]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/librustc_typeck/check/mod.rs
b1d32213b729e3a70fa5bee71d311a7da5d23293
[rust.git] / src / librustc_typeck / check / mod.rs
1 // ignore-tidy-filelength
2
3 /*!
4
5 # typeck: check phase
6
7 Within the check phase of type check, we check each item one at a time
8 (bodies of function expressions are checked as part of the containing
9 function). Inference is used to supply types wherever they are unknown.
10
11 By far the most complex case is checking the body of a function. This
12 can be broken down into several distinct phases:
13
14 - gather: creates type variables to represent the type of each local
15   variable and pattern binding.
16
17 - main: the main pass does the lion's share of the work: it
18   determines the types of all expressions, resolves
19   methods, checks for most invalid conditions, and so forth.  In
20   some cases, where a type is unknown, it may create a type or region
21   variable and use that as the type of an expression.
22
23   In the process of checking, various constraints will be placed on
24   these type variables through the subtyping relationships requested
25   through the `demand` module.  The `infer` module is in charge
26   of resolving those constraints.
27
28 - regionck: after main is complete, the regionck pass goes over all
29   types looking for regions and making sure that they did not escape
30   into places they are not in scope.  This may also influence the
31   final assignments of the various region variables if there is some
32   flexibility.
33
34 - writeback: writes the final types within a function body, replacing
35   type variables with their final inferred types.  These final types
36   are written into the `tcx.node_types` table, which should *never* contain
37   any reference to a type variable.
38
39 ## Intermediate types
40
41 While type checking a function, the intermediate types for the
42 expressions, blocks, and so forth contained within the function are
43 stored in `fcx.node_types` and `fcx.node_substs`.  These types
44 may contain unresolved type variables.  After type checking is
45 complete, the functions in the writeback module are used to take the
46 types from this table, resolve them, and then write them into their
47 permanent home in the type context `tcx`.
48
49 This means that during inferencing you should use `fcx.write_ty()`
50 and `fcx.expr_ty()` / `fcx.node_ty()` to write/obtain the types of
51 nodes within the function.
52
53 The types of top-level items, which never contain unbound type
54 variables, are stored directly into the `tcx` tables.
55
56 N.B., a type variable is not the same thing as a type parameter.  A
57 type variable is rather an "instance" of a type parameter: that is,
58 given a generic function `fn foo<T>(t: T)`: while checking the
59 function `foo`, the type `ty_param(0)` refers to the type `T`, which
60 is treated in abstract.  When `foo()` is called, however, `T` will be
61 substituted for a fresh type variable `N`.  This variable will
62 eventually be resolved to some concrete type (which might itself be
63 type parameter).
64
65 */
66
67 pub mod _match;
68 mod autoderef;
69 mod callee;
70 mod cast;
71 mod closure;
72 pub mod coercion;
73 mod compare_method;
74 pub mod demand;
75 pub mod dropck;
76 mod expr;
77 mod generator_interior;
78 pub mod intrinsic;
79 pub mod method;
80 mod op;
81 mod pat;
82 mod place_op;
83 mod regionck;
84 mod upvar;
85 mod wfcheck;
86 pub mod writeback;
87
88 use crate::astconv::{
89     AstConv, ExplicitLateBound, GenericArgCountMismatch, GenericArgCountResult, PathSeg,
90 };
91 use rustc_ast::ast;
92 use rustc_ast::util::parser::ExprPrecedence;
93 use rustc_attr as attr;
94 use rustc_data_structures::captures::Captures;
95 use rustc_data_structures::fx::{FxHashMap, FxHashSet};
96 use rustc_errors::ErrorReported;
97 use rustc_errors::{pluralize, struct_span_err, Applicability, DiagnosticBuilder, DiagnosticId};
98 use rustc_hir as hir;
99 use rustc_hir::def::{CtorOf, DefKind, Res};
100 use rustc_hir::def_id::{CrateNum, DefId, DefIdMap, DefIdSet, LocalDefId, LOCAL_CRATE};
101 use rustc_hir::intravisit::{self, NestedVisitorMap, Visitor};
102 use rustc_hir::itemlikevisit::ItemLikeVisitor;
103 use rustc_hir::lang_items::{
104     FutureTraitLangItem, PinTypeLangItem, SizedTraitLangItem, VaListTypeLangItem,
105 };
106 use rustc_hir::{ExprKind, GenericArg, HirIdMap, Item, ItemKind, Node, PatKind, QPath};
107 use rustc_index::bit_set::BitSet;
108 use rustc_index::vec::Idx;
109 use rustc_infer::infer;
110 use rustc_infer::infer::canonical::{Canonical, OriginalQueryValues, QueryResponse};
111 use rustc_infer::infer::error_reporting::TypeAnnotationNeeded::E0282;
112 use rustc_infer::infer::type_variable::{TypeVariableOrigin, TypeVariableOriginKind};
113 use rustc_infer::infer::unify_key::{ConstVariableOrigin, ConstVariableOriginKind};
114 use rustc_infer::infer::{InferCtxt, InferOk, InferResult, RegionVariableOrigin, TyCtxtInferExt};
115 use rustc_middle::hir::map::blocks::FnLikeNode;
116 use rustc_middle::mir::interpret::ConstValue;
117 use rustc_middle::ty::adjustment::{
118     Adjust, Adjustment, AllowTwoPhase, AutoBorrow, AutoBorrowMutability,
119 };
120 use rustc_middle::ty::fold::{TypeFoldable, TypeFolder};
121 use rustc_middle::ty::query::Providers;
122 use rustc_middle::ty::subst::{self, InternalSubsts, Subst, SubstsRef};
123 use rustc_middle::ty::subst::{GenericArgKind, UserSelfTy, UserSubsts};
124 use rustc_middle::ty::util::{Discr, IntTypeExt, Representability};
125 use rustc_middle::ty::{
126     self, AdtKind, CanonicalUserType, Const, GenericParamDefKind, RegionKind, ToPolyTraitRef,
127     ToPredicate, Ty, TyCtxt, UserType, WithConstness,
128 };
129 use rustc_session::config::{self, EntryFnType};
130 use rustc_session::lint;
131 use rustc_session::parse::feature_err;
132 use rustc_session::Session;
133 use rustc_span::hygiene::DesugaringKind;
134 use rustc_span::source_map::{original_sp, DUMMY_SP};
135 use rustc_span::symbol::{kw, sym, Ident};
136 use rustc_span::{self, BytePos, MultiSpan, Span};
137 use rustc_target::abi::VariantIdx;
138 use rustc_target::spec::abi::Abi;
139 use rustc_trait_selection::infer::InferCtxtExt as _;
140 use rustc_trait_selection::opaque_types::{InferCtxtExt as _, OpaqueTypeDecl};
141 use rustc_trait_selection::traits::error_reporting::recursive_type_with_infinite_size_error;
142 use rustc_trait_selection::traits::error_reporting::InferCtxtExt as _;
143 use rustc_trait_selection::traits::query::evaluate_obligation::InferCtxtExt as _;
144 use rustc_trait_selection::traits::{
145     self, ObligationCause, ObligationCauseCode, TraitEngine, TraitEngineExt,
146 };
147
148 use std::cell::{Cell, Ref, RefCell, RefMut};
149 use std::cmp;
150 use std::collections::hash_map::Entry;
151 use std::iter;
152 use std::mem::replace;
153 use std::ops::{self, Deref};
154 use std::slice;
155
156 use crate::require_c_abi_if_c_variadic;
157 use crate::util::common::indenter;
158
159 use self::callee::DeferredCallResolution;
160 use self::coercion::{CoerceMany, DynamicCoerceMany};
161 use self::compare_method::{compare_const_impl, compare_impl_method, compare_ty_impl};
162 use self::method::{MethodCallee, SelfSource};
163 pub use self::Expectation::*;
164 use self::TupleArgumentsFlag::*;
165
166 #[macro_export]
167 macro_rules! type_error_struct {
168     ($session:expr, $span:expr, $typ:expr, $code:ident, $($message:tt)*) => ({
169         if $typ.references_error() {
170             $session.diagnostic().struct_dummy()
171         } else {
172             rustc_errors::struct_span_err!($session, $span, $code, $($message)*)
173         }
174     })
175 }
176
177 /// The type of a local binding, including the revealed type for anon types.
178 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
179 pub struct LocalTy<'tcx> {
180     decl_ty: Ty<'tcx>,
181     revealed_ty: Ty<'tcx>,
182 }
183
184 /// A wrapper for `InferCtxt`'s `in_progress_tables` field.
185 #[derive(Copy, Clone)]
186 struct MaybeInProgressTables<'a, 'tcx> {
187     maybe_tables: Option<&'a RefCell<ty::TypeckTables<'tcx>>>,
188 }
189
190 impl<'a, 'tcx> MaybeInProgressTables<'a, 'tcx> {
191     fn borrow(self) -> Ref<'a, ty::TypeckTables<'tcx>> {
192         match self.maybe_tables {
193             Some(tables) => tables.borrow(),
194             None => bug!("MaybeInProgressTables: inh/fcx.tables.borrow() with no tables"),
195         }
196     }
197
198     fn borrow_mut(self) -> RefMut<'a, ty::TypeckTables<'tcx>> {
199         match self.maybe_tables {
200             Some(tables) => tables.borrow_mut(),
201             None => bug!("MaybeInProgressTables: inh/fcx.tables.borrow_mut() with no tables"),
202         }
203     }
204 }
205
206 /// Closures defined within the function. For example:
207 ///
208 ///     fn foo() {
209 ///         bar(move|| { ... })
210 ///     }
211 ///
212 /// Here, the function `foo()` and the closure passed to
213 /// `bar()` will each have their own `FnCtxt`, but they will
214 /// share the inherited fields.
215 pub struct Inherited<'a, 'tcx> {
216     infcx: InferCtxt<'a, 'tcx>,
217
218     tables: MaybeInProgressTables<'a, 'tcx>,
219
220     locals: RefCell<HirIdMap<LocalTy<'tcx>>>,
221
222     fulfillment_cx: RefCell<Box<dyn TraitEngine<'tcx>>>,
223
224     // Some additional `Sized` obligations badly affect type inference.
225     // These obligations are added in a later stage of typeck.
226     deferred_sized_obligations: RefCell<Vec<(Ty<'tcx>, Span, traits::ObligationCauseCode<'tcx>)>>,
227
228     // When we process a call like `c()` where `c` is a closure type,
229     // we may not have decided yet whether `c` is a `Fn`, `FnMut`, or
230     // `FnOnce` closure. In that case, we defer full resolution of the
231     // call until upvar inference can kick in and make the
232     // decision. We keep these deferred resolutions grouped by the
233     // def-id of the closure, so that once we decide, we can easily go
234     // back and process them.
235     deferred_call_resolutions: RefCell<DefIdMap<Vec<DeferredCallResolution<'tcx>>>>,
236
237     deferred_cast_checks: RefCell<Vec<cast::CastCheck<'tcx>>>,
238
239     deferred_generator_interiors: RefCell<Vec<(hir::BodyId, Ty<'tcx>, hir::GeneratorKind)>>,
240
241     // Opaque types found in explicit return types and their
242     // associated fresh inference variable. Writeback resolves these
243     // variables to get the concrete type, which can be used to
244     // 'de-opaque' OpaqueTypeDecl, after typeck is done with all functions.
245     opaque_types: RefCell<DefIdMap<OpaqueTypeDecl<'tcx>>>,
246
247     /// A map from inference variables created from opaque
248     /// type instantiations (`ty::Infer`) to the actual opaque
249     /// type (`ty::Opaque`). Used during fallback to map unconstrained
250     /// opaque type inference variables to their corresponding
251     /// opaque type.
252     opaque_types_vars: RefCell<FxHashMap<Ty<'tcx>, Ty<'tcx>>>,
253
254     /// Each type parameter has an implicit region bound that
255     /// indicates it must outlive at least the function body (the user
256     /// may specify stronger requirements). This field indicates the
257     /// region of the callee. If it is `None`, then the parameter
258     /// environment is for an item or something where the "callee" is
259     /// not clear.
260     implicit_region_bound: Option<ty::Region<'tcx>>,
261
262     body_id: Option<hir::BodyId>,
263 }
264
265 impl<'a, 'tcx> Deref for Inherited<'a, 'tcx> {
266     type Target = InferCtxt<'a, 'tcx>;
267     fn deref(&self) -> &Self::Target {
268         &self.infcx
269     }
270 }
271
272 /// When type-checking an expression, we propagate downward
273 /// whatever type hint we are able in the form of an `Expectation`.
274 #[derive(Copy, Clone, Debug)]
275 pub enum Expectation<'tcx> {
276     /// We know nothing about what type this expression should have.
277     NoExpectation,
278
279     /// This expression should have the type given (or some subtype).
280     ExpectHasType(Ty<'tcx>),
281
282     /// This expression will be cast to the `Ty`.
283     ExpectCastableToType(Ty<'tcx>),
284
285     /// This rvalue expression will be wrapped in `&` or `Box` and coerced
286     /// to `&Ty` or `Box<Ty>`, respectively. `Ty` is `[A]` or `Trait`.
287     ExpectRvalueLikeUnsized(Ty<'tcx>),
288 }
289
290 impl<'a, 'tcx> Expectation<'tcx> {
291     // Disregard "castable to" expectations because they
292     // can lead us astray. Consider for example `if cond
293     // {22} else {c} as u8` -- if we propagate the
294     // "castable to u8" constraint to 22, it will pick the
295     // type 22u8, which is overly constrained (c might not
296     // be a u8). In effect, the problem is that the
297     // "castable to" expectation is not the tightest thing
298     // we can say, so we want to drop it in this case.
299     // The tightest thing we can say is "must unify with
300     // else branch". Note that in the case of a "has type"
301     // constraint, this limitation does not hold.
302
303     // If the expected type is just a type variable, then don't use
304     // an expected type. Otherwise, we might write parts of the type
305     // when checking the 'then' block which are incompatible with the
306     // 'else' branch.
307     fn adjust_for_branches(&self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>) -> Expectation<'tcx> {
308         match *self {
309             ExpectHasType(ety) => {
310                 let ety = fcx.shallow_resolve(ety);
311                 if !ety.is_ty_var() { ExpectHasType(ety) } else { NoExpectation }
312             }
313             ExpectRvalueLikeUnsized(ety) => ExpectRvalueLikeUnsized(ety),
314             _ => NoExpectation,
315         }
316     }
317
318     /// Provides an expectation for an rvalue expression given an *optional*
319     /// hint, which is not required for type safety (the resulting type might
320     /// be checked higher up, as is the case with `&expr` and `box expr`), but
321     /// is useful in determining the concrete type.
322     ///
323     /// The primary use case is where the expected type is a fat pointer,
324     /// like `&[isize]`. For example, consider the following statement:
325     ///
326     ///    let x: &[isize] = &[1, 2, 3];
327     ///
328     /// In this case, the expected type for the `&[1, 2, 3]` expression is
329     /// `&[isize]`. If however we were to say that `[1, 2, 3]` has the
330     /// expectation `ExpectHasType([isize])`, that would be too strong --
331     /// `[1, 2, 3]` does not have the type `[isize]` but rather `[isize; 3]`.
332     /// It is only the `&[1, 2, 3]` expression as a whole that can be coerced
333     /// to the type `&[isize]`. Therefore, we propagate this more limited hint,
334     /// which still is useful, because it informs integer literals and the like.
335     /// See the test case `test/ui/coerce-expect-unsized.rs` and #20169
336     /// for examples of where this comes up,.
337     fn rvalue_hint(fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>, ty: Ty<'tcx>) -> Expectation<'tcx> {
338         match fcx.tcx.struct_tail_without_normalization(ty).kind {
339             ty::Slice(_) | ty::Str | ty::Dynamic(..) => ExpectRvalueLikeUnsized(ty),
340             _ => ExpectHasType(ty),
341         }
342     }
343
344     // Resolves `expected` by a single level if it is a variable. If
345     // there is no expected type or resolution is not possible (e.g.,
346     // no constraints yet present), just returns `None`.
347     fn resolve(self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>) -> Expectation<'tcx> {
348         match self {
349             NoExpectation => NoExpectation,
350             ExpectCastableToType(t) => ExpectCastableToType(fcx.resolve_vars_if_possible(&t)),
351             ExpectHasType(t) => ExpectHasType(fcx.resolve_vars_if_possible(&t)),
352             ExpectRvalueLikeUnsized(t) => ExpectRvalueLikeUnsized(fcx.resolve_vars_if_possible(&t)),
353         }
354     }
355
356     fn to_option(self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>) -> Option<Ty<'tcx>> {
357         match self.resolve(fcx) {
358             NoExpectation => None,
359             ExpectCastableToType(ty) | ExpectHasType(ty) | ExpectRvalueLikeUnsized(ty) => Some(ty),
360         }
361     }
362
363     /// It sometimes happens that we want to turn an expectation into
364     /// a **hard constraint** (i.e., something that must be satisfied
365     /// for the program to type-check). `only_has_type` will return
366     /// such a constraint, if it exists.
367     fn only_has_type(self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>) -> Option<Ty<'tcx>> {
368         match self.resolve(fcx) {
369             ExpectHasType(ty) => Some(ty),
370             NoExpectation | ExpectCastableToType(_) | ExpectRvalueLikeUnsized(_) => None,
371         }
372     }
373
374     /// Like `only_has_type`, but instead of returning `None` if no
375     /// hard constraint exists, creates a fresh type variable.
376     fn coercion_target_type(self, fcx: &FnCtxt<'a, 'tcx>, span: Span) -> Ty<'tcx> {
377         self.only_has_type(fcx).unwrap_or_else(|| {
378             fcx.next_ty_var(TypeVariableOrigin { kind: TypeVariableOriginKind::MiscVariable, span })
379         })
380     }
381 }
382
383 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq)]
384 pub enum Needs {
385     MutPlace,
386     None,
387 }
388
389 impl Needs {
390     fn maybe_mut_place(m: hir::Mutability) -> Self {
391         match m {
392             hir::Mutability::Mut => Needs::MutPlace,
393             hir::Mutability::Not => Needs::None,
394         }
395     }
396 }
397
398 #[derive(Copy, Clone)]
399 pub struct UnsafetyState {
400     pub def: hir::HirId,
401     pub unsafety: hir::Unsafety,
402     pub unsafe_push_count: u32,
403     from_fn: bool,
404 }
405
406 impl UnsafetyState {
407     pub fn function(unsafety: hir::Unsafety, def: hir::HirId) -> UnsafetyState {
408         UnsafetyState { def, unsafety, unsafe_push_count: 0, from_fn: true }
409     }
410
411     pub fn recurse(&mut self, blk: &hir::Block<'_>) -> UnsafetyState {
412         use hir::BlockCheckMode;
413         match self.unsafety {
414             // If this unsafe, then if the outer function was already marked as
415             // unsafe we shouldn't attribute the unsafe'ness to the block. This
416             // way the block can be warned about instead of ignoring this
417             // extraneous block (functions are never warned about).
