_mode(
3051         &mut self,
3052         span: Span,
3053         ident: Ident,
3054         bm: hir::BindingAnnotation,
3055     ) -> (&'hir hir::Pat<'hir>, hir::HirId) {
3056         let hir_id = self.next_id();
3057
3058         (
3059             self.arena.alloc(hir::Pat {
3060                 hir_id,
3061                 kind: hir::PatKind::Binding(bm, hir_id, ident.with_span_pos(span), None),
3062                 span,
3063             }),
3064             hir_id,
3065         )
3066     }
3067
3068     fn pat_wild(&mut self, span: Span) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3069         self.pat(span, hir::PatKind::Wild)
3070     }
3071
3072     fn pat(&mut self, span: Span, kind: hir::PatKind<'hir>) -> &'hir hir::Pat<'hir> {
3073         self.arena.alloc(hir::Pat { hir_id: self.next_id(), kind, span })
3074     }
3075
3076     /// Given a suffix `["b", "c", "d"]`, returns path `::std::b::c::d` when
3077     /// `fld.cx.use_std`, and `::core::b::c::d` otherwise.
3078     /// The path is also resolved according to `is_value`.
3079     fn std_path(
3080         &mut self,
3081         span: Span,
3082         components: &[Symbol],
3083         params: Option<&'hir hir::GenericArgs<'hir>>,
3084         is_value: bool,
3085     ) -> &'hir hir::Path<'hir> {
3086         let ns = if is_value { Namespace::ValueNS } else { Namespace::TypeNS };
3087         let (path, res) = self.resolver.resolve_str_path(span, self.crate_root, components, ns);
3088
3089         let mut segments: Vec<_> = path
3090             .segments
3091             .iter()
3092             .map(|segment| {
3093                 let res = self.expect_full_res(segment.id);
3094                 hir::PathSegment {
3095                     ident: segment.ident,
3096                     hir_id: Some(self.lower_node_id(segment.id)),
3097                     res: Some(self.lower_res(res)),
3098                     infer_args: true,
3099                     args: None,
3100                 }
3101             })
3102             .collect();
3103         segments.last_mut().unwrap().args = params;
3104
3105         self.arena.alloc(hir::Path {
3106             span,
3107             res: res.map_id(|_| panic!("unexpected `NodeId`")),
3108             segments: self.arena.alloc_from_iter(segments),
3109         })
3110     }
3111
3112     fn ty_path(
3113         &mut self,
3114         mut hir_id: hir::HirId,
3115         span: Span,
3116         qpath: hir::QPath<'hir>,
3117     ) -> hir::Ty<'hir> {
3118         let kind = match qpath {
3119             hir::QPath::Resolved(None, path) => {
3120                 // Turn trait object paths into `TyKind::TraitObject` instead.
3121                 match path.res {
3122                     Res::Def(DefKind::Trait, _) | Res::Def(DefKind::TraitAlias, _) => {
3123                         let principal = hir::PolyTraitRef {
3124                             bound_generic_params: &[],
3125                             trait_ref: hir::TraitRef { path, hir_ref_id: hir_id },
3126                             span,
3127                         };
3128
3129                         // The original ID is taken by the `PolyTraitRef`,
3130                         // so the `Ty` itself needs a different one.
3131                         hir_id = self.next_id();
3132                         hir::TyKind::TraitObject(
3133                             arena_vec![self; principal],
3134                             self.elided_dyn_bound(span),
3135                         )
3136                     }
3137                     _ => hir::TyKind::Path(hir::QPath::Resolved(None, path)),
3138                 }
3139             }
3140             _ => hir::TyKind::Path(qpath),
3141         };
3142
3143         hir::Ty { hir_id, kind, span }
3144     }
3145
3146     /// Invoked to create the lifetime argument for a type `&T`
3147     /// with no explicit lifetime.
3148     fn elided_ref_lifetime(&mut self, span: Span) -> hir::Lifetime {
3149         match self.anonymous_lifetime_mode {
3150             // Intercept when we are in an impl header or async fn and introduce an in-band
3151             // lifetime.
3152             // Hence `impl Foo for &u32` becomes `impl<'f> Foo for &'f u32` for some fresh
3153             // `'f`.
3154             AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {
3155                 let fresh_name = self.collect_fresh_in_band_lifetime(span);
3156                 hir::Lifetime {
3157                     hir_id: self.next_id(),
3158                     span,
3159                     name: hir::LifetimeName::Param(fresh_name),
3160                 }
3161             }
3162
3163             AnonymousLifetimeMode::ReportError => self.new_error_lifetime(None, span),
3164
3165             AnonymousLifetimeMode::PassThrough => self.new_implicit_lifetime(span),
3166         }
3167     }
3168
3169     /// Report an error on illegal use of `'_` or a `&T` with no explicit lifetime;
3170     /// return a "error lifetime".
3171     fn new_error_lifetime(&mut self, id: Option<NodeId>, span: Span) -> hir::Lifetime {
3172         let (id, msg, label) = match id {
3173             Some(id) => (id, "`'_` cannot be used here", "`'_` is a reserved lifetime name"),
3174
3175             None => (
3176                 self.resolver.next_node_id(),
3177                 "`&` without an explicit lifetime name cannot be used here",
3178                 "explicit lifetime name needed here",
3179             ),
3180         };
3181
3182         let mut err = struct_span_err!(self.sess, span, E0637, "{}", msg,);
3183         err.span_label(span, label);
3184         err.emit();
3185
3186         self.new_named_lifetime(id, span, hir::LifetimeName::Error)
3187     }
3188
3189     /// Invoked to create the lifetime argument(s) for a path like
3190     /// `std::cell::Ref<T>`; note that implicit lifetimes in these
3191     /// sorts of cases are deprecated. This may therefore report a warning or an
3192     /// error, depending on the mode.