418             hir::Unsafety::Unsafe if self.from_fn => *self,
419
420             unsafety => {
421                 let (unsafety, def, count) = match blk.rules {
422                     BlockCheckMode::PushUnsafeBlock(..) => {
423                         (unsafety, blk.hir_id, self.unsafe_push_count.checked_add(1).unwrap())
424                     }
425                     BlockCheckMode::PopUnsafeBlock(..) => {
426                         (unsafety, blk.hir_id, self.unsafe_push_count.checked_sub(1).unwrap())
427                     }
428                     BlockCheckMode::UnsafeBlock(..) => {
429                         (hir::Unsafety::Unsafe, blk.hir_id, self.unsafe_push_count)
430                     }
431                     BlockCheckMode::DefaultBlock => (unsafety, self.def, self.unsafe_push_count),
432                 };
433                 UnsafetyState { def, unsafety, unsafe_push_count: count, from_fn: false }
434             }
435         }
436     }
437 }
438
439 #[derive(Debug, Copy, Clone)]
440 pub enum PlaceOp {
441     Deref,
442     Index,
443 }
444
445 /// Tracks whether executing a node may exit normally (versus
446 /// return/break/panic, which "diverge", leaving dead code in their
447 /// wake). Tracked semi-automatically (through type variables marked
448 /// as diverging), with some manual adjustments for control-flow
449 /// primitives (approximating a CFG).
450 #[derive(Copy, Clone, Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
451 pub enum Diverges {
452     /// Potentially unknown, some cases converge,
453     /// others require a CFG to determine them.
454     Maybe,
455
456     /// Definitely known to diverge and therefore
457     /// not reach the next sibling or its parent.
458     Always {
459         /// The `Span` points to the expression
460         /// that caused us to diverge
461         /// (e.g. `return`, `break`, etc).
462         span: Span,
463         /// In some cases (e.g. a `match` expression
464         /// where all arms diverge), we may be
465         /// able to provide a more informative
466         /// message to the user.
467         /// If this is `None`, a default message
468         /// will be generated, which is suitable
469         /// for most cases.
470         custom_note: Option<&'static str>,
471     },
472
473     /// Same as `Always` but with a reachability
474     /// warning already emitted.
475     WarnedAlways,
476 }
477
478 // Convenience impls for combining `Diverges`.
479
480 impl ops::BitAnd for Diverges {
481     type Output = Self;
482     fn bitand(self, other: Self) -> Self {
483         cmp::min(self, other)
484     }
485 }
486
487 impl ops::BitOr for Diverges {
488     type Output = Self;
489     fn bitor(self, other: Self) -> Self {
490         cmp::max(self, other)
491     }
492 }
493
494 impl ops::BitAndAssign for Diverges {
495     fn bitand_assign(&mut self, other: Self) {
496         *self = *self & other;
497     }
498 }
499
500 impl ops::BitOrAssign for Diverges {
501     fn bitor_assign(&mut self, other: Self) {
502         *self = *self | other;
503     }
504 }
505
506 impl Diverges {
507     /// Creates a `Diverges::Always` with the provided `span` and the default note message.
508     fn always(span: Span) -> Diverges {
509         Diverges::Always { span, custom_note: None }
510     }
511
512     fn is_always(self) -> bool {
513         // Enum comparison ignores the
514         // contents of fields, so we just
515         // fill them in with garbage here.
516         self >= Diverges::Always { span: DUMMY_SP, custom_note: None }
517     }
518 }
519
520 pub struct BreakableCtxt<'tcx> {
521     may_break: bool,
522
523     // this is `null` for loops where break with a value is illegal,
524     // such as `while`, `for`, and `while let`
525     coerce: Option<DynamicCoerceMany<'tcx>>,
526 }
527
528 pub struct EnclosingBreakables<'tcx> {
529     stack: Vec<BreakableCtxt<'tcx>>,
530     by_id: HirIdMap<usize>,
531 }
532
533 impl<'tcx> EnclosingBreakables<'tcx> {
534     fn find_breakable(&mut self, target_id: hir::HirId) -> &mut BreakableCtxt<'tcx> {
535         self.opt_find_breakable(target_id).unwrap_or_else(|| {
536             bug!("could not find enclosing breakable with id {}", target_id);
537         })
538     }
539
540     fn opt_find_breakable(&mut self, target_id: hir::HirId) -> Option<&mut BreakableCtxt<'tcx>> {
541         match self.by_id.get(&target_id) {
542             Some(ix) => Some(&mut self.stack[*ix]),
543             None => None,
544         }
545     }
546 }
547
548 pub struct FnCtxt<'a, 'tcx> {
549     body_id: hir::HirId,
550
551     /// The parameter environment used for proving trait obligations
552     /// in this function. This can change when we descend into
553     /// closures (as they bring new things into scope), hence it is
554     /// not part of `Inherited` (as of the time of this writing,
555     /// closures do not yet change the environment, but they will
556     /// eventually).
557     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
558
559     /// Number of errors that had been reported when we started
560     /// checking this function. On exit, if we find that *more* errors
561     /// have been reported, we will skip regionck and other work that
562     /// expects the types within the function to be consistent.
563     // FIXME(matthewjasper) This should not exist, and it's not correct
564     // if type checking is run in parallel.
565     err_count_on_creation: usize,
566
567     /// If `Some`, this stores coercion information for returned
568     /// expressions. If `None`, this is in a context where return is
569     /// inappropriate, such as a const expression.
570     ///
571     /// This is a `RefCell<DynamicCoerceMany>`, which means that we
572     /// can track all the return expressions and then use them to
573     /// compute a useful coercion from the set, similar to a match
574     /// expression or other branching context. You can use methods
575     /// like `expected_ty` to access the declared return type (if
576     /// any).
577     ret_coercion: Option<RefCell<DynamicCoerceMany<'tcx>>>,
578
579     /// First span of a return site that we find. Used in error messages.
580     ret_coercion_span: RefCell<Option<Span>>,
581
582     resume_yield_tys: Option<(Ty<'tcx>, Ty<'tcx>)>,
583
584     ps: RefCell<UnsafetyState>,
585
586     /// Whether the last checked node generates a divergence (e.g.,
587     /// `return` will set this to `Always`). In general, when entering
588     /// an expression or other node in the tree, the initial value
589     /// indicates whether prior parts of the containing expression may
590     /// have diverged. It is then typically set to `Maybe` (and the
591     /// old value remembered) for processing the subparts of the
592     /// current expression. As each subpart is processed, they may set
593     /// the flag to `Always`, etc. Finally, at the end, we take the
594     /// result and "union" it with the original value, so that when we
595     /// return the flag indicates if any subpart of the parent
596     /// expression (up to and including this part) has diverged. So,
597     /// if you read it after evaluating a subexpression `X`, the value
598     /// you get indicates whether any subexpression that was
599     /// evaluating up to and including `X` diverged.
600     ///
601     /// We currently use this flag only for diagnostic purposes:
602     ///
603     /// - To warn about unreachable code: if, after processing a
604     ///   sub-expression but before we have applied the effects of the
605     ///   current node, we see that the flag is set to `Always`, we
606     ///   can issue a warning. This corresponds to something like
607     ///   `foo(return)`; we warn on the `foo()` expression. (We then
608     ///   update the flag to `WarnedAlways` to suppress duplicate
609     ///   reports.) Similarly, if we traverse to a fresh statement (or
610     ///   tail expression) from a `Always` setting, we will issue a
611     ///   warning. This corresponds to something like `{return;
612     ///   foo();}` or `{return; 22}`, where we would warn on the
613     ///   `foo()` or `22`.
614     ///
615     /// An expression represents dead code if, after checking it,
616     /// the diverges flag is set to something other than `Maybe`.
617     diverges: Cell<Diverges>,
618
619     /// Whether any child nodes have any type errors.
620     has_errors: Cell<bool>,
621
622     enclosing_breakables: RefCell<EnclosingBreakables<'tcx>>,
623
624     inh: &'a Inherited<'a, 'tcx>,
625 }
626
627 impl<'a, 'tcx> Deref for FnCtxt<'a, 'tcx> {
628     type Target = Inherited<'a, 'tcx>;
629     fn deref(&self) -> &Self::Target {
630         &self.inh
631     }
632 }
633
634 /// Helper type of a temporary returned by `Inherited::build(...)`.
635 /// Necessary because we can't write the following bound:
636 /// `F: for<'b, 'tcx> where 'tcx FnOnce(Inherited<'b, 'tcx>)`.
637 pub struct InheritedBuilder<'tcx> {
638     infcx: infer::InferCtxtBuilder<'tcx>,
639     def_id: LocalDefId,
640 }
641
642 impl Inherited<'_, 'tcx> {
643     pub fn build(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: LocalDefId) -> InheritedBuilder<'tcx> {
644         let hir_owner = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id).owner;
645
646         InheritedBuilder {
647             infcx: tcx.infer_ctxt().with_fresh_in_progress_tables(hir_owner),
648             def_id,
649         }
650     }
651 }
652
653 impl<'tcx> InheritedBuilder<'tcx> {
654     fn enter<F, R>(&mut self, f: F) -> R
655     where
656         F: for<'a> FnOnce(Inherited<'a, 'tcx>) -> R,
657     {
658         let def_id = self.def_id;
659         self.infcx.enter(|infcx| f(Inherited::new(infcx, def_id)))
660     }
661 }
662
663 impl Inherited<'a, 'tcx> {
664     fn new(infcx: InferCtxt<'a, 'tcx>, def_id: LocalDefId) -> Self {
665         let tcx = infcx.tcx;
666         let item_id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
667         let body_id = tcx.hir().maybe_body_owned_by(item_id);
668
669         Inherited {
670             tables: MaybeInProgressTables { maybe_tables: infcx.in_progress_tables },
671             infcx,
672             fulfillment_cx: RefCell::new(TraitEngine::new(tcx)),
673             locals: RefCell::new(Default::default()),
674             deferred_sized_obligations: RefCell::new(Vec::new()),
675             deferred_call_resolutions: RefCell::new(Default::default()),
676             deferred_cast_checks: RefCell::new(Vec::new()),
677             deferred_generator_interiors: RefCell::new(Vec::new()),
678             opaque_types: RefCell::new(Default::default()),
679             opaque_types_vars: RefCell::new(Default::default()),
680             implicit_region_bound: None,
681             body_id,
682         }
683     }
684
685     fn register_predicate(&self, obligation: traits::PredicateObligation<'tcx>) {
686         debug!("register_predicate({:?})", obligation);
687         if obligation.has_escaping_bound_vars() {
688             span_bug!(obligation.cause.span, "escaping bound vars in predicate {:?}", obligation);
689         }
690         self.fulfillment_cx.borrow_mut().register_predicate_obligation(self, obligation);
691     }
692
693     fn register_predicates<I>(&self, obligations: I)
694     where
695         I: IntoIterator<Item = traits::PredicateObligation<'tcx>>,
696     {
697         for obligation in obligations {
698             self.register_predicate(obligation);
699         }
700     }
701
702     fn register_infer_ok_obligations<T>(&self, infer_ok: InferOk<'tcx, T>) -> T {
703         self.register_predicates(infer_ok.obligations);
704         infer_ok.value
705     }
706
707     fn normalize_associated_types_in<T>(
708         &self,
709         span: Span,
710         body_id: hir::HirId,
711         param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
712         value: &T,
713     ) -> T
714     where
715         T: TypeFoldable<'tcx>,
716     {
717         let ok = self.partially_normalize_associated_types_in(span, body_id, param_env, value);
718         self.register_infer_ok_obligations(ok)
719     }
720 }
721
722 struct CheckItemTypesVisitor<'tcx> {
723     tcx: TyCtxt<'tcx>,
724 }
725
726 impl ItemLikeVisitor<'tcx> for CheckItemTypesVisitor<'tcx> {
727     fn visit_item(&mut self, i: &'tcx hir::Item<'tcx>) {
728         check_item_type(self.tcx, i);
729     }
730     fn visit_trait_item(&mut self, _: &'tcx hir::TraitItem<'tcx>) {}
731     fn visit_impl_item(&mut self, _: &'tcx hir::ImplItem<'tcx>) {}
732 }
733
734 pub fn check_wf_new(tcx: TyCtxt<'_>) {
735     let visit = wfcheck::CheckTypeWellFormedVisitor::new(tcx);
736     tcx.hir().krate().par_visit_all_item_likes(&visit);
737 }
738
739 fn check_mod_item_types(tcx: TyCtxt<'_>, module_def_id: DefId) {
740     tcx.hir().visit_item_likes_in_module(module_def_id, &mut CheckItemTypesVisitor { tcx });
741 }
742
743 fn typeck_item_bodies(tcx: TyCtxt<'_>, crate_num: CrateNum) {
744     debug_assert!(crate_num == LOCAL_CRATE);
745     tcx.par_body_owners(|body_owner_def_id| {
746         tcx.ensure().typeck_tables_of(body_owner_def_id);
747     });
748 }
749
750 fn check_item_well_formed(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: LocalDefId) {
751     wfcheck::check_item_well_formed(tcx, def_id);
752 }
753
754 fn check_trait_item_well_formed(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: LocalDefId) {
755     wfcheck::check_trait_item(tcx, def_id);
756 }
757
758 fn check_impl_item_well_formed(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: LocalDefId) {
759     wfcheck::check_impl_item(tcx, def_id);
760 }
761
762 pub fn provide(providers: &mut Providers<'_>) {
763     method::provide(providers);
764     *providers = Providers {
765         typeck_item_bodies,
766         typeck_tables_of,
767         diagnostic_only_typeck_tables_of,
768         has_typeck_tables,
769         adt_destructor,
770         used_trait_imports,
771         check_item_well_formed,
772         check_trait_item_well_formed,
773         check_impl_item_well_formed,
774         check_mod_item_types,
775         ..*providers
776     };
777 }
778
779 fn adt_destructor(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> Option<ty::Destructor> {
780     tcx.calculate_dtor(def_id, &mut dropck::check_drop_impl)
781 }
782
783 /// If this `DefId` is a "primary tables entry", returns
784 /// `Some((body_id, header, decl))` with information about
785 /// it's body-id, fn-header and fn-decl (if any). Otherwise,
786 /// returns `None`.
787 ///
788 /// If this function returns `Some`, then `typeck_tables(def_id)` will
789 /// succeed; if it returns `None`, then `typeck_tables(def_id)` may or
790 /// may not succeed. In some cases where this function returns `None`
791 /// (notably closures), `typeck_tables(def_id)` would wind up
792 /// redirecting to the owning function.
793 fn primary_body_of(
794     tcx: TyCtxt<'_>,
795     id: hir::HirId,
796 ) -> Option<(hir::BodyId, Option<&hir::Ty<'_>>, Option<&hir::FnHeader>, Option<&hir::FnDecl<'_>>)> {
797     match tcx.hir().get(id) {
798         Node::Item(item) => match item.kind {
799             hir::ItemKind::Const(ref ty, body) | hir::ItemKind::Static(ref ty, _, body) => {
800                 Some((body, Some(ty), None, None))
801             }
802             hir::ItemKind::Fn(ref sig, .., body) => {
803                 Some((body, None, Some(&sig.header), Some(&sig.decl)))
804             }
805             _ => None,
806         },
807         Node::TraitItem(item) => match item.kind {
808             hir::TraitItemKind::Const(ref ty, Some(body)) => Some((body, Some(ty), None, None)),
809             hir::TraitItemKind::Fn(ref sig, hir::TraitFn::Provided(body)) => {
810                 Some((body, None, Some(&sig.header), Some(&sig.decl)))
811             }
812             _ => None,
813         },
814         Node::ImplItem(item) => match item.kind {
815             hir::ImplItemKind::Const(ref ty, body) => Some((body, Some(ty), None, None)),
816             hir::ImplItemKind::Fn(ref sig, body) => {
817                 Some((body, None, Some(&sig.header), Some(&sig.decl)))
818             }
819             _ => None,
820         },
821         Node::AnonConst(constant) => Some((constant.body, None, None, None)),
822         _ => None,
823     }
824 }
825
826 fn has_typeck_tables(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: DefId) -> bool {
827     // Closures' tables come from their outermost function,
828     // as they are part of the same "inference environment".
829     let outer_def_id = tcx.closure_base_def_id(def_id);
830     if outer_def_id != def_id {
831         return tcx.has_typeck_tables(outer_def_id);
832     }
833
834     if let Some(def_id) = def_id.as_local() {
835         let id = tcx.hir().local_def_id_to_hir_id(def_id);
836         primary_body_of(tcx, id).is_some()
837     } else {
838         false
839     }
840 }
841
842 fn used_trait_imports(tcx: TyCtxt<'_>, def_id: LocalDefId) -> &DefIdSet {
843     &*tcx.typeck_tables_of(def_id).used_trait_imports
844 }
845
846 /// Inspects the substs of opaque types, replacing any inference variables
847 /// with proper generic parameter from the identity substs.
848 ///
849 /// This is run after we normalize the function signature, to fix any inference
850 /// variables introduced by the projection of associated types. This ensures that
851 /// any opaque types used in the signature continue to refer to generic parameters,
852 /// allowing them to be considered for defining uses in the function body
853 ///
854 /// For example, consider this code.
855 ///
856 /// ```rust
857 /// trait MyTrait {
858 ///     type MyItem;
859 ///     fn use_it(self) -> Self::MyItem
860 /// }
861 /// impl<T, I> MyTrait for T where T: Iterator<Item = I> {
862 ///     type MyItem = impl Iterator<Item = I>;
863 ///     fn use_it(self) -> Self::MyItem {
864 ///         self
865 ///     }
866 /// }
867 /// ```
868 ///
869 /// When we normalize the signature of `use_it` from the impl block,
870 /// we will normalize `Self::MyItem` to the opaque type `impl Iterator<Item = I>`
871 /// However, this projection result may contain inference variables, due
872 /// to the way that projection works. We didn't have any inference variables
873 /// in the signature to begin with - leaving them in will cause us to incorrectly
874 /// conclude that we don't have a defining use of `MyItem`. By mapping inference
875 /// variables back to the actual generic parameters, we will correctly see that
876 /// we have a defining use of `MyItem`
877 fn fixup_opaque_types<'tcx, T>(tcx: TyCtxt<'tcx>, val: &T) -> T
878 where
879     T: TypeFoldable<'tcx>,
880 {
881     struct FixupFolder<'tcx> {
882         tcx: TyCtxt<'tcx>,
883     }
884
885     impl<'tcx> TypeFolder<'tcx> for FixupFolder<'tcx> {
886         fn tcx<'a>(&'a self) -> TyCtxt<'tcx> {
887             self.tcx
888         }
889
890         fn fold_ty(&mut self, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
891             match ty.kind {
892                 ty::Opaque(def_id, substs) => {
893                     debug!("fixup_opaque_types: found type {:?}", ty);
894                     // Here, we replace any inference variables that occur within
895                     // the substs of an opaque type. By definition, any type occurring
896                     // in the substs has a corresponding generic parameter, which is what
897                     // we replace it with.
898                     // This replacement is only run on the function signature, so any
899                     // inference variables that we come across must be the rust of projection
900                     // (there's no other way for a user to get inference variables into
901                     // a function signature).
902                     if ty.needs_infer() {
903                         let new_substs = InternalSubsts::for_item(self.tcx, def_id, |param, _| {
904                             let old_param = substs[param.index as usize];
905                             match old_param.unpack() {
906                                 GenericArgKind::Type(old_ty) => {
907                                     if let ty::Infer(_) = old_ty.kind {
908                                         // Replace inference type with a generic parameter
909                                         self.tcx.mk_param_from_def(param)
910                                     } else {
911                                         old_param.fold_with(self)
912                                     }
913                                 }
914                                 GenericArgKind::Const(old_const) => {
915                                     if let ty::ConstKind::Infer(_) = old_const.val {
916                                         // This should never happen - we currently do not support
917                                         // 'const projections', e.g.:
918                                         // `impl<T: SomeTrait> MyTrait for T where <T as SomeTrait>::MyConst == 25`
919                                         // which should be the only way for us to end up with a const inference
920                                         // variable after projection. If Rust ever gains support for this kind
921                                         // of projection, this should *probably* be changed to
922                                         // `self.tcx.mk_param_from_def(param)`
923                                         bug!(
924                                             "Found infer const: `{:?}` in opaque type: {:?}",
925                                             old_const,
926                                             ty
927                                         );
928                                     } else {
929                                         old_param.fold_with(self)
930                                     }
931                                 }
932                                 GenericArgKind::Lifetime(old_region) => {
933                                     if let RegionKind::ReVar(_) = old_region {
934                                         self.tcx.mk_param_from_def(param)
935                                     } else {
936                                         old_param.fold_with(self)
937                                     }
938                                 }
939                             }
940                         });
941                         let new_ty = self.tcx.mk_opaque(def_id, new_substs);
942                         debug!("fixup_opaque_types: new type: {:?}", new_ty);
943                         new_ty
944                     } else {
945                         ty
946                     }
947                 }
948                 _ => ty.super_fold_with(self),
949             }
950         }
951     }
952
953     debug!("fixup_opaque_types({:?})", val);
954     val.fold_with(&mut FixupFolder { tcx })
955 }
956
957 fn typeck_tables_of<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: LocalDefId) -> &ty::TypeckTables<'tcx> {
958     let fallback = move || tcx.type_of(def_id.to_def_id());
959     typeck_tables_of_with_fallback(tcx, def_id, fallback)
960 }
961
962 /// Used only to get `TypeckTables` for type inference during error recovery.
963 /// Currently only used for type inference of `static`s and `const`s to avoid type cycle errors.
964 fn diagnostic_only_typeck_tables_of<'tcx>(
965     tcx: TyCtxt<'tcx>,
966     def_id: LocalDefId,
967 ) -> &ty::TypeckTables<'tcx> {
968     let fallback = move || {
969         let span = tcx.hir().span(tcx.hir().as_local_hir_id(def_id));
970         tcx.sess.delay_span_bug(span, "diagnostic only typeck table used");
971         tcx.types.err
972     };
973     typeck_tables_of_with_fallback(tcx, def_id, fallback)
974 }
975
976 fn typeck_tables_of_with_fallback<'tcx>(
977     tcx: TyCtxt<'tcx>,
978     def_id: LocalDefId,
979     fallback: impl Fn() -> Ty<'tcx> + 'tcx,
980 ) -> &'tcx ty::TypeckTables<'tcx> {
981     // Closures' tables come from their outermost function,
982     // as they are part of the same "inference environment".
983     let outer_def_id = tcx.closure_base_def_id(def_id.to_def_id()).expect_local();
984     if outer_def_id != def_id {
985         return tcx.typeck_tables_of(outer_def_id);
986     }
987
988     let id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id);
989     let span = tcx.hir().span(id);
990
991     // Figure out what primary body this item has.
992     let (body_id, body_ty, fn_header, fn_decl) = primary_body_of(tcx, id).unwrap_or_else(|| {
993         span_bug!(span, "can't type-check body of {:?}", def_id);
994     });
995     let body = tcx.hir().body(body_id);
996
997     let tables = Inherited::build(tcx, def_id).enter(|inh| {
998         let param_env = tcx.param_env(def_id);
999         let fcx = if let (Some(header), Some(decl)) = (fn_header, fn_decl) {
1000             let fn_sig = if crate::collect::get_infer_ret_ty(&decl.output).is_some() {
1001                 let fcx = FnCtxt::new(&inh, param_env, body.value.hir_id);
1002                 AstConv::ty_of_fn(
1003                     &fcx,
1004                     header.unsafety,
1005                     header.abi,
1006                     decl,
1007                     &hir::Generics::empty(),
1008                     None,
1009                 )
1010             } else {
1011                 tcx.fn_sig(def_id)
1012             };
1013
1014             check_abi(tcx, span, fn_sig.abi());
1015
1016             // Compute the fty from point of view of inside the fn.
1017             let fn_sig = tcx.liberate_late_bound_regions(def_id.to_def_id(), &fn_sig);
1018             let fn_sig = inh.normalize_associated_types_in(
1019                 body.value.span,
1020                 body_id.hir_id,
1021                 param_env,
1022                 &fn_sig,
1023             );
1024
1025             let fn_sig = fixup_opaque_types(tcx, &fn_sig);
1026
1027             let fcx = check_fn(&inh, param_env, fn_sig, decl, id, body, None).0;
1028             fcx
1029         } else {
1030             let fcx = FnCtxt::new(&inh, param_env, body.value.hir_id);
1031             let expected_type = body_ty
1032                 .and_then(|ty| match ty.kind {
1033                     hir::TyKind::Infer => Some(AstConv::ast_ty_to_ty(&fcx, ty)),
1034                     _ => None,
1035                 })
1036                 .unwrap_or_else(fallback);
1037             let expected_type = fcx.normalize_associated_types_in(body.value.span, &expected_type);
1038             fcx.require_type_is_sized(expected_type, body.value.span, traits::ConstSized);
1039
1040             let revealed_ty = if tcx.features().impl_trait_in_bindings {
1041                 fcx.instantiate_opaque_types_from_value(id, &expected_type, body.value.span)
1042             } else {
1043                 expected_type
1044             };
1045
1046             // Gather locals in statics (because of block expressions).
1047             GatherLocalsVisitor { fcx: &fcx, parent_id: id }.visit_body(body);
1048
1049             fcx.check_expr_coercable_to_type(&body.value, revealed_ty, None);
1050
1051             fcx.write_ty(id, revealed_ty);
1052
1053             fcx
1054         };
1055
1056         // All type checking constraints were added, try to fallback unsolved variables.
1057         fcx.select_obligations_where_possible(false, |_| {});
1058         let mut fallback_has_occurred = false;
1059
1060         // We do fallback in two passes, to try to generate
1061         // better error messages.
1062         // The first time, we do *not* replace opaque types.
1063         for ty in &fcx.unsolved_variables() {
1064             fallback_has_occurred |= fcx.fallback_if_possible(ty, FallbackMode::NoOpaque);
1065         }
1066         // We now see if we can make progress. This might
1067         // cause us to unify inference variables for opaque types,
1068         // since we may have unified some other type variables
1069         // during the first phase of fallback.
1070         // This means that we only replace inference variables with their underlying
1071         // opaque types as a last resort.
1072         //
1073         // In code like this:
1074         //
1075         // ```rust
1076         // type MyType = impl Copy;
1077         // fn produce() -> MyType { true }
1078         // fn bad_produce() -> MyType { panic!() }
1079         // ```
1080         //
1081         // we want to unify the opaque inference variable in `bad_produce`
1082         // with the diverging fallback for `panic!` (e.g. `()` or `!`).
1083         // This will produce a nice error message about conflicting concrete
1084         // types for `MyType`.
1085         //
1086         // If we had tried to fallback the opaque inference variable to `MyType`,
1087         // we will generate a confusing type-check error that does not explicitly
1088         // refer to opaque types.
1089         fcx.select_obligations_where_possible(fallback_has_occurred, |_| {});
1090
1091         // We now run fallback again, but this time we allow it to replace
1092         // unconstrained opaque type variables, in addition to performing
1093         // other kinds of fallback.
1094         for ty in &fcx.unsolved_variables() {
1095             fallback_has_occurred |= fcx.fallback_if_possible(ty, FallbackMode::All);
1096         }
1097
1098         // See if we can make any more progress.
1099         fcx.select_obligations_where_possible(fallback_has_occurred, |_| {});
1100
1101         // Even though coercion casts provide type hints, we check casts after fallback for
1102         // backwards compatibility. This makes fallback a stronger type hint than a cast coercion.
1103         fcx.check_casts();
1104
1105         // Closure and generator analysis may run after fallback
1106         // because they don't constrain other type variables.
1107         fcx.closure_analyze(body);
1108         assert!(fcx.deferred_call_resolutions.borrow().is_empty());
1109         fcx.resolve_generator_interiors(def_id.to_def_id());
1110
1111         for (ty, span, code) in fcx.deferred_sized_obligations.borrow_mut().drain(..) {
1112             let ty = fcx.normalize_ty(span, ty);
1113             fcx.require_type_is_sized(ty, span, code);
1114         }
1115
1116         fcx.select_all_obligations_or_error();
1117
1118         if fn_decl.is_some() {
1119             fcx.regionck_fn(id, body);
1120         } else {
1121             fcx.regionck_expr(body);
1122         }
1123
1124         fcx.resolve_type_vars_in_body(body)
1125     });
1126
1127     // Consistency check our TypeckTables instance can hold all ItemLocalIds
1128     // it will need to hold.
1129     assert_eq!(tables.hir_owner, Some(id.owner));
1130
1131     tables
1132 }
1133
1134 fn check_abi(tcx: TyCtxt<'_>, span: Span, abi: Abi) {
1135     if !tcx.sess.target.target.is_abi_supported(abi) {
1136         struct_span_err!(
1137             tcx.sess,
1138             span,
1139             E0570,
1140             "The ABI `{}` is not supported for the current target",
1141             abi
1142         )
1143         .emit()
1144     }
1145 }
1146
1147 struct GatherLocalsVisitor<'a, 'tcx> {
1148     fcx: &'a FnCtxt<'a, 'tcx>,
1149     parent_id: hir::HirId,
1150 }
1151
1152 impl<'a, 'tcx> GatherLocalsVisitor<'a, 'tcx> {
1153     fn assign(&mut self, span: Span, nid: hir::HirId, ty_opt: Option<LocalTy<'tcx>>) -> Ty<'tcx> {
1154         match ty_opt {
1155             None => {
1156                 // Infer the variable's type.
1157                 let var_ty = self.fcx.next_ty_var(TypeVariableOrigin {
1158                     kind: TypeVariableOriginKind::TypeInference,
1159                     span,
1160                 });
1161                 self.fcx
1162                     .locals
1163                     .borrow_mut()
1164                     .insert(nid, LocalTy { decl_ty: var_ty, revealed_ty: var_ty });
1165                 var_ty
1166             }
1167             Some(typ) => {
1168                 // Take type that the user specified.
1169                 self.fcx.locals.borrow_mut().insert(nid, typ);
1170                 typ.revealed_ty
1171             }
1172         }
1173     }
1174 }
1175
1176 impl<'a, 'tcx> Visitor<'tcx> for GatherLocalsVisitor<'a, 'tcx> {
1177     type Map = intravisit::ErasedMap<'tcx>;
1178
1179     fn nested_visit_map(&mut self) -> NestedVisitorMap<Self::Map> {
1180         NestedVisitorMap::None
1181     }
1182
1183     // Add explicitly-declared locals.
1184     fn visit_local(&mut self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
1185         let local_ty = match local.ty {
1186             Some(ref ty) => {
1187                 let o_ty = self.fcx.to_ty(&ty);
1188
1189                 let revealed_ty = if self.fcx.tcx.features().impl_trait_in_bindings {
1190                     self.fcx.instantiate_opaque_types_from_value(self.parent_id, &o_ty, ty.span)
1191                 } else {
1192                     o_ty
1193                 };
1194
1195                 let c_ty = self
1196                     .fcx
1197                     .inh
1198                     .infcx
1199                     .canonicalize_user_type_annotation(&UserType::Ty(revealed_ty));
1200                 debug!(
1201                     "visit_local: ty.hir_id={:?} o_ty={:?} revealed_ty={:?} c_ty={:?}",
1202                     ty.hir_id, o_ty, revealed_ty, c_ty
1203                 );
1204                 self.fcx.tables.borrow_mut().user_provided_types_mut().insert(ty.hir_id, c_ty);
1205
1206                 Some(LocalTy { decl_ty: o_ty, revealed_ty })
1207             }
1208             None => None,
1209         };
1210         self.assign(local.span, local.hir_id, local_ty);
1211
1212         debug!(
1213             "local variable {:?} is assigned type {}",
1214             local.pat,
1215             self.fcx.ty_to_string(&*self.fcx.locals.borrow().get(&local.hir_id).unwrap().decl_ty)
1216         );
1217         intravisit::walk_local(self, local);
1218     }
1219
1220     // Add pattern bindings.
1221     fn visit_pat(&mut self, p: &'tcx hir::Pat<'tcx>) {
1222         if let PatKind::Binding(_, _, ident, _) = p.kind {
1223             let var_ty = self.assign(p.span, p.hir_id, None);
1224
1225             if !self.fcx.tcx.features().unsized_locals {
1226                 self.fcx.require_type_is_sized(var_ty, p.span, traits::VariableType(p.hir_id));
1227             }
1228
1229             debug!(
1230                 "pattern binding {} is assigned to {} with type {:?}",
1231                 ident,
1232                 self.fcx.ty_to_string(&*self.fcx.locals.borrow().get(&p.hir_id).unwrap().decl_ty),
1233                 var_ty
1234             );
1235         }
1236         intravisit::walk_pat(self, p);
1237     }
1238
1239     // Don't descend into the bodies of nested closures.
1240     fn visit_fn(
1241         &mut self,
1242         _: intravisit::FnKind<'tcx>,
1243         _: &'tcx hir::FnDecl<'tcx>,
1244         _: hir::BodyId,
1245         _: Span,
1246         _: hir::HirId,
1247     ) {
1248     }
1249 }
1250
1251 /// When `check_fn` is invoked on a generator (i.e., a body that
1252 /// includes yield), it returns back some information about the yield
1253 /// points.
1254 struct GeneratorTypes<'tcx> {
1255     /// Type of generator argument / values returned by `yield`.
1256     resume_ty: Ty<'tcx>,
1257
1258     /// Type of value that is yielded.
1259     yield_ty: Ty<'tcx>,
1260
1261     /// Types that are captured (see `GeneratorInterior` for more).
1262     interior: Ty<'tcx>,
1263
1264     /// Indicates if the generator is movable or static (immovable).
1265     movability: hir::Movability,
1266 }
1267
1268 /// Helper used for fns and closures. Does the grungy work of checking a function
1269 /// body and returns the function context used for that purpose, since in the case of a fn item
1270 /// there is still a bit more to do.
1271 ///
1272 /// * ...
1273 /// * inherited: other fields inherited from the enclosing fn (if any)
1274 fn check_fn<'a, 'tcx>(
1275     inherited: &'a Inherited<'a, 'tcx>,
1276     param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
1277     fn_sig: ty::FnSig<'tcx>,
1278     decl: &'tcx hir::FnDecl<'tcx>,
1279     fn_id: hir::HirId,
1280     body: &'tcx hir::Body<'tcx>,
1281     can_be_generator: Option<hir::Movability>,
1282 ) -> (FnCtxt<'a, 'tcx>, Option<GeneratorTypes<'tcx>>) {
1283     let mut fn_sig = fn_sig;
1284
1285     debug!("check_fn(sig={:?}, fn_id={}, param_env={:?})", fn_sig, fn_id, param_env);
1286
1287     // Create the function context. This is either derived from scratch or,
1288     // in the case of closures, based on the outer context.
1289     let mut fcx = FnCtxt::new(inherited, param_env, body.value.hir_id);
1290     *fcx.ps.borrow_mut() = UnsafetyState::function(fn_sig.unsafety, fn_id);
1291
1292     let tcx = fcx.tcx;
1293     let sess = tcx.sess;
1294     let hir = tcx.hir();
1295
1296     let declared_ret_ty = fn_sig.output();
1297     let revealed_ret_ty =
1298         fcx.instantiate_opaque_types_from_value(fn_id, &declared_ret_ty, decl.output.span());
1299     debug!("check_fn: declared_ret_ty: {}, revealed_ret_ty: {}", declared_ret_ty, revealed_ret_ty);
1300     fcx.ret_coercion = Some(RefCell::new(CoerceMany::new(revealed_ret_ty)));
1301     fn_sig = tcx.mk_fn_sig(
1302         fn_sig.inputs().iter().cloned(),
1303         revealed_ret_ty,
1304         fn_sig.c_variadic,
1305         fn_sig.unsafety,
1306         fn_sig.abi,
1307     );
1308
1309     let span = body.value.span;
1310
1311     fn_maybe_err(tcx, span, fn_sig.abi);
1312
1313     if body.generator_kind.is_some() && can_be_generator.is_some() {
1314         let yield_ty = fcx
1315             .next_ty_var(TypeVariableOrigin { kind: TypeVariableOriginKind::TypeInference, span });
1316         fcx.require_type_is_sized(yield_ty, span, traits::SizedYieldType);
1317
1318         // Resume type defaults to `()` if the generator has no argument.
1319         let resume_ty = fn_sig.inputs().get(0).copied().unwrap_or_else(|| tcx.mk_unit());
1320
1321         fcx.resume_yield_tys = Some((resume_ty, yield_ty));
1322     }
1323
1324     let outer_def_id = tcx.closure_base_def_id(hir.local_def_id(fn_id).to_def_id());
1325     let outer_hir_id = hir.as_local_hir_id(outer_def_id.expect_local());
1326     GatherLocalsVisitor { fcx: &fcx, parent_id: outer_hir_id }.visit_body(body);
1327
1328     // C-variadic fns also have a `VaList` input that's not listed in `fn_sig`
1329     // (as it's created inside the body itself, not passed in from outside).
1330     let maybe_va_list = if fn_sig.c_variadic {
1331         let span = body.params.last().unwrap().span;
1332         let va_list_did = tcx.require_lang_item(VaListTypeLangItem, Some(span));
1333         let region = fcx.next_region_var(RegionVariableOrigin::MiscVariable(span));
1334
1335         Some(tcx.type_of(va_list_did).subst(tcx, &[region.into()]))
1336     } else {
1337         None
1338     };
1339
1340     // Add formal parameters.
1341     let inputs_hir = hir.fn_decl_by_hir_id(fn_id).map(|decl| &decl.inputs);
1342     let inputs_fn = fn_sig.inputs().iter().copied();
1343     for (idx, (param_ty, param)) in inputs_fn.chain(maybe_va_list).zip(body.params).enumerate() {
1344         // Check the pattern.
1345         fcx.check_pat_top(&param.pat, param_ty, try { inputs_hir?.get(idx)?.span }, false);
1346
1347         // Check that argument is Sized.
1348         // The check for a non-trivial pattern is a hack to avoid duplicate warnings
1349         // for simple cases like `fn foo(x: Trait)`,
1350         // where we would error once on the parameter as a whole, and once on the binding `x`.
1351         if param.pat.simple_ident().is_none() && !tcx.features().unsized_locals {
1352             fcx.require_type_is_sized(param_ty, param.pat.span, traits::SizedArgumentType);
1353         }
1354
1355         fcx.write_ty(param.hir_id, param_ty);
1356     }
1357
1358     inherited.tables.borrow_mut().liberated_fn_sigs_mut().insert(fn_id, fn_sig);
1359
1360     if let ty::Dynamic(..) = declared_ret_ty.kind {
1361         // FIXME: We need to verify that the return type is `Sized` after the return expression has
1362         // been evaluated so that we have types available for all the nodes being returned, but that
1363         // requires the coerced evaluated type to be stored. Moving `check_return_expr` before this
1364         // causes unsized errors caused by the `declared_ret_ty` to point at the return expression,
1365         // while keeping the current ordering we will ignore the tail expression's type because we
1366         // don't know it yet. We can't do `check_expr_kind` while keeping `check_return_expr`
1367         // because we will trigger "unreachable expression" lints unconditionally.
1368         // Because of all of this, we perform a crude check to know whether the simplest `!Sized`
1369         // case that a newcomer might make, returning a bare trait, and in that case we populate
1370         // the tail expression's type so that the suggestion will be correct, but ignore all other
1371         // possible cases.
1372         fcx.check_expr(&body.value);
1373         fcx.require_type_is_sized(declared_ret_ty, decl.output.span(), traits::SizedReturnType);
1374         tcx.sess.delay_span_bug(decl.output.span(), "`!Sized` return type");
1375     } else {
1376         fcx.require_type_is_sized(declared_ret_ty, decl.output.span(), traits::SizedReturnType);
1377         fcx.check_return_expr(&body.value);
1378     }
1379
1380     // We insert the deferred_generator_interiors entry after visiting the body.
1381     // This ensures that all nested generators appear before the entry of this generator.
1382     // resolve_generator_interiors relies on this property.
1383     let gen_ty = if let (Some(_), Some(gen_kind)) = (can_be_generator, body.generator_kind) {
1384         let interior = fcx
1385             .next_ty_var(TypeVariableOrigin { kind: TypeVariableOriginKind::MiscVariable, span });
1386         fcx.deferred_generator_interiors.borrow_mut().push((body.id(), interior, gen_kind));
1387
1388         let (resume_ty, yield_ty) = fcx.resume_yield_tys.unwrap();
1389         Some(GeneratorTypes {
1390             resume_ty,
1391             yield_ty,
1392             interior,
1393             movability: can_be_generator.unwrap(),
1394         })
1395     } else {
1396         None
1397     };
1398
1399     // Finalize the return check by taking the LUB of the return types
1400     // we saw and assigning it to the expected return type. This isn't
1401     // really expected to fail, since the coercions would have failed
1402     // earlier when trying to find a LUB.
1403     //
1404     // However, the behavior around `!` is sort of complex. In the
1405     // event that the `actual_return_ty` comes back as `!`, that
1406     // indicates that the fn either does not return or "returns" only
1407     // values of type `!`. In this case, if there is an expected
1408     // return type that is *not* `!`, that should be ok. But if the
1409     // return type is being inferred, we want to "fallback" to `!`:
1410     //
1411     //     let x = move || panic!();
1412     //
1413     // To allow for that, I am creating a type variable with diverging
1414     // fallback. This was deemed ever so slightly better than unifying
1415     // the return value with `!` because it allows for the caller to
1416     // make more assumptions about the return type (e.g., they could do
1417     //
1418     //     let y: Option<u32> = Some(x());
1419     //
1420     // which would then cause this return type to become `u32`, not
1421     // `!`).
1422     let coercion = fcx.ret_coercion.take().unwrap().into_inner();
1423     let mut actual_return_ty = coercion.complete(&fcx);
1424     if actual_return_ty.is_never() {
1425         actual_return_ty = fcx.next_diverging_ty_var(TypeVariableOrigin {
1426             kind: TypeVariableOriginKind::DivergingFn,
1427             span,
1428         });
1429     }
1430     fcx.demand_suptype(span, revealed_ret_ty, actual_return_ty);
1431
1432     // Check that the main return type implements the termination trait.
1433     if let Some(term_id) = tcx.lang_items().termination() {
1434         if let Some((def_id, EntryFnType::Main)) = tcx.entry_fn(LOCAL_CRATE) {
1435             let main_id = hir.as_local_hir_id(def_id);
1436             if main_id == fn_id {
1437                 let substs = tcx.mk_substs_trait(declared_ret_ty, &[]);
1438                 let trait_ref = ty::TraitRef::new(term_id, substs);
1439                 let return_ty_span = decl.output.span();
1440                 let cause = traits::ObligationCause::new(
1441                     return_ty_span,
1442                     fn_id,
1443                     ObligationCauseCode::MainFunctionType,
1444                 );
1445
1446                 inherited.register_predicate(traits::Obligation::new(
1447                     cause,
1448                     param_env,
1449                     trait_ref.without_const().to_predicate(tcx),
1450                 ));
1451             }
1452         }
1453     }
1454
1455     // Check that a function marked as `#[panic_handler]` has signature `fn(&PanicInfo) -> !`
1456     if let Some(panic_impl_did) = tcx.lang_items().panic_impl() {
1457         if panic_impl_did == hir.local_def_id(fn_id).to_def_id() {
1458             if let Some(panic_info_did) = tcx.lang_items().panic_info() {
1459                 if declared_ret_ty.kind != ty::Never {
1460                     sess.span_err(decl.output.span(), "return type should be `!`");
1461                 }
1462
1463                 let inputs = fn_sig.inputs();
1464                 let span = hir.span(fn_id);
1465                 if inputs.len() == 1 {
1466                     let arg_is_panic_info = match inputs[0].kind {
1467                         ty::Ref(region, ty, mutbl) => match ty.kind {
1468                             ty::Adt(ref adt, _) => {
1469                                 adt.did == panic_info_did
1470                                     && mutbl == hir::Mutability::Not
1471                                     && *region != RegionKind::ReStatic
1472                             }
1473                             _ => false,
1474                         },
1475                         _ => false,
1476                     };
1477
1478                     if !arg_is_panic_info {
1479                         sess.span_err(decl.inputs[0].span, "argument should be `&PanicInfo`");
1480                     }
1481
1482                     if let Node::Item(item) = hir.get(fn_id) {
1483                         if let ItemKind::Fn(_, ref generics, _) = item.kind {
1484                             if !generics.params.is_empty() {
1485                                 sess.span_err(span, "should have no type parameters");
1486                             }
1487                         }
1488                     }
1489                 } else {
1490                     let span = sess.source_map().guess_head_span(span);
1491                     sess.span_err(span, "function should have one argument");
1492                 }
1493             } else {
1494                 sess.err("language item required, but not found: `panic_info`");
1495             }
1496         }
1497     }
1498
1499     // Check that a function marked as `#[alloc_error_handler]` has signature `fn(Layout) -> !`
1500     if let Some(alloc_error_handler_did) = tcx.lang_items().oom() {
1501         if alloc_error_handler_did == hir.local_def_id(fn_id).to_def_id() {
1502             if let Some(alloc_layout_did) = tcx.lang_items().alloc_layout() {
1503                 if declared_ret_ty.kind != ty::Never {
1504                     sess.span_err(decl.output.span(), "return type should be `!`");
1505                 }
1506
1507                 let inputs = fn_sig.inputs();
1508                 let span = hir.span(fn_id);
1509                 if inputs.len() == 1 {
1510                     let arg_is_alloc_layout = match inputs[0].kind {
1511                         ty::Adt(ref adt, _) => adt.did == alloc_layout_did,
1512                         _ => false,
1513                     };
1514
1515                     if !arg_is_alloc_layout {
1516                         sess.span_err(decl.inputs[0].span, "argument should be `Layout`");
1517                     }
1518
1519                     if let Node::Item(item) = hir.get(fn_id) {
1520                         if let ItemKind::Fn(_, ref generics, _) = item.kind {
1521                             if !generics.params.is_empty() {
1522                                 sess.span_err(
1523                                     span,
1524                                     "`#[alloc_error_handler]` function should have no type \
1525                                      parameters",
1526                                 );
1527                             }
1528                         }
1529                     }
1530                 } else {
1531                     let span = sess.source_map().guess_head_span(span);
1532                     sess.span_err(span, "function should have one argument");
1533                 }
1534             } else {
1535                 sess.err("language item required, but not found: `alloc_layout`");
1536             }
1537         }
1538     }
1539
1540     (fcx, gen_ty)
1541 }
1542
1543 fn check_struct(tcx: TyCtxt<'_>, id: hir::HirId, span: Span) {
1544     let def_id = tcx.hir().local_def_id(id);
1545     let def = tcx.adt_def(def_id);
1546     def.destructor(tcx); // force the destructor to be evaluated
1547     check_representable(tcx, span, def_id);
1548
1549     if def.repr.simd() {
1550         check_simd(tcx, span, def_id);
1551     }
1552
1553     check_transparent(tcx, span, def);
1554     check_packed(tcx, span, def);
1555 }
1556
1557 fn check_union(tcx: TyCtxt<'_>, id: hir::HirId, span: Span) {
1558     let def_id = tcx.hir().local_def_id(id);
1559     let def = tcx.adt_def(def_id);
1560     def.destructor(tcx); // force the destructor to be evaluated
1561     check_representable(tcx, span, def_id);
1562     check_transparent(tcx, span, def);
1563     check_union_fields(tcx, span, def_id);
1564     check_packed(tcx, span, def);
1565 }
1566
1567 /// When the `#![feature(untagged_unions)]` gate is active,
1568 /// check that the fields of the `union` does not contain fields that need dropping.
1569 fn check_union_fields(tcx: TyCtxt<'_>, span: Span, item_def_id: LocalDefId) -> bool {
1570     let item_type = tcx.type_of(item_def_id);
1571     if let ty::Adt(def, substs) = item_type.kind {
1572         assert!(def.is_union());
1573         let fields = &def.non_enum_variant().fields;
1574         let param_env = tcx.param_env(item_def_id);
1575         for field in fields {
1576             let field_ty = field.ty(tcx, substs);
1577             // We are currently checking the type this field came from, so it must be local.
1578             let field_span = tcx.hir().span_if_local(field.did).unwrap();
1579             if field_ty.needs_drop(tcx, param_env) {
1580                 struct_span_err!(
1581                     tcx.sess,
1582                     field_span,
1583                     E0740,
1584                     "unions may not contain fields that need dropping"
1585                 )
1586                 .span_note(field_span, "`std::mem::ManuallyDrop` can be used to wrap the type")
1587                 .emit();
1588                 return false;
1589             }
1590         }
1591     } else {
1592         span_bug!(span, "unions must be ty::Adt, but got {:?}", item_type.kind);
1593     }
1594     true
1595 }
1596
1597 /// Checks that an opaque type does not contain cycles and does not use `Self` or `T::Foo`
1598 /// projections that would result in "inheriting lifetimes".
1599 fn check_opaque<'tcx>(
1600     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1601     def_id: LocalDefId,
1602     substs: SubstsRef<'tcx>,
1603     span: Span,
1604     origin: &hir::OpaqueTyOrigin,
1605 ) {
1606     check_opaque_for_inheriting_lifetimes(tcx, def_id, span);
1607     check_opaque_for_cycles(tcx, def_id, substs, span, origin);
1608 }
1609
1610 /// Checks that an opaque type does not use `Self` or `T::Foo` projections that would result
1611 /// in "inheriting lifetimes".
1612 fn check_opaque_for_inheriting_lifetimes(tcx: TyCtxt<'tcx>, def_id: LocalDefId, span: Span) {
1613     let item = tcx.hir().expect_item(tcx.hir().as_local_hir_id(def_id));
1614     debug!(
1615         "check_opaque_for_inheriting_lifetimes: def_id={:?} span={:?} item={:?}",
1616         def_id, span, item
1617     );
1618
1619     #[derive(Debug)]
1620     struct ProhibitOpaqueVisitor<'tcx> {
1621         opaque_identity_ty: Ty<'tcx>,
1622         generics: &'tcx ty::Generics,
1623         ty: Option<Ty<'tcx>>,
1624     };
1625
1626     impl<'tcx> ty::fold::TypeVisitor<'tcx> for ProhibitOpaqueVisitor<'tcx> {
1627         fn visit_ty(&mut self, t: Ty<'tcx>) -> bool {
1628             debug!("check_opaque_for_inheriting_lifetimes: (visit_ty) t={:?}", t);
1629             if t != self.opaque_identity_ty && t.super_visit_with(self) {
1630                 self.ty = Some(t);
1631                 return true;
1632             }
1633             false
1634         }
1635
1636         fn visit_region(&mut self, r: ty::Region<'tcx>) -> bool {
1637             debug!("check_opaque_for_inheriting_lifetimes: (visit_region) r={:?}", r);
1638             if let RegionKind::ReEarlyBound(ty::EarlyBoundRegion { index, .. }) = r {
1639                 return *index < self.generics.parent_count as u32;
1640             }
1641
1642             r.super_visit_with(self)
1643         }
1644
1645         fn visit_const(&mut self, c: &'tcx ty::Const<'tcx>) -> bool {
1646             if let ty::ConstKind::Unevaluated(..) = c.val {
1647                 // FIXME(#72219) We currenctly don't detect lifetimes within substs
1648                 // which would violate this check. Even though the particular substitution is not used
1649                 // within the const, this should still be fixed.
1650                 return false;
1651             }
1652             c.super_visit_with(self)
1653         }
1654     }
1655
1656     if let ItemKind::OpaqueTy(hir::OpaqueTy {
1657         origin: hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn | hir::OpaqueTyOrigin::FnReturn,
1658         ..
1659     }) = item.kind
1660     {
1661         let mut visitor = ProhibitOpaqueVisitor {
1662             opaque_identity_ty: tcx.mk_opaque(
1663                 def_id.to_def_id(),
1664                 InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def_id.to_def_id()),
1665             ),
1666             generics: tcx.generics_of(def_id),
1667             ty: None,
1668         };
1669         let prohibit_opaque = tcx
1670             .predicates_of(def_id)
1671             .predicates
1672             .iter()
1673             .any(|(predicate, _)| predicate.visit_with(&mut visitor));
1674         debug!(
1675             "check_opaque_for_inheriting_lifetimes: prohibit_opaque={:?}, visitor={:?}",
1676             prohibit_opaque, visitor
1677         );
1678
1679         if prohibit_opaque {
1680             let is_async = match item.kind {
1681                 ItemKind::OpaqueTy(hir::OpaqueTy { origin, .. }) => match origin {
1682                     hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn => true,
1683                     _ => false,
1684                 },
1685                 _ => unreachable!(),
1686             };
1687
1688             let mut err = struct_span_err!(
1689                 tcx.sess,
1690                 span,
1691                 E0760,
1692                 "`{}` return type cannot contain a projection or `Self` that references lifetimes from \
1693              a parent scope",
1694                 if is_async { "async fn" } else { "impl Trait" },
1695             );
1696
1697             if let Ok(snippet) = tcx.sess.source_map().span_to_snippet(span) {
1698                 if snippet == "Self" {
1699                     if let Some(ty) = visitor.ty {
1700                         err.span_suggestion(
1701                             span,
1702                             "consider spelling out the type instead",
1703                             format!("{:?}", ty),
1704                             Applicability::MaybeIncorrect,
1705                         );
1706                     }
1707                 }
1708             }
1709             err.emit();
1710         }
1711     }
1712 }
1713
1714 /// Checks that an opaque type does not contain cycles.
1715 fn check_opaque_for_cycles<'tcx>(
1716     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1717     def_id: LocalDefId,
1718     substs: SubstsRef<'tcx>,
1719     span: Span,
1720     origin: &hir::OpaqueTyOrigin,
1721 ) {
1722     if let Err(partially_expanded_type) = tcx.try_expand_impl_trait_type(def_id.to_def_id(), substs)
1723     {
1724         if let hir::OpaqueTyOrigin::AsyncFn = origin {
1725             struct_span_err!(tcx.sess, span, E0733, "recursion in an `async fn` requires boxing",)
1726                 .span_label(span, "recursive `async fn`")
1727                 .note("a recursive `async fn` must be rewritten to return a boxed `dyn Future`")
1728                 .emit();
1729         } else {
1730             let mut err =
1731                 struct_span_err!(tcx.sess, span, E0720, "opaque type expands to a recursive type",);
1732             err.span_label(span, "expands to a recursive type");
1733             if let ty::Opaque(..) = partially_expanded_type.kind {
1734                 err.note("type resolves to itself");
1735             } else {
1736                 err.note(&format!("expanded type is `{}`", partially_expanded_type));
1737             }
1738             err.emit();
1739         }
1740     }
1741 }
1742
1743 // Forbid defining intrinsics in Rust code,
1744 // as they must always be defined by the compiler.
1745 fn fn_maybe_err(tcx: TyCtxt<'_>, sp: Span, abi: Abi) {
1746     if let Abi::RustIntrinsic | Abi::PlatformIntrinsic = abi {
1747         tcx.sess.span_err(sp, "intrinsic must be in `extern \"rust-intrinsic\" { ... }` block");
1748     }
1749 }
1750
1751 pub fn check_item_type<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, it: &'tcx hir::Item<'tcx>) {
1752     debug!(
1753         "check_item_type(it.hir_id={}, it.name={})",
1754         it.hir_id,
1755         tcx.def_path_str(tcx.hir().local_def_id(it.hir_id).to_def_id())
1756     );
1757     let _indenter = indenter();
1758     match it.kind {
1759         // Consts can play a role in type-checking, so they are included here.
1760         hir::ItemKind::Static(..) => {
1761             let def_id = tcx.hir().local_def_id(it.hir_id);
1762             tcx.ensure().typeck_tables_of(def_id);
1763             maybe_check_static_with_link_section(tcx, def_id, it.span);
1764         }
1765         hir::ItemKind::Const(..) => {
1766             tcx.ensure().typeck_tables_of(tcx.hir().local_def_id(it.hir_id));
1767         }
1768         hir::ItemKind::Enum(ref enum_definition, _) => {
1769             check_enum(tcx, it.span, &enum_definition.variants, it.hir_id);
1770         }
1771         hir::ItemKind::Fn(..) => {} // entirely within check_item_body
1772         hir::ItemKind::Impl { ref items, .. } => {
1773             debug!("ItemKind::Impl {} with id {}", it.ident, it.hir_id);
1774             let impl_def_id = tcx.hir().local_def_id(it.hir_id);
1775             if let Some(impl_trait_ref) = tcx.impl_trait_ref(impl_def_id) {
1776                 check_impl_items_against_trait(tcx, it.span, impl_def_id, impl_trait_ref, items);
1777                 let trait_def_id = impl_trait_ref.def_id;
1778                 check_on_unimplemented(tcx, trait_def_id, it);
1779             }
1780         }
1781         hir::ItemKind::Trait(_, _, _, _, ref items) => {
1782             let def_id = tcx.hir().local_def_id(it.hir_id);
1783             check_on_unimplemented(tcx, def_id.to_def_id(), it);
1784
1785             for item in items.iter() {
1786                 let item = tcx.hir().trait_item(item.id);
1787                 if let hir::TraitItemKind::Fn(sig, _) = &item.kind {
1788                     let abi = sig.header.abi;
1789                     fn_maybe_err(tcx, item.ident.span, abi);
1790                 }
1791             }
1792         }
1793         hir::ItemKind::Struct(..) => {
1794             check_struct(tcx, it.hir_id, it.span);
1795         }
1796         hir::ItemKind::Union(..) => {
1797             check_union(tcx, it.hir_id, it.span);
1798         }
1799         hir::ItemKind::OpaqueTy(hir::OpaqueTy { origin, .. }) => {
1800             let def_id = tcx.hir().local_def_id(it.hir_id);
1801
1802             let substs = InternalSubsts::identity_for_item(tcx, def_id.to_def_id());
1803             check_opaque(tcx, def_id, substs, it.span, &origin);
1804         }
1805         hir::ItemKind::TyAlias(..) => {
1806             let def_id = tcx.hir().local_def_id(it.hir_id);
1807             let pty_ty = tcx.type_of(def_id);
1808             let generics = tcx.generics_of(def_id);
1809             check_type_params_are_used(tcx, &generics, pty_ty);
1810         }
1811         hir::ItemKind::ForeignMod(ref m) => {
1812             check_abi(tcx, it.span, m.abi);
1813
1814             if m.abi == Abi::RustIntrinsic {
1815                 for item in m.items {
1816                     intrinsic::check_intrinsic_type(tcx, item);
1817                 }
1818             } else if m.abi == Abi::PlatformIntrinsic {
1819                 for item in m.items {
1820                     intrinsic::check_platform_intrinsic_type(tcx, item);
1821                 }
1822             } else {
1823                 for item in m.items {
1824                     let generics = tcx.generics_of(tcx.hir().local_def_id(item.hir_id));
1825                     let own_counts = generics.own_counts();
1826                     if generics.params.len() - own_counts.lifetimes != 0 {
1827                         let (kinds, kinds_pl, egs) = match (own_counts.types, own_counts.consts) {
1828                             (_, 0) => ("type", "types", Some("u32")),
1829                             // We don't specify an example value, because we can't generate
1830                             // a valid value for any type.
1831                             (0, _) => ("const", "consts", None),
1832                             _ => ("type or const", "types or consts", None),
1833                         };
1834                         struct_span_err!(
1835                             tcx.sess,
1836                             item.span,
1837                             E0044,
1838                             "foreign items may not have {} parameters",
1839                             kinds,
1840                         )
1841                         .span_label(item.span, &format!("can't have {} parameters", kinds))
1842                         .help(
1843                             // FIXME: once we start storing spans for type arguments, turn this
1844                             // into a suggestion.
1845                             &format!(
1846                                 "replace the {} parameters with concrete {}{}",
1847                                 kinds,
1848                                 kinds_pl,
1849                                 egs.map(|egs| format!(" like `{}`", egs)).unwrap_or_default(),
1850                             ),
1851                         )
1852                         .emit();
1853                     }
1854
1855                     if let hir::ForeignItemKind::Fn(ref fn_decl, _, _) = item.kind {
1856                         require_c_abi_if_c_variadic(tcx, fn_decl, m.abi, item.span);
1857                     }
1858                 }
1859             }
1860         }
1861         _ => { /* nothing to do */ }
1862     }
1863 }
1864
1865 fn maybe_check_static_with_link_section(tcx: TyCtxt<'_>, id: LocalDefId, span: Span) {
1866     // Only restricted on wasm32 target for now
1867     if !tcx.sess.opts.target_triple.triple().starts_with("wasm32") {
1868         return;
1869     }
1870
1871     // If `#[link_section]` is missing, then nothing to verify
1872     let attrs = tcx.codegen_fn_attrs(id);
1873     if attrs.link_section.is_none() {
1874         return;
1875     }
1876
1877     // For the wasm32 target statics with `#[link_section]` are placed into custom
1878     // sections of the final output file, but this isn't link custom sections of
1879     // other executable formats. Namely we can only embed a list of bytes,
1880     // nothing with pointers to anything else or relocations. If any relocation
1881     // show up, reject them here.
1882     // `#[link_section]` may contain arbitrary, or even undefined bytes, but it is
1883     // the consumer's responsibility to ensure all bytes that have been read
1884     // have defined values.
1885     match tcx.const_eval_poly(id.to_def_id()) {
1886         Ok(ConstValue::ByRef { alloc, .. }) => {
1887             if alloc.relocations().len() != 0 {
1888                 let msg = "statics with a custom `#[link_section]` must be a \
1889                            simple list of bytes on the wasm target with no \
1890                            extra levels of indirection such as references";
1891                 tcx.sess.span_err(span, msg);
1892             }
1893         }
1894         Ok(_) => bug!("Matching on non-ByRef static"),
1895         Err(_) => {}
1896     }
1897 }
1898
1899 fn check_on_unimplemented(tcx: TyCtxt<'_>, trait_def_id: DefId, item: &hir::Item<'_>) {
1900     let item_def_id = tcx.hir().local_def_id(item.hir_id);
1901     // an error would be reported if this fails.
1902     let _ = traits::OnUnimplementedDirective::of_item(tcx, trait_def_id, item_def_id.to_def_id());
1903 }
1904
1905 fn report_forbidden_specialization(
1906     tcx: TyCtxt<'_>,
1907     impl_item: &hir::ImplItem<'_>,
1908     parent_impl: DefId,
1909 ) {
1910     let mut err = struct_span_err!(
1911         tcx.sess,
1912         impl_item.span,
1913         E0520,
1914         "`{}` specializes an item from a parent `impl`, but \
1915          that item is not marked `default`",
1916         impl_item.ident
1917     );
1918     err.span_label(impl_item.span, format!("cannot specialize default item `{}`", impl_item.ident));
1919
1920     match tcx.span_of_impl(parent_impl) {
1921         Ok(span) => {
1922             err.span_label(span, "parent `impl` is here");
1923             err.note(&format!(
1924                 "to specialize, `{}` in the parent `impl` must be marked `default`",
1925                 impl_item.ident
1926             ));
1927         }
1928         Err(cname) => {
1929             err.note(&format!("parent implementation is in crate `{}`", cname));
1930         }
1931     }
1932
1933     err.emit();
1934 }
1935
1936 fn check_specialization_validity<'tcx>(
1937     tcx: TyCtxt<'tcx>,
1938     trait_def: &ty::TraitDef,
1939     trait_item: &ty::AssocItem,
1940     impl_id: DefId,
1941     impl_item: &hir::ImplItem<'_>,
1942 ) {
1943     let kind = match impl_item.kind {
1944         hir::ImplItemKind::Const(..) => ty::AssocKind::Const,
1945         hir::ImplItemKind::Fn(..) => ty::AssocKind::Fn,
1946         hir::ImplItemKind::OpaqueTy(..) => ty::AssocKind::OpaqueTy,
1947         hir::ImplItemKind::TyAlias(_) => ty::AssocKind::Type,
1948     };
1949
1950     let ancestors = match trait_def.ancestors(tcx, impl_id) {
1951         Ok(ancestors) => ancestors,
1952         Err(_) => return,
1953     };
1954     let mut ancestor_impls = ancestors
1955         .skip(1)
1956         .filter_map(|parent| {
1957             if parent.is_from_trait() {
1958                 None
1959             } else {
1960                 Some((parent, parent.item(tcx, trait_item.ident, kind, trait_def.def_id)))
1961             }
1962         })
1963         .peekable();
1964
1965     if ancestor_impls.peek().is_none() {
1966         // No parent, nothing to specialize.
1967         return;
1968     }
1969
1970     let opt_result = ancestor_impls.find_map(|(parent_impl, parent_item)| {
1971         match parent_item {
1972             // Parent impl exists, and contains the parent item we're trying to specialize, but
1973             // doesn't mark it `default`.
1974             Some(parent_item) if traits::impl_item_is_final(tcx, &parent_item) => {
1975                 Some(Err(parent_impl.def_id()))
1976             }
1977
1978             // Parent impl contains item and makes it specializable.
1979             Some(_) => Some(Ok(())),
1980
1981             // Parent impl doesn't mention the item. This means it's inherited from the
1982             // grandparent. In that case, if parent is a `default impl`, inherited items use the
1983             // "defaultness" from the grandparent, else they are final.
1984             None => {
1985                 if tcx.impl_defaultness(parent_impl.def_id()).is_default() {
1986                     None
1987                 } else {
1988                     Some(Err(parent_impl.def_id()))
1989                 }
1990             }
1991         }
1992     });
1993
1994     // If `opt_result` is `None`, we have only encountered `default impl`s that don't contain the
1995     // item. This is allowed, the item isn't actually getting specialized here.
1996     let result = opt_result.unwrap_or(Ok(()));
1997
1998     if let Err(parent_impl) = result {
1999         report_forbidden_specialization(tcx, impl_item, parent_impl);
2000     }
2001 }
2002
2003 fn check_impl_items_against_trait<'tcx>(
2004     tcx: TyCtxt<'tcx>,
2005     full_impl_span: Span,
2006     impl_id: LocalDefId,
2007     impl_trait_ref: ty::TraitRef<'tcx>,
2008     impl_item_refs: &[hir::ImplItemRef<'_>],
2009 ) {
2010     let impl_span = tcx.sess.source_map().guess_head_span(full_impl_span);
2011
2012     // If the trait reference itself is erroneous (so the compilation is going
2013     // to fail), skip checking the items here -- the `impl_item` table in `tcx`
2014     // isn't populated for such impls.
2015     if impl_trait_ref.references_error() {
2016         return;
2017     }
2018
2019     // Negative impls are not expected to have any items
2020     match tcx.impl_polarity(impl_id) {
2021         ty::ImplPolarity::Reservation | ty::ImplPolarity::Positive => {}
2022         ty::ImplPolarity::Negative => {
2023             if let [first_item_ref, ..] = impl_item_refs {
2024                 let first_item_span = tcx.hir().impl_item(first_item_ref.id).span;
2025                 struct_span_err!(
2026                     tcx.sess,
2027                     first_item_span,
2028                     E0749,
2029                     "negative impls cannot have any items"
2030                 )
2031                 .emit();
2032             }
2033             return;
2034         }
2035     }
2036
2037     // Locate trait definition and items
2038     let trait_def = tcx.trait_def(impl_trait_ref.def_id);
2039
2040     let impl_items = || impl_item_refs.iter().map(|iiref| tcx.hir().impl_item(iiref.id));
2041
2042     // Check existing impl methods to see if they are both present in trait
2043     // and compatible with trait signature
2044     for impl_item in impl_items() {
2045         let namespace = impl_item.kind.namespace();
2046         let ty_impl_item = tcx.associated_item(tcx.hir().local_def_id(impl_item.hir_id));
2047         let ty_trait_item = tcx
2048             .associated_items(impl_trait_ref.def_id)
2049             .find_by_name_and_namespace(tcx, ty_impl_item.ident, namespace, impl_trait_ref.def_id)
2050             .or_else(|| {
2051                 // Not compatible, but needed for the error message
2052                 tcx.associated_items(impl_trait_ref.def_id)
2053                     .filter_by_name(tcx, ty_impl_item.ident, impl_trait_ref.def_id)
2054                     .next()
2055             });
2056
2057         // Check that impl definition matches trait definition
2058         if let Some(ty_trait_item) = ty_trait_item {
2059             match impl_item.kind {
2060                 hir::ImplItemKind::Const(..) => {
2061                     // Find associated const definition.
2062                     if ty_trait_item.kind == ty::AssocKind::Const {
2063                         compare_const_impl(
2064                             tcx,
2065                             &ty_impl_item,
2066                             impl_item.span,
2067                             &ty_trait_item,
2068                             impl_trait_ref,
2069                         );
2070                     } else {
2071                         let mut err = struct_span_err!(
2072                             tcx.sess,
2073                             impl_item.span,
2074                             E0323,
2075                             "item `{}` is an associated const, \
2076                              which doesn't match its trait `{}`",
2077                             ty_impl_item.ident,
2078                             impl_trait_ref.print_only_trait_path()
2079                         );
2080                         err.span_label(impl_item.span, "does not match trait");
2081                         // We can only get the spans from local trait definition
2082                         // Same for E0324 and E0325
2083                         if let Some(trait_span) = tcx.hir().span_if_local(ty_trait_item.def_id) {
2084                             err.span_label(trait_span, "item in trait");
2085                         }
2086                         err.emit()
2087                     }
2088                 }
2089                 hir::ImplItemKind::Fn(..) => {
2090                     let opt_trait_span = tcx.hir().span_if_local(ty_trait_item.def_id);
2091                     if ty_trait_item.kind == ty::AssocKind::Fn {
2092                         compare_impl_method(
2093                             tcx,
2094                             &ty_impl_item,
2095                             impl_item.span,
2096                             &ty_trait_item,
2097                             impl_trait_ref,
2098                             opt_trait_span,
2099                         );
2100                     } else {
2101                         let mut err = struct_span_err!(
2102                             tcx.sess,
2103                             impl_item.span,
2104                             E0324,
2105                             "item `{}` is an associated method, \
2106                              which doesn't match its trait `{}`",
2107                             ty_impl_item.ident,
2108                             impl_trait_ref.print_only_trait_path()
2109                         );
2110                         err.span_label(impl_item.span, "does not match trait");
2111                         if let Some(trait_span) = opt_trait_span {
2112                             err.span_label(trait_span, "item in trait");
2113                         }
2114                         err.emit()
2115                     }
2116                 }
2117                 hir::ImplItemKind::OpaqueTy(..) | hir::ImplItemKind::TyAlias(_) => {
2118                     let opt_trait_span = tcx.hir().span_if_local(ty_trait_item.def_id);
2119                     if ty_trait_item.kind == ty::AssocKind::Type {
2120                         compare_ty_impl(
2121                             tcx,
2122                             &ty_impl_item,
2123                             impl_item.span,
2124                             &ty_trait_item,
2125                             impl_trait_ref,
2126                             opt_trait_span,
2127                         )
2128                     } else {
2129                         let mut err = struct_span_err!(
2130                             tcx.sess,
2131                             impl_item.span,
2132                             E0325,
2133                             "item `{}` is an associated type, \
2134                              which doesn't match its trait `{}`",
2135                             ty_impl_item.ident,
2136                             impl_trait_ref.print_only_trait_path()
2137                         );
2138                         err.span_label(impl_item.span, "does not match trait");
2139                         if let Some(trait_span) = opt_trait_span {
2140                             err.span_label(trait_span, "item in trait");
2141                         }
2142                         err.emit()
2143                     }
2144                 }
2145             }
2146
2147             check_specialization_validity(
2148                 tcx,
2149                 trait_def,
2150                 &ty_trait_item,
2151                 impl_id.to_def_id(),
2152                 impl_item,
2153             );
2154         }
2155     }
2156
2157     // Check for missing items from trait
2158     let mut missing_items = Vec::new();
2159     if let Ok(ancestors) = trait_def.ancestors(tcx, impl_id.to_def_id()) {
2160         for trait_item in tcx.associated_items(impl_trait_ref.def_id).in_definition_order() {
2161             let is_implemented = ancestors
2162                 .leaf_def(tcx, trait_item.ident, trait_item.kind)
2163                 .map(|node_item| !node_item.defining_node.is_from_trait())
2164                 .unwrap_or(false);
2165
2166             if !is_implemented && tcx.impl_defaultness(impl_id).is_final() {
2167                 if !trait_item.defaultness.has_value() {
2168                     missing_items.push(*trait_item);
2169                 }
2170             }
2171         }
2172     }
2173
2174     if !missing_items.is_empty() {
2175         missing_items_err(tcx, impl_span, &missing_items, full_impl_span);
2176     }
2177 }
2178
2179 fn missing_items_err(
2180     tcx: TyCtxt<'_>,
2181     impl_span: Span,
2182     missing_items: &[ty::AssocItem],
2183     full_impl_span: Span,
2184 ) {
2185     let missing_items_msg = missing_items
2186         .iter()
2187         .map(|trait_item| trait_item.ident.to_string())
2188         .collect::<Vec<_>>()
2189         .join("`, `");
2190
2191     let mut err = struct_span_err!(
2192         tcx.sess,
2193         impl_span,
2194         E0046,
2195         "not all trait items implemented, missing: `{}`",
2196         missing_items_msg
2197     );
2198     err.span_label(impl_span, format!("missing `{}` in implementation", missing_items_msg));
2199
2200     // `Span` before impl block closing brace.
2201     let hi = full_impl_span.hi() - BytePos(1);
2202     // Point at the place right before the closing brace of the relevant `impl` to suggest
2203     // adding the associated item at the end of its body.
2204     let sugg_sp = full_impl_span.with_lo(hi).with_hi(hi);
2205     // Obtain the level of indentation ending in `sugg_sp`.
2206     let indentation = tcx.sess.source_map().span_to_margin(sugg_sp).unwrap_or(0);
2207     // Make the whitespace that will make the suggestion have the right indentation.
2208     let padding: String = (0..indentation).map(|_| " ").collect();
2209
2210     for trait_item in missing_items {
2211         let snippet = suggestion_signature(&trait_item, tcx);
2212         let code = format!("{}{}\n{}", padding, snippet, padding);
2213         let msg = format!("implement the missing item: `{}`", snippet);
2214         let appl = Applicability::HasPlaceholders;
2215         if let Some(span) = tcx.hir().span_if_local(trait_item.def_id) {
2216             err.span_label(span, format!("`{}` from trait", trait_item.ident));
2217             err.tool_only_span_suggestion(sugg_sp, &msg, code, appl);
2218         } else {
2219             err.span_suggestion_hidden(sugg_sp, &msg, code, appl);
2220         }
2221     }
2222     err.emit();
2223 }
2224
2225 /// Resugar `ty::GenericPredicates` in a way suitable to be used in structured suggestions.
2226 fn bounds_from_generic_predicates(
2227     tcx: TyCtxt<'_>,
2228     predicates: ty::GenericPredicates<'_>,
2229 ) -> (String, String) {
2230     let mut types: FxHashMap<Ty<'_>, Vec<DefId>> = FxHashMap::default();
2231     let mut projections = vec![];
2232     for (predicate, _) in predicates.predicates {
2233         debug!("predicate {:?}", predicate);
2234         match predicate.kind() {
2235             ty::PredicateKind::Trait(trait_predicate, _) => {
2236                 let entry = types.entry(trait_predicate.skip_binder().self_ty()).or_default();
2237                 let def_id = trait_predicate.skip_binder().def_id();
2238                 if Some(def_id) != tcx.lang_items().sized_trait() {
2239                     // Type params are `Sized` by default, do not add that restriction to the list
2240                     // if it is a positive requirement.
2241                     entry.push(trait_predicate.skip_binder().def_id());
2242                 }
2243             }
2244             ty::PredicateKind::Projection(projection_pred) => {
2245                 projections.push(projection_pred);
2246             }
2247             _ => {}
2248         }
2249     }
2250     let generics = if types.is_empty() {
2251         "".to_string()
2252     } else {
2253         format!(
2254             "<{}>",
2255             types
2256                 .keys()
2257                 .filter_map(|t| match t.kind {
2258                     ty::Param(_) => Some(t.to_string()),
2259                     // Avoid suggesting the following:
2260                     // fn foo<T, <T as Trait>::Bar>(_: T) where T: Trait, <T as Trait>::Bar: Other {}
2261                     _ => None,
2262                 })
2263                 .collect::<Vec<_>>()
2264                 .join(", ")
2265         )
2266     };
2267     let mut where_clauses = vec![];
2268     for (ty, bounds) in types {
2269         for bound in &bounds {
2270             where_clauses.push(format!("{}: {}", ty, tcx.def_path_str(*bound)));
2271         }
2272     }
2273     for projection in &projections {
2274         let p = projection.skip_binder();
2275         // FIXME: this is not currently supported syntax, we should be looking at the `types` and
2276         // insert the associated types where they correspond, but for now let's be "lazy" and
2277         // propose this instead of the following valid resugaring:
2278         // `T: Trait, Trait::Assoc = K` â†’ `T: Trait<Assoc = K>`
2279         where_clauses.push(format!("{} = {}", tcx.def_path_str(p.projection_ty.item_def_id), p.ty));
2280     }
2281     let where_clauses = if where_clauses.is_empty() {
2282         String::new()
2283     } else {
2284         format!(" where {}", where_clauses.join(", "))
2285     };
2286     (generics, where_clauses)
2287 }
2288
2289 /// Return placeholder code for the given function.
2290 fn fn_sig_suggestion(
2291     tcx: TyCtxt<'_>,
2292     sig: &ty::FnSig<'_>,
2293     ident: Ident,
2294     predicates: ty::GenericPredicates<'_>,
2295     assoc: &ty::AssocItem,
2296 ) -> String {
2297     let args = sig
2298         .inputs()
2299         .iter()
2300         .enumerate()
2301         .map(|(i, ty)| {
2302             Some(match ty.kind {
2303                 ty::Param(_) if assoc.fn_has_self_parameter && i == 0 => "self".to_string(),
2304                 ty::Ref(reg, ref_ty, mutability) if i == 0 => {
2305                     let reg = match &format!("{}", reg)[..] {
2306                         "'_" | "" => String::new(),
2307                         reg => format!("{} ", reg),
2308                     };
2309                     if assoc.fn_has_self_parameter {
2310                         match ref_ty.kind {
2311                             ty::Param(param) if param.name == kw::SelfUpper => {
2312                                 format!("&{}{}self", reg, mutability.prefix_str())
2313                             }
2314
2315                             _ => format!("self: {}", ty),
2316                         }
2317                     } else {
2318                         format!("_: {:?}", ty)
2319                     }
2320                 }
2321                 _ => {
2322                     if assoc.fn_has_self_parameter && i == 0 {
2323                         format!("self: {:?}", ty)
2324                     } else {
2325                         format!("_: {:?}", ty)
2326                     }
2327                 }
2328             })
2329         })
2330         .chain(std::iter::once(if sig.c_variadic { Some("...".to_string()) } else { None }))
2331         .filter_map(|arg| arg)
2332         .collect::<Vec<String>>()
2333         .join(", ");
2334     let output = sig.output();
2335     let output = if !output.is_unit() { format!(" -> {:?}", output) } else { String::new() };
2336
2337     let unsafety = sig.unsafety.prefix_str();
2338     let (generics, where_clauses) = bounds_from_generic_predicates(tcx, predicates);
2339
2340     // FIXME: this is not entirely correct, as the lifetimes from borrowed params will
2341     // not be present in the `fn` definition, not will we account for renamed
2342     // lifetimes between the `impl` and the `trait`, but this should be good enough to
2343     // fill in a significant portion of the missing code, and other subsequent
2344     // suggestions can help the user fix the code.
2345     format!(
2346         "{}fn {}{}({}){}{} {{ todo!() }}",
2347         unsafety, ident, generics, args, output, where_clauses
2348     )
2349 }
2350
2351 /// Return placeholder code for the given associated item.
2352 /// Similar to `ty::AssocItem::suggestion`, but appropriate for use as the code snippet of a
2353 /// structured suggestion.
2354 fn suggestion_signature(assoc: &ty::AssocItem, tcx: TyCtxt<'_>) -> String {
2355     match assoc.kind {
2356         ty::AssocKind::Fn => {
2357             // We skip the binder here because the binder would deanonymize all
2358             // late-bound regions, and we don't want method signatures to show up
2359             // `as for<'r> fn(&'r MyType)`.  Pretty-printing handles late-bound
2360             // regions just fine, showing `fn(&MyType)`.
2361             fn_sig_suggestion(
2362                 tcx,
2363                 tcx.fn_sig(assoc.def_id).skip_binder(),
2364                 assoc.ident,
2365                 tcx.predicates_of(assoc.def_id),
2366                 assoc,
2367             )
2368         }
2369         ty::AssocKind::Type => format!("type {} = Type;", assoc.ident),
2370         // FIXME(type_alias_impl_trait): we should print bounds here too.
2371         ty::AssocKind::OpaqueTy => format!("type {} = Type;", assoc.ident),
2372         ty::AssocKind::Const => {
2373             let ty = tcx.type_of(assoc.def_id);
2374             let val = expr::ty_kind_suggestion(ty).unwrap_or("value");
2375             format!("const {}: {:?} = {};", assoc.ident, ty, val)
2376         }
2377     }
2378 }
2379
2380 /// Checks whether a type can be represented in memory. In particular, it
2381 /// identifies types that contain themselves without indirection through a
2382 /// pointer, which would mean their size is unbounded.
2383 fn check_representable(tcx: TyCtxt<'_>, sp: Span, item_def_id: LocalDefId) -> bool {
2384     let rty = tcx.type_of(item_def_id);
2385
2386     // Check that it is possible to represent this type. This call identifies
2387     // (1) types that contain themselves and (2) types that contain a different
2388     // recursive type. It is only necessary to throw an error on those that
2389     // contain themselves. For case 2, there must be an inner type that will be
2390     // caught by case 1.
2391     match rty.is_representable(tcx, sp) {
2392         Representability::SelfRecursive(spans) => {
2393             let mut err = recursive_type_with_infinite_size_error(tcx, item_def_id.to_def_id());
2394             for span in spans {
2395                 err.span_label(span, "recursive without indirection");
2396             }
2397             err.emit();
2398             return false;
2399         }
2400         Representability::Representable | Representability::ContainsRecursive => (),
2401     }
2402     true
2403 }
2404
2405 pub fn check_simd(tcx: TyCtxt<'_>, sp: Span, def_id: LocalDefId) {
2406     let t = tcx.type_of(def_id);
2407     if let ty::Adt(def, substs) = t.kind {
2408         if def.is_struct() {
2409             let fields = &def.non_enum_variant().fields;
2410             if fields.is_empty() {
2411                 struct_span_err!(tcx.sess, sp, E0075, "SIMD vector cannot be empty").emit();
2412                 return;
2413             }
2414             let e = fields[0].ty(tcx, substs);
2415             if !fields.iter().all(|f| f.ty(tcx, substs) == e) {
2416                 struct_span_err!(tcx.sess, sp, E0076, "SIMD vector should be homogeneous")
2417                     .span_label(sp, "SIMD elements must have the same type")
2418                     .emit();
2419                 return;
2420             }
2421             match e.kind {
2422                 ty::Param(_) => { /* struct<T>(T, T, T, T) is ok */ }
2423                 _ if e.is_machine() => { /* struct(u8, u8, u8, u8) is ok */ }
2424                 _ => {
2425                     struct_span_err!(
2426                         tcx.sess,
2427                         sp,
2428                         E0077,
2429                         "SIMD vector element type should be machine type"
2430                     )
2431                     .emit();
2432                     return;
2433                 }
2434             }
2435         }
2436     }
2437 }
2438
2439 fn check_packed(tcx: TyCtxt<'_>, sp: Span, def: &ty::AdtDef) {
2440     let repr = def.repr;
2441     if repr.packed() {
2442         for attr in tcx.get_attrs(def.did).iter() {
2443             for r in attr::find_repr_attrs(&tcx.sess.parse_sess, attr) {
2444                 if let attr::ReprPacked(pack) = r {
2445                     if let Some(repr_pack) = repr.pack {
2446                         if pack as u64 != repr_pack.bytes() {
2447                             struct_span_err!(
2448                                 tcx.sess,
2449                                 sp,
2450                                 E0634,
2451                                 "type has conflicting packed representation hints"
2452                             )
2453                             .emit();
2454                         }
2455                     }
2456                 }
2457             }
2458         }
2459         if repr.align.is_some() {
2460             struct_span_err!(
2461                 tcx.sess,
2462                 sp,
2463                 E0587,
2464                 "type has conflicting packed and align representation hints"
2465             )
2466             .emit();
2467         } else {
2468             if let Some(def_spans) = check_packed_inner(tcx, def.did, &mut vec![]) {
2469                 let mut err = struct_span_err!(
2470                     tcx.sess,
2471                     sp,
2472                     E0588,
2473                     "packed type cannot transitively contain a `#[repr(align)]` type"
2474                 );
2475
2476                 let hir = tcx.hir();
2477                 let hir_id = hir.as_local_hir_id(def_spans[0].0.expect_local());
2478                 if let Node::Item(Item { ident, .. }) = hir.get(hir_id) {
2479                     err.span_note(
2480                         tcx.def_span(def_spans[0].0),
2481                         &format!("`{}` has a `#[repr(align)]` attribute", ident),
2482                     );
2483                 }
2484
2485                 if def_spans.len() > 2 {
2486                     let mut first = true;
2487                     for (adt_def, span) in def_spans.iter().skip(1).rev() {
2488                         let hir_id = hir.as_local_hir_id(adt_def.expect_local());
2489                         if let Node::Item(Item { ident, .. }) = hir.get(hir_id) {
2490                             err.span_note(
2491                                 *span,
2492                                 &if first {
2493                                     format!(
2494                                         "`{}` contains a field of type `{}`",
2495                                         tcx.type_of(def.did),
2496                                         ident
2497                                     )
2498                                 } else {
2499                                     format!("...which contains a field of type `{}`", ident)
2500                                 },
2501                             );
2502                             first = false;
2503                         }
2504                     }
2505                 }
2506
2507                 err.emit();
2508             }
2509         }
2510     }
2511 }
2512
2513 fn check_packed_inner(
2514     tcx: TyCtxt<'_>,
2515     def_id: DefId,
2516     stack: &mut Vec<DefId>,
2517 ) -> Option<Vec<(DefId, Span)>> {
2518     if let ty::Adt(def, substs) = tcx.type_of(def_id).kind {
2519         if def.is_struct() || def.is_union() {
2520             if def.repr.align.is_some() {
2521                 return Some(vec![(def.did, DUMMY_SP)]);
2522             }
2523
2524             stack.push(def_id);
2525             for field in &def.non_enum_variant().fields {
2526                 if let ty::Adt(def, _) = field.ty(tcx, substs).kind {
2527                     if !stack.contains(&def.did) {
2528                         if let Some(mut defs) = check_packed_inner(tcx, def.did, stack) {
2529                             defs.push((def.did, field.ident.span));
2530                             return Some(defs);
2531                         }
2532                     }
2533                 }
2534             }
2535             stack.pop();
2536         }
2537     }
2538
2539     None
2540 }
2541
2542 /// Emit an error when encountering more or less than one variant in a transparent enum.
2543 fn bad_variant_count<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, adt: &'tcx ty::AdtDef, sp: Span, did: DefId) {
2544     let variant_spans: Vec<_> = adt
2545         .variants
2546         .iter()
2547         .map(|variant| tcx.hir().span_if_local(variant.def_id).unwrap())
2548         .collect();
2549     let msg = format!("needs exactly one variant, but has {}", adt.variants.len(),);
2550     let mut err = struct_span_err!(tcx.sess, sp, E0731, "transparent enum {}", msg);
2551     err.span_label(sp, &msg);
2552     if let [start @ .., end] = &*variant_spans {
2553         for variant_span in start {
2554             err.span_label(*variant_span, "");
2555         }
2556         err.span_label(*end, &format!("too many variants in `{}`", tcx.def_path_str(did)));
2557     }
2558     err.emit();
2559 }
2560
2561 /// Emit an error when encountering more or less than one non-zero-sized field in a transparent
2562 /// enum.
2563 fn bad_non_zero_sized_fields<'tcx>(
2564     tcx: TyCtxt<'tcx>,
2565     adt: &'tcx ty::AdtDef,
2566     field_count: usize,
2567     field_spans: impl Iterator<Item = Span>,
2568     sp: Span,
2569 ) {
2570     let msg = format!("needs exactly one non-zero-sized field, but has {}", field_count);
2571     let mut err = struct_span_err!(
2572         tcx.sess,
2573         sp,
2574         E0690,
2575         "{}transparent {} {}",
2576         if adt.is_enum() { "the variant of a " } else { "" },
2577         adt.descr(),
2578         msg,
2579     );
2580     err.span_label(sp, &msg);
2581     for sp in field_spans {
2582         err.span_label(sp, "this field is non-zero-sized");
2583     }
2584     err.emit();
2585 }
2586
2587 fn check_transparent<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, sp: Span, adt: &'tcx ty::AdtDef) {
2588     if !adt.repr.transparent() {
2589         return;
2590     }
2591     let sp = tcx.sess.source_map().guess_head_span(sp);
2592
2593     if adt.is_union() && !tcx.features().transparent_unions {
2594         feature_err(
2595             &tcx.sess.parse_sess,
2596             sym::transparent_unions,
2597             sp,
2598             "transparent unions are unstable",
2599         )
2600         .emit();
2601     }
2602
2603     if adt.variants.len() != 1 {
2604         bad_variant_count(tcx, adt, sp, adt.did);
2605         if adt.variants.is_empty() {
2606             // Don't bother checking the fields. No variants (and thus no fields) exist.
2607             return;
2608         }
2609     }
2610
2611     // For each field, figure out if it's known to be a ZST and align(1)
2612     let field_infos = adt.all_fields().map(|field| {
2613         let ty = field.ty(tcx, InternalSubsts::identity_for_item(tcx, field.did));
2614         let param_env = tcx.param_env(field.did);
2615         let layout = tcx.layout_of(param_env.and(ty));
2616         // We are currently checking the type this field came from, so it must be local
2617         let span = tcx.hir().span_if_local(field.did).unwrap();
2618         let zst = layout.map(|layout| layout.is_zst()).unwrap_or(false);
2619         let align1 = layout.map(|layout| layout.align.abi.bytes() == 1).unwrap_or(false);
2620         (span, zst, align1)
2621     });
2622
2623     let non_zst_fields =
2624         field_infos.clone().filter_map(|(span, zst, _align1)| if !zst { Some(span) } else { None });
2625     let non_zst_count = non_zst_fields.clone().count();
2626     if non_zst_count != 1 {
2627         bad_non_zero_sized_fields(tcx, adt, non_zst_count, non_zst_fields, sp);
2628     }
2629     for (span, zst, align1) in field_infos {
2630         if zst && !align1 {
2631             struct_span_err!(
2632                 tcx.sess,
2633                 span,
2634                 E0691,
2635                 "zero-sized field in transparent {} has alignment larger than 1",
2636                 adt.descr(),
2637             )
2638             .span_label(span, "has alignment larger than 1")
2639             .emit();
2640         }
2641     }
2642 }
2643
2644 #[allow(trivial_numeric_casts)]
2645 pub fn check_enum<'tcx>(
2646     tcx: TyCtxt<'tcx>,
2647     sp: Span,
2648     vs: &'tcx [hir::Variant<'tcx>],
2649     id: hir::HirId,
2650 ) {
2651     let def_id = tcx.hir().local_def_id(id);
2652     let def = tcx.adt_def(def_id);
2653     def.destructor(tcx); // force the destructor to be evaluated
2654
2655     if vs.is_empty() {
2656         let attributes = tcx.get_attrs(def_id.to_def_id());
2657         if let Some(attr) = attr::find_by_name(&attributes, sym::repr) {
2658             struct_span_err!(
2659                 tcx.sess,
2660                 attr.span,
2661                 E0084,
2662                 "unsupported representation for zero-variant enum"
2663             )
2664             .span_label(sp, "zero-variant enum")
2665             .emit();
2666         }
2667     }
2668
2669     let repr_type_ty = def.repr.discr_type().to_ty(tcx);
2670     if repr_type_ty == tcx.types.i128 || repr_type_ty == tcx.types.u128 {
2671         if !tcx.features().repr128 {
2672             feature_err(
2673                 &tcx.sess.parse_sess,
2674                 sym::repr128,
2675                 sp,
2676                 "repr with 128-bit type is unstable",
2677             )
2678             .emit();
2679         }
2680     }
2681
2682     for v in vs {
2683         if let Some(ref e) = v.disr_expr {
2684             tcx.ensure().typeck_tables_of(tcx.hir().local_def_id(e.hir_id));
2685         }
2686     }
2687
2688     if tcx.adt_def(def_id).repr.int.is_none() && tcx.features().arbitrary_enum_discriminant {
2689         let is_unit = |var: &hir::Variant<'_>| match var.data {
2690             hir::VariantData::Unit(..) => true,
2691             _ => false,
2692         };
2693
2694         let has_disr = |var: &hir::Variant<'_>| var.disr_expr.is_some();
2695         let has_non_units = vs.iter().any(|var| !is_unit(var));
2696         let disr_units = vs.iter().any(|var| is_unit(&var) && has_disr(&var));
2697         let disr_non_unit = vs.iter().any(|var| !is_unit(&var) && has_disr(&var));
2698
2699         if disr_non_unit || (disr_units && has_non_units) {
2700             let mut err =
2701                 struct_span_err!(tcx.sess, sp, E0732, "`#[repr(inttype)]` must be specified");
2702             err.emit();
2703         }
2704     }
2705
2706     let mut disr_vals: Vec<Discr<'tcx>> = Vec::with_capacity(vs.len());
2707     for ((_, discr), v) in def.discriminants(tcx).zip(vs) {
2708         // Check for duplicate discriminant values
2709         if let Some(i) = disr_vals.iter().position(|&x| x.val == discr.val) {
2710             let variant_did = def.variants[VariantIdx::new(i)].def_id;
2711             let variant_i_hir_id = tcx.hir().as_local_hir_id(variant_did.expect_local());
2712             let variant_i = tcx.hir().expect_variant(variant_i_hir_id);
2713             let i_span = match variant_i.disr_expr {
2714                 Some(ref expr) => tcx.hir().span(expr.hir_id),
2715                 None => tcx.hir().span(variant_i_hir_id),
2716             };
2717             let span = match v.disr_expr {
2718                 Some(ref expr) => tcx.hir().span(expr.hir_id),
2719                 None => v.span,
2720             };
2721             struct_span_err!(
2722                 tcx.sess,
2723                 span,
2724                 E0081,
2725                 "discriminant value `{}` already exists",
2726                 disr_vals[i]
2727             )
2728             .span_label(i_span, format!("first use of `{}`", disr_vals[i]))
2729             .span_label(span, format!("enum already has `{}`", disr_vals[i]))
2730             .emit();
2731         }
2732         disr_vals.push(discr);
2733     }
2734
2735     check_representable(tcx, sp, def_id);
2736     check_transparent(tcx, sp, def);
2737 }
2738
2739 fn report_unexpected_variant_res(tcx: TyCtxt<'_>, res: Res, span: Span) {
2740     struct_span_err!(
2741         tcx.sess,
2742         span,
2743         E0533,
2744         "expected unit struct, unit variant or constant, found {}{}",
2745         res.descr(),
2746         tcx.sess.source_map().span_to_snippet(span).map_or(String::new(), |s| format!(" `{}`", s)),
2747     )
2748     .emit();
2749 }
2750
2751 impl<'a, 'tcx> AstConv<'tcx> for FnCtxt<'a, 'tcx> {
2752     fn tcx<'b>(&'b self) -> TyCtxt<'tcx> {
2753         self.tcx
2754     }
2755
2756     fn item_def_id(&self) -> Option<DefId> {
2757         None
2758     }
2759
2760     fn default_constness_for_trait_bounds(&self) -> hir::Constness {
2761         // FIXME: refactor this into a method
2762         let node = self.tcx.hir().get(self.body_id);
2763         if let Some(fn_like) = FnLikeNode::from_node(node) {
2764             fn_like.constness()
2765         } else {
2766             hir::Constness::NotConst
2767         }
2768     }
2769
2770     fn get_type_parameter_bounds(&self, _: Span, def_id: DefId) -> ty::GenericPredicates<'tcx> {
2771         let tcx = self.tcx;
2772         let hir_id = tcx.hir().as_local_hir_id(def_id.expect_local());
2773         let item_id = tcx.hir().ty_param_owner(hir_id);
2774         let item_def_id = tcx.hir().local_def_id(item_id);
2775         let generics = tcx.generics_of(item_def_id);
2776         let index = generics.param_def_id_to_index[&def_id];
2777         ty::GenericPredicates {
2778             parent: None,
2779             predicates: tcx.arena.alloc_from_iter(self.param_env.caller_bounds.iter().filter_map(
2780                 |predicate| match predicate.kind() {
2781                     ty::PredicateKind::Trait(ref data, _)
2782                         if data.skip_binder().self_ty().is_param(index) =>
2783                     {
2784                         // HACK(eddyb) should get the original `Span`.
2785                         let span = tcx.def_span(def_id);
2786                         Some((predicate, span))
2787                     }
2788                     _ => None,
2789                 },
2790             )),
2791         }
2792     }
2793
2794     fn re_infer(&self, def: Option<&ty::GenericParamDef>, span: Span) -> Option<ty::Region<'tcx>> {
2795         let v = match def {
2796             Some(def) => infer::EarlyBoundRegion(span, def.name),
2797             None => infer::MiscVariable(span),
2798         };
2799         Some(self.next_region_var(v))
2800     }
2801
2802     fn allow_ty_infer(&self) -> bool {
2803         true
2804     }
2805
2806     fn ty_infer(&self, param: Option<&ty::GenericParamDef>, span: Span) -> Ty<'tcx> {
2807         if let Some(param) = param {
2808             if let GenericArgKind::Type(ty) = self.var_for_def(span, param).unpack() {
2809                 return ty;
2810             }
2811             unreachable!()
2812         } else {
2813             self.next_ty_var(TypeVariableOrigin {
2814                 kind: TypeVariableOriginKind::TypeInference,
2815                 span,
2816             })
2817         }
2818     }
2819
2820     fn ct_infer(
2821         &self,
2822         ty: Ty<'tcx>,
2823         param: Option<&ty::GenericParamDef>,
2824         span: Span,
2825     ) -> &'tcx Const<'tcx> {
2826         if let Some(param) = param {
2827             if let GenericArgKind::Const(ct) = self.var_for_def(span, param).unpack() {
2828                 return ct;
2829             }
2830             unreachable!()
2831         } else {
2832             self.next_const_var(
2833                 ty,
2834                 ConstVariableOrigin { kind: ConstVariableOriginKind::ConstInference, span },
2835             )
2836         }
2837     }
2838
2839     fn projected_ty_from_poly_trait_ref(
2840         &self,
2841         span: Span,
2842         item_def_id: DefId,
2843         item_segment: &hir::PathSegment<'_>,
2844         poly_trait_ref: ty::PolyTraitRef<'tcx>,
2845     ) -> Ty<'tcx> {
2846         let (trait_ref, _) = self.replace_bound_vars_with_fresh_vars(
2847             span,
2848             infer::LateBoundRegionConversionTime::AssocTypeProjection(item_def_id),
2849             &poly_trait_ref,
2850         );
2851
2852         let item_substs = <dyn AstConv<'tcx>>::create_substs_for_associated_item(
2853             self,
2854             self.tcx,
2855             span,
2856             item_def_id,
2857             item_segment,
2858             trait_ref.substs,
2859         );
2860
2861         self.tcx().mk_projection(item_def_id, item_substs)
2862     }
2863
2864     fn normalize_ty(&self, span: Span, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2865         if ty.has_escaping_bound_vars() {
2866             ty // FIXME: normalization and escaping regions
2867         } else {
2868             self.normalize_associated_types_in(span, &ty)
2869         }
2870     }
2871
2872     fn set_tainted_by_errors(&self) {
2873         self.infcx.set_tainted_by_errors()
2874     }
2875
2876     fn record_ty(&self, hir_id: hir::HirId, ty: Ty<'tcx>, _span: Span) {
2877         self.write_ty(hir_id, ty)
2878     }
2879 }
2880
2881 /// Controls whether the arguments are tupled. This is used for the call
2882 /// operator.
2883 ///
2884 /// Tupling means that all call-side arguments are packed into a tuple and
2885 /// passed as a single parameter. For example, if tupling is enabled, this
2886 /// function:
2887 ///
2888 ///     fn f(x: (isize, isize))
2889 ///
2890 /// Can be called as:
2891 ///
2892 ///     f(1, 2);
2893 ///
2894 /// Instead of:
2895 ///
2896 ///     f((1, 2));
2897 #[derive(Clone, Eq, PartialEq)]
2898 enum TupleArgumentsFlag {
2899     DontTupleArguments,
2900     TupleArguments,
2901 }
2902
2903 /// Controls how we perform fallback for unconstrained
2904 /// type variables.
2905 enum FallbackMode {
2906     /// Do not fallback type variables to opaque types.
2907     NoOpaque,
2908     /// Perform all possible kinds of fallback, including
2909     /// turning type variables to opaque types.
2910     All,
2911 }
2912
2913 impl<'a, 'tcx> FnCtxt<'a, 'tcx> {
2914     pub fn new(
2915         inh: &'a Inherited<'a, 'tcx>,
2916         param_env: ty::ParamEnv<'tcx>,
2917         body_id: hir::HirId,
2918     ) -> FnCtxt<'a, 'tcx> {
2919         FnCtxt {
2920             body_id,
2921             param_env,
2922             err_count_on_creation: inh.tcx.sess.err_count(),
2923             ret_coercion: None,
2924             ret_coercion_span: RefCell::new(None),
2925             resume_yield_tys: None,
2926             ps: RefCell::new(UnsafetyState::function(hir::Unsafety::Normal, hir::CRATE_HIR_ID)),
2927             diverges: Cell::new(Diverges::Maybe),
2928             has_errors: Cell::new(false),
2929             enclosing_breakables: RefCell::new(EnclosingBreakables {
2930                 stack: Vec::new(),
2931                 by_id: Default::default(),
2932             }),
2933             inh,
2934         }
2935     }
2936
2937     pub fn sess(&self) -> &Session {
2938         &self.tcx.sess
2939     }
2940
2941     pub fn errors_reported_since_creation(&self) -> bool {
2942         self.tcx.sess.err_count() > self.err_count_on_creation
2943     }
2944
2945     /// Produces warning on the given node, if the current point in the
2946     /// function is unreachable, and there hasn't been another warning.
2947     fn warn_if_unreachable(&self, id: hir::HirId, span: Span, kind: &str) {
2948         // FIXME: Combine these two 'if' expressions into one once
2949         // let chains are implemented
2950         if let Diverges::Always { span: orig_span, custom_note } = self.diverges.get() {
2951             // If span arose from a desugaring of `if` or `while`, then it is the condition itself,
2952             // which diverges, that we are about to lint on. This gives suboptimal diagnostics.
2953             // Instead, stop here so that the `if`- or `while`-expression's block is linted instead.
2954             if !span.is_desugaring(DesugaringKind::CondTemporary)
2955                 && !span.is_desugaring(DesugaringKind::Async)
2956                 && !orig_span.is_desugaring(DesugaringKind::Await)
2957             {
2958                 self.diverges.set(Diverges::WarnedAlways);
2959
2960                 debug!("warn_if_unreachable: id={:?} span={:?} kind={}", id, span, kind);
2961
2962                 self.tcx().struct_span_lint_hir(lint::builtin::UNREACHABLE_CODE, id, span, |lint| {
2963                     let msg = format!("unreachable {}", kind);
2964                     lint.build(&msg)
2965                         .span_label(span, &msg)
2966                         .span_label(
2967                             orig_span,
2968                             custom_note
2969                                 .unwrap_or("any code following this expression is unreachable"),
2970                         )
2971                         .emit();
2972                 })
2973             }
2974         }
2975     }
2976
2977     pub fn cause(&self, span: Span, code: ObligationCauseCode<'tcx>) -> ObligationCause<'tcx> {
2978         ObligationCause::new(span, self.body_id, code)
2979     }
2980
2981     pub fn misc(&self, span: Span) -> ObligationCause<'tcx> {
2982         self.cause(span, ObligationCauseCode::MiscObligation)
2983     }
2984
2985     /// Resolves type and const variables in `ty` if possible. Unlike the infcx
2986     /// version (resolve_vars_if_possible), this version will
2987     /// also select obligations if it seems useful, in an effort
2988     /// to get more type information.
2989     fn resolve_vars_with_obligations(&self, mut ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
2990         debug!("resolve_vars_with_obligations(ty={:?})", ty);
2991
2992         // No Infer()? Nothing needs doing.
2993         if !ty.has_infer_types_or_consts() {
2994             debug!("resolve_vars_with_obligations: ty={:?}", ty);
2995             return ty;
2996         }
2997
2998         // If `ty` is a type variable, see whether we already know what it is.
2999         ty = self.resolve_vars_if_possible(&ty);
3000         if !ty.has_infer_types_or_consts() {
3001             debug!("resolve_vars_with_obligations: ty={:?}", ty);
3002             return ty;
3003         }
3004
3005         // If not, try resolving pending obligations as much as
3006         // possible. This can help substantially when there are
3007         // indirect dependencies that don't seem worth tracking
3008         // precisely.
3009         self.select_obligations_where_possible(false, |_| {});
3010         ty = self.resolve_vars_if_possible(&ty);
3011
3012         debug!("resolve_vars_with_obligations: ty={:?}", ty);
3013         ty
3014     }
3015
3016     fn record_deferred_call_resolution(
3017         &self,
3018         closure_def_id: DefId,
3019         r: DeferredCallResolution<'tcx>,
3020     ) {
3021         let mut deferred_call_resolutions = self.deferred_call_resolutions.borrow_mut();
3022         deferred_call_resolutions.entry(closure_def_id).or_default().push(r);
3023     }
3024
3025     fn remove_deferred_call_resolutions(
3026         &self,
3027         closure_def_id: DefId,
3028     ) -> Vec<DeferredCallResolution<'tcx>> {
3029         let mut deferred_call_resolutions = self.deferred_call_resolutions.borrow_mut();
3030         deferred_call_resolutions.remove(&closure_def_id).unwrap_or(vec![])
3031     }
3032
3033     pub fn tag(&self) -> String {
3034         format!("{:p}", self)
3035     }
3036
3037     pub fn local_ty(&self, span: Span, nid: hir::HirId) -> LocalTy<'tcx> {
3038         self.locals.borrow().get(&nid).cloned().unwrap_or_else(|| {
3039             span_bug!(span, "no type for local variable {}", self.tcx.hir().node_to_string(nid))
3040         })
3041     }
3042
3043     #[inline]
3044     pub fn write_ty(&self, id: hir::HirId, ty: Ty<'tcx>) {
3045         debug!(
3046             "write_ty({:?}, {:?}) in fcx {}",
3047             id,
3048             self.resolve_vars_if_possible(&ty),
3049             self.tag()
3050         );
3051         self.tables.borrow_mut().node_types_mut().insert(id, ty);
3052
3053         if ty.references_error() {
3054             self.has_errors.set(true);
3055             self.set_tainted_by_errors();
3056         }
3057     }
3058
3059     pub fn write_field_index(&self, hir_id: hir::HirId, index: usize) {
3060         self.tables.borrow_mut().field_indices_mut().insert(hir_id, index);
3061     }
3062
3063     fn write_resolution(&self, hir_id: hir::HirId, r: Result<(DefKind, DefId), ErrorReported>) {
3064         self.tables.borrow_mut().type_dependent_defs_mut().insert(hir_id, r);
3065     }
3066
3067     pub fn write_method_call(&self, hir_id: hir::HirId, method: MethodCallee<'tcx>) {
3068         debug!("write_method_call(hir_id={:?}, method={:?})", hir_id, method);
3069         self.write_resolution(hir_id, Ok((DefKind::AssocFn, method.def_id)));
3070         self.write_substs(hir_id, method.substs);
3071
3072         // When the method is confirmed, the `method.substs` includes
3073         // parameters from not just the method, but also the impl of
3074         // the method -- in particular, the `Self` type will be fully
3075         // resolved. However, those are not something that the "user
3076         // specified" -- i.e., those types come from the inferred type
3077         // of the receiver, not something the user wrote. So when we
3078         // create the user-substs, we want to replace those earlier
3079         // types with just the types that the user actually wrote --
3080         // that is, those that appear on the *method itself*.
3081         //
3082         // As an example, if the user wrote something like
3083         // `foo.bar::<u32>(...)` -- the `Self` type here will be the
3084         // type of `foo` (possibly adjusted), but we don't want to
3085         // include that. We want just the `[_, u32]` part.
3086         if !method.substs.is_noop() {
3087             let method_generics = self.tcx.generics_of(method.def_id);
3088             if !method_generics.params.is_empty() {
3089                 let user_type_annotation = self.infcx.probe(|_| {
3090                     let user_substs = UserSubsts {
3091                         substs: InternalSubsts::for_item(self.tcx, method.def_id, |param, _| {
3092                             let i = param.index as usize;
3093                             if i < method_generics.parent_count {
3094                                 self.infcx.var_for_def(DUMMY_SP, param)
3095                             } else {
3096                                 method.substs[i]
3097                             }
3098                         }),
3099                         user_self_ty: None, // not relevant here
3100                     };
3101
3102                     self.infcx.canonicalize_user_type_annotation(&UserType::TypeOf(
3103                         method.def_id,
3104                         user_substs,
3105                     ))
3106                 });
3107
3108                 debug!("write_method_call: user_type_annotation={:?}", user_type_annotation);
3109                 self.write_user_type_annotation(hir_id, user_type_annotation);
3110             }
3111         }
3112     }
3113
3114     pub fn write_substs(&self, node_id: hir::HirId, substs: SubstsRef<'tcx>) {
3115         if !substs.is_noop() {
3116             debug!("write_substs({:?}, {:?}) in fcx {}", node_id, substs, self.tag());
3117
3118             self.tables.borrow_mut().node_substs_mut().insert(node_id, substs);
3119         }
3120     }
3121
3122     /// Given the substs that we just converted from the HIR, try to
3123     /// canonicalize them and store them as user-given substitutions
3124     /// (i.e., substitutions that must be respected by the NLL check).
3125     ///
3126     /// This should be invoked **before any unifications have
3127     /// occurred**, so that annotations like `Vec<_>` are preserved
3128     /// properly.
3129     pub fn write_user_type_annotation_from_substs(
3130         &self,
3131         hir_id: hir::HirId,
3132         def_id: DefId,
3133         substs: SubstsRef<'tcx>,
3134         user_self_ty: Option<UserSelfTy<'tcx>>,
3135     ) {
3136         debug!(
3137             "write_user_type_annotation_from_substs: hir_id={:?} def_id={:?} substs={:?} \
3138              user_self_ty={:?} in fcx {}",
3139             hir_id,
3140             def_id,
3141             substs,
3142             user_self_ty,
3143             self.tag(),
3144         );
3145
3146         if Self::can_contain_user_lifetime_bounds((substs, user_self_ty)) {
3147             let canonicalized = self.infcx.canonicalize_user_type_annotation(&UserType::TypeOf(
3148                 def_id,
3149                 UserSubsts { substs, user_self_ty },
3150             ));
3151             debug!("write_user_type_annotation_from_substs: canonicalized={:?}", canonicalized);
3152             self.write_user_type_annotation(hir_id, canonicalized);
3153         }
3154     }
3155
3156     pub fn write_user_type_annotation(
3157         &self,
3158         hir_id: hir::HirId,
3159         canonical_user_type_annotation: CanonicalUserType<'tcx>,
3160     ) {
3161         debug!(
3162             "write_user_type_annotation: hir_id={:?} canonical_user_type_annotation={:?} tag={}",
3163             hir_id,
3164             canonical_user_type_annotation,
3165             self.tag(),
3166         );
3167
3168         if !canonical_user_type_annotation.is_identity() {
3169             self.tables
3170                 .borrow_mut()
3171                 .user_provided_types_mut()
3172                 .insert(hir_id, canonical_user_type_annotation);
3173         } else {
3174             debug!("write_user_type_annotation: skipping identity substs");
3175         }
3176     }
3177
3178     pub fn apply_adjustments(&self, expr: &hir::Expr<'_>, adj: Vec<Adjustment<'tcx>>) {
3179         debug!("apply_adjustments(expr={:?}, adj={:?})", expr, adj);
3180
3181         if adj.is_empty() {
3182             return;
3183         }
3184
3185         let autoborrow_mut = adj.iter().any(|adj| {
3186             matches!(adj, &Adjustment {
3187                 kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(_, AutoBorrowMutability::Mut { .. })),
3188                 ..
3189             })
3190         });
3191
3192         match self.tables.borrow_mut().adjustments_mut().entry(expr.hir_id) {
3193             Entry::Vacant(entry) => {
3194                 entry.insert(adj);
3195             }
3196             Entry::Occupied(mut entry) => {
3197                 debug!(" - composing on top of {:?}", entry.get());
3198                 match (&entry.get()[..], &adj[..]) {
3199                     // Applying any adjustment on top of a NeverToAny
3200                     // is a valid NeverToAny adjustment, because it can't
3201                     // be reached.
3202                     (&[Adjustment { kind: Adjust::NeverToAny, .. }], _) => return,
3203                     (&[
3204                         Adjustment { kind: Adjust::Deref(_), .. },
3205                         Adjustment { kind: Adjust::Borrow(AutoBorrow::Ref(..)), .. },
3206                     ], &[
3207                         Adjustment { kind: Adjust::Deref(_), .. },
3208                         .. // Any following adjustments are allowed.
3209                     ]) => {
3210                         // A reborrow has no effect before a dereference.
3211                     }
3212                     // FIXME: currently we never try to compose autoderefs
3213                     // and ReifyFnPointer/UnsafeFnPointer, but we could.
3214                     _ =>
3215                         bug!("while adjusting {:?}, can't compose {:?} and {:?}",
3216                              expr, entry.get(), adj)
3217                 };
3218                 *entry.get_mut() = adj;
3219             }
3220         }
3221
3222         // When there is an auto mutable borrow, it is equivalent to `&mut expr`,
3223         // thus `expr` is ought to be typechecked with needs = [`Needs::MutPlace`].
3224         // However in many cases it might not be checked this way originally, e.g.
3225         // the receiver of a method call. We need to fix them up.
3226         if autoborrow_mut {
3227             self.convert_place_derefs_to_mutable(expr);
3228         }
3229     }
3230
3231     /// Basically whenever we are converting from a type scheme into
3232     /// the fn body space, we always want to normalize associated
3233     /// types as well. This function combines the two.
3234     fn instantiate_type_scheme<T>(&self, span: Span, substs: SubstsRef<'tcx>, value: &T) -> T
3235     where
3236         T: TypeFoldable<'tcx>,
3237     {
3238         let value = value.subst(self.tcx, substs);
3239         let result = self.normalize_associated_types_in(span, &value);
3240         debug!("instantiate_type_scheme(value={:?}, substs={:?}) = {:?}", value, substs, result);
3241         result
3242     }
3243
3244     /// As `instantiate_type_scheme`, but for the bounds found in a
3245     /// generic type scheme.
3246     fn instantiate_bounds(
3247         &self,
3248         span: Span,
3249         def_id: DefId,
3250         substs: SubstsRef<'tcx>,
3251     ) -> (ty::InstantiatedPredicates<'tcx>, Vec<Span>) {
3252         let bounds = self.tcx.predicates_of(def_id);
3253         let spans: Vec<Span> = bounds.predicates.iter().map(|(_, span)| *span).collect();
3254         let result = bounds.instantiate(self.tcx, substs);
3255         let result = self.normalize_associated_types_in(span, &result);
3256         debug!(
3257             "instantiate_bounds(bounds={:?}, substs={:?}) = {:?}, {:?}",
3258             bounds, substs, result, spans,
3259         );
3260         (result, spans)
3261     }
3262
3263     /// Replaces the opaque types from the given value with type variables,
3264     /// and records the `OpaqueTypeMap` for later use during writeback. See
3265     /// `InferCtxt::instantiate_opaque_types` for more details.
3266     fn instantiate_opaque_types_from_value<T: TypeFoldable<'tcx>>(
3267         &self,
3268         parent_id: hir::HirId,
3269         value: &T,
3270         value_span: Span,
3271     ) -> T {
3272         let parent_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(parent_id);
3273         debug!(
3274             "instantiate_opaque_types_from_value(parent_def_id={:?}, value={:?})",
3275             parent_def_id, value
3276         );
3277
3278         let (value, opaque_type_map) =
3279             self.register_infer_ok_obligations(self.instantiate_opaque_types(
3280                 parent_def_id.to_def_id(),
3281                 self.body_id,
3282                 self.param_env,
3283                 value,
3284                 value_span,
3285             ));
3286
3287         let mut opaque_types = self.opaque_types.borrow_mut();
3288         let mut opaque_types_vars = self.opaque_types_vars.borrow_mut();
3289         for (ty, decl) in opaque_type_map {
3290             let _ = opaque_types.insert(ty, decl);
3291             let _ = opaque_types_vars.insert(decl.concrete_ty, decl.opaque_type);
3292         }
3293
3294         value
3295     }
3296
3297     fn normalize_associated_types_in<T>(&self, span: Span, value: &T) -> T
3298     where
3299         T: TypeFoldable<'tcx>,
3300     {
3301         self.inh.normalize_associated_types_in(span, self.body_id, self.param_env, value)
3302     }
3303
3304     fn normalize_associated_types_in_as_infer_ok<T>(
3305         &self,
3306         span: Span,
3307         value: &T,
3308     ) -> InferOk<'tcx, T>
3309     where
3310         T: TypeFoldable<'tcx>,
3311     {
3312         self.inh.partially_normalize_associated_types_in(span, self.body_id, self.param_env, value)
3313     }
3314
3315     pub fn require_type_meets(
3316         &self,
3317         ty: Ty<'tcx>,
3318         span: Span,
3319         code: traits::ObligationCauseCode<'tcx>,
3320         def_id: DefId,
3321     ) {
3322         self.register_bound(ty, def_id, traits::ObligationCause::new(span, self.body_id, code));
3323     }
3324
3325     pub fn require_type_is_sized(
3326         &self,
3327         ty: Ty<'tcx>,
3328         span: Span,
3329         code: traits::ObligationCauseCode<'tcx>,
3330     ) {
3331         if !ty.references_error() {
3332             let lang_item = self.tcx.require_lang_item(SizedTraitLangItem, None);
3333             self.require_type_meets(ty, span, code, lang_item);
3334         }
3335     }
3336
3337     pub fn require_type_is_sized_deferred(
3338         &self,
3339         ty: Ty<'tcx>,
3340         span: Span,
3341         code: traits::ObligationCauseCode<'tcx>,
3342     ) {
3343         if !ty.references_error() {
3344             self.deferred_sized_obligations.borrow_mut().push((ty, span, code));
3345         }
3346     }
3347
3348     pub fn register_bound(
3349         &self,
3350         ty: Ty<'tcx>,
3351         def_id: DefId,
3352         cause: traits::ObligationCause<'tcx>,
3353     ) {
3354         if !ty.references_error() {
3355             self.fulfillment_cx.borrow_mut().register_bound(
3356                 self,
3357                 self.param_env,
3358                 ty,
3359                 def_id,
3360                 cause,
3361             );
3362         }
3363     }
3364
3365     pub fn to_ty(&self, ast_t: &hir::Ty<'_>) -> Ty<'tcx> {
3366         let t = AstConv::ast_ty_to_ty(self, ast_t);
3367         self.register_wf_obligation(t.into(), ast_t.span, traits::MiscObligation);
3368         t
3369     }
3370
3371     pub fn to_ty_saving_user_provided_ty(&self, ast_ty: &hir::Ty<'_>) -> Ty<'tcx> {
3372         let ty = self.to_ty(ast_ty);
3373         debug!("to_ty_saving_user_provided_ty: ty={:?}", ty);
3374
3375         if Self::can_contain_user_lifetime_bounds(ty) {
3376             let c_ty = self.infcx.canonicalize_response(&UserType::Ty(ty));
3377             debug!("to_ty_saving_user_provided_ty: c_ty={:?}", c_ty);
3378             self.tables.borrow_mut().user_provided_types_mut().insert(ast_ty.hir_id, c_ty);
3379         }
3380
3381         ty
3382     }
3383
3384     pub fn to_const(&self, ast_c: &hir::AnonConst) -> &'tcx ty::Const<'tcx> {
3385         let const_def_id = self.tcx.hir().local_def_id(ast_c.hir_id);
3386         let c = ty::Const::from_anon_const(self.tcx, const_def_id);
3387         self.register_wf_obligation(
3388             c.into(),
3389             self.tcx.hir().span(ast_c.hir_id),
3390             ObligationCauseCode::MiscObligation,
3391         );
3392         c
3393     }
3394
3395     // If the type given by the user has free regions, save it for later, since
3396     // NLL would like to enforce those. Also pass in types that involve
3397     // projections, since those can resolve to `'static` bounds (modulo #54940,
3398     // which hopefully will be fixed by the time you see this comment, dear
3399     // reader, although I have my doubts). Also pass in types with inference
3400     // types, because they may be repeated. Other sorts of things are already
3401     // sufficiently enforced with erased regions. =)
3402     fn can_contain_user_lifetime_bounds<T>(t: T) -> bool
3403     where
3404         T: TypeFoldable<'tcx>,
3405     {
3406         t.has_free_regions() || t.has_projections() || t.has_infer_types()
3407     }
3408
3409     pub fn node_ty(&self, id: hir::HirId) -> Ty<'tcx> {
3410         match self.tables.borrow().node_types().get(id) {
3411             Some(&t) => t,
3412             None if self.is_tainted_by_errors() => self.tcx.types.err,
3413             None => {
3414                 bug!(
3415                     "no type for node {}: {} in fcx {}",
3416                     id,
3417                     self.tcx.hir().node_to_string(id),
3418                     self.tag()
3419                 );
3420             }
3421         }
3422     }
3423
3424     /// Registers an obligation for checking later, during regionck, that `arg` is well-formed.
3425     pub fn register_wf_obligation(
3426         &self,
3427         arg: subst::GenericArg<'tcx>,
3428         span: Span,
3429         code: traits::ObligationCauseCode<'tcx>,
3430     ) {
3431         // WF obligations never themselves fail, so no real need to give a detailed cause:
3432         let cause = traits::ObligationCause::new(span, self.body_id, code);
3433         self.register_predicate(traits::Obligation::new(
3434             cause,
3435             self.param_env,
3436             ty::PredicateKind::WellFormed(arg).to_predicate(self.tcx),
3437         ));
3438     }
3439
3440     /// Registers obligations that all `substs` are well-formed.
3441     pub fn add_wf_bounds(&self, substs: SubstsRef<'tcx>, expr: &hir::Expr<'_>) {
3442         for arg in substs.iter().filter(|arg| {
3443             matches!(arg.unpack(), GenericArgKind::Type(..) | GenericArgKind::Const(..))
3444         }) {
3445             self.register_wf_obligation(arg, expr.span, traits::MiscObligation);
3446         }
3447     }
3448
3449     /// Given a fully substituted set of bounds (`generic_bounds`), and the values with which each
3450     /// type/region parameter was instantiated (`substs`), creates and registers suitable
3451     /// trait/region obligations.
3452     ///
3453     /// For example, if there is a function:
3454     ///
3455     /// ```
3456     /// fn foo<'a,T:'a>(...)
3457     /// ```
3458     ///
3459     /// and a reference:
3460     ///
3461     /// ```
3462     /// let f = foo;
3463     /// ```
3464     ///
3465     /// Then we will create a fresh region variable `'$0` and a fresh type variable `$1` for `'a`
3466     /// and `T`. This routine will add a region obligation `$1:'$0` and register it locally.
3467     pub fn add_obligations_for_parameters(
3468         &self,
3469         cause: traits::ObligationCause<'tcx>,
3470         predicates: ty::InstantiatedPredicates<'tcx>,
3471     ) {
3472         assert!(!predicates.has_escaping_bound_vars());
3473
3474         debug!("add_obligations_for_parameters(predicates={:?})", predicates);
3475
3476         for obligation in traits::predicates_for_generics(cause, self.param_env, predicates) {
3477             self.register_predicate(obligation);
3478         }
3479     }
3480
3481     // FIXME(arielb1): use this instead of field.ty everywhere
3482     // Only for fields! Returns <none> for methods>
3483     // Indifferent to privacy flags
3484     pub fn field_ty(
3485         &self,
3486         span: Span,
3487         field: &'tcx ty::FieldDef,
3488         substs: SubstsRef<'tcx>,
3489     ) -> Ty<'tcx> {
3490         self.normalize_associated_types_in(span, &field.ty(self.tcx, substs))
3491     }
3492
3493     fn check_casts(&self) {
3494         let mut deferred_cast_checks = self.deferred_cast_checks.borrow_mut();
3495         for cast in deferred_cast_checks.drain(..) {
3496             cast.check(self);
3497         }
3498     }
3499
3500     fn resolve_generator_interiors(&self, def_id: DefId) {
3501         let mut generators = self.deferred_generator_interiors.borrow_mut();
3502         for (body_id, interior, kind) in generators.drain(..) {
3503             self.select_obligations_where_possible(false, |_| {});
3504             generator_interior::resolve_interior(self, def_id, body_id, interior, kind);
3505         }
3506     }
3507
3508     // Tries to apply a fallback to `ty` if it is an unsolved variable.
3509     //
3510     // - Unconstrained ints are replaced with `i32`.
3511     //
3512     // - Unconstrained floats are replaced with with `f64`.
3513     //
3514     // - Non-numerics get replaced with `!` when `#![feature(never_type_fallback)]`
3515     //   is enabled. Otherwise, they are replaced with `()`.
3516     //
3517     // Fallback becomes very dubious if we have encountered type-checking errors.
3518     // In that case, fallback to Error.
3519     // The return value indicates whether fallback has occurred.
3520     fn fallback_if_possible(&self, ty: Ty<'tcx>, mode: FallbackMode) -> bool {
3521         use rustc_middle::ty::error::UnconstrainedNumeric::Neither;
3522         use rustc_middle::ty::error::UnconstrainedNumeric::{UnconstrainedFloat, UnconstrainedInt};
3523
3524         assert!(ty.is_ty_infer());
3525         let fallback = match self.type_is_unconstrained_numeric(ty) {
3526             _ if self.is_tainted_by_errors() => self.tcx().types.err,
3527             UnconstrainedInt => self.tcx.types.i32,
3528             UnconstrainedFloat => self.tcx.types.f64,
3529             Neither if self.type_var_diverges(ty) => self.tcx.mk_diverging_default(),
3530             Neither => {
3531                 // This type variable was created from the instantiation of an opaque
3532                 // type. The fact that we're attempting to perform fallback for it
3533                 // means that the function neither constrained it to a concrete
3534                 // type, nor to the opaque type itself.
3535                 //
3536                 // For example, in this code:
3537                 //
3538                 //```
3539                 // type MyType = impl Copy;
3540                 // fn defining_use() -> MyType { true }
3541                 // fn other_use() -> MyType { defining_use() }
3542                 // ```
3543                 //
3544                 // `defining_use` will constrain the instantiated inference
3545                 // variable to `bool`, while `other_use` will constrain
3546                 // the instantiated inference variable to `MyType`.
3547                 //
3548                 // When we process opaque types during writeback, we
3549                 // will handle cases like `other_use`, and not count
3550                 // them as defining usages
3551                 //
3552                 // However, we also need to handle cases like this:
3553                 //
3554                 // ```rust
3555                 // pub type Foo = impl Copy;
3556                 // fn produce() -> Option<Foo> {
3557                 //     None
3558                 //  }
3559                 //  ```
3560                 //
3561                 // In the above snippet, the inference variable created by
3562                 // instantiating `Option<Foo>` will be completely unconstrained.
3563                 // We treat this as a non-defining use by making the inference
3564                 // variable fall back to the opaque type itself.
3565                 if let FallbackMode::All = mode {
3566                     if let Some(opaque_ty) = self.opaque_types_vars.borrow().get(ty) {
3567                         debug!(
3568                             "fallback_if_possible: falling back opaque type var {:?} to {:?}",
3569                             ty, opaque_ty
3570                         );
3571                         *opaque_ty
3572                     } else {
3573                         return false;
3574                     }
3575                 } else {
3576                     return false;
3577                 }
3578             }
3579         };
3580         debug!("fallback_if_possible: defaulting `{:?}` to `{:?}`", ty, fallback);
3581         self.demand_eqtype(rustc_span::DUMMY_SP, ty