3193     fn elided_path_lifetimes<'s>(
3194         &'s mut self,
3195         span: Span,
3196         count: usize,
3197     ) -> impl Iterator<Item = hir::Lifetime> + Captures<'a> + Captures<'s> + Captures<'hir> {
3198         (0..count).map(move |_| self.elided_path_lifetime(span))
3199     }
3200
3201     fn elided_path_lifetime(&mut self, span: Span) -> hir::Lifetime {
3202         match self.anonymous_lifetime_mode {
3203             AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {
3204                 // We should have emitted E0726 when processing this path above
3205                 self.sess
3206                     .delay_span_bug(span, "expected 'implicit elided lifetime not allowed' error");
3207                 let id = self.resolver.next_node_id();
3208                 self.new_named_lifetime(id, span, hir::LifetimeName::Error)
3209             }
3210             // `PassThrough` is the normal case.
3211             // `new_error_lifetime`, which would usually be used in the case of `ReportError`,
3212             // is unsuitable here, as these can occur from missing lifetime parameters in a
3213             // `PathSegment`, for which there is no associated `'_` or `&T` with no explicit
3214             // lifetime. Instead, we simply create an implicit lifetime, which will be checked
3215             // later, at which point a suitable error will be emitted.
3216             AnonymousLifetimeMode::PassThrough | AnonymousLifetimeMode::ReportError => {
3217                 self.new_implicit_lifetime(span)
3218             }
3219         }
3220     }
3221
3222     /// Invoked to create the lifetime argument(s) for an elided trait object
3223     /// bound, like the bound in `Box<dyn Debug>`. This method is not invoked
3224     /// when the bound is written, even if it is written with `'_` like in
3225     /// `Box<dyn Debug + '_>`. In those cases, `lower_lifetime` is invoked.
3226     fn elided_dyn_bound(&mut self, span: Span) -> hir::Lifetime {
3227         match self.anonymous_lifetime_mode {
3228             // NB. We intentionally ignore the create-parameter mode here.
3229             // and instead "pass through" to resolve-lifetimes, which will apply
3230             // the object-lifetime-defaulting rules. Elided object lifetime defaults
3231             // do not act like other elided lifetimes. In other words, given this:
3232             //
3233             //     impl Foo for Box<dyn Debug>
3234             //
3235             // we do not introduce a fresh `'_` to serve as the bound, but instead
3236             // ultimately translate to the equivalent of:
3237             //
3238             //     impl Foo for Box<dyn Debug + 'static>
3239             //
3240             // `resolve_lifetime` has the code to make that happen.
3241             AnonymousLifetimeMode::CreateParameter => {}
3242
3243             AnonymousLifetimeMode::ReportError => {
3244                 // ReportError applies to explicit use of `'_`.
3245             }
3246
3247             // This is the normal case.
3248             AnonymousLifetimeMode::PassThrough => {}
3249         }
3250
3251         let r = hir::Lifetime {
3252             hir_id: self.next_id(),
3253             span,
3254             name: hir::LifetimeName::ImplicitObjectLifetimeDefault,
3255         };
3256         debug!("elided_dyn_bound: r={:?}", r);
3257         r
3258     }
3259
3260     fn new_implicit_lifetime(&mut self, span: Span) -> hir::Lifetime {
3261         hir::Lifetime { hir_id: self.next_id(), span, name: hir::LifetimeName::Implicit }
3262     }
3263
3264     fn maybe_lint_bare_trait(&mut self, span: Span, id: NodeId, is_global: bool) {
3265         // FIXME(davidtwco): This is a hack to detect macros which produce spans of the
3266         // call site which do not have a macro backtrace. See #61963.
3267         let is_macro_callsite = self
3268             .sess
3269             .source_map()
3270             .span_to_snippet(span)
3271             .map(|snippet| snippet.starts_with("#["))
3272             .unwrap_or(true);
3273         if !is_macro_callsite {
3274             self.resolver.lint_buffer().buffer_lint_with_diagnostic(
3275                 builtin::BARE_TRAIT_OBJECTS,
3276                 id,
3277                 span,
3278                 "trait objects without an explicit `dyn` are deprecated",
3279                 builtin::BuiltinLintDiagnostics::BareTraitObject(span, is_global),
3280             )
3281         }
3282     }
3283 }
3284
3285 fn body_ids(bodies: &BTreeMap<hir::BodyId, hir::Body<'_>>) -> Vec<hir::BodyId> {
3286     // Sorting by span ensures that we get things in order within a
3287     // file, and also puts the files in a sensible order.
3288     let mut body_ids: Vec<_> = bodies.keys().cloned().collect();
3289     body_ids.sort_by_key(|b| bodies[b].value.span);
3290     body_ids
3291 }
3292
3293 /// Helper struct for delayed construction of GenericArgs.
3294 struct GenericArgsCtor<'hir> {
3295     args: SmallVec<[hir::GenericArg<'hir>; 4]>,
3296     bindings: &'hir [hir::TypeBinding<'hir>],
3297     parenthesized: bool,
3298 }
3299
3300 impl<'hir> GenericArgsCtor<'hir> {
3301     fn is_empty(&self) -> bool {
3302         self.args.is_empty() && self.bindings.is_empty() && !self.parenthesized
3303     }
3304
3305     fn into_generic_args(self, arena: &'hir Arena<'hir>) -> hir::GenericArgs<'hir> {
3306         hir::GenericArgs {
3307             args: arena.alloc_from_iter(self.args),
3308             bindings: self.bindings,
3309             parenthesized: self.parenthesized,
3310         }
3311     }
3312 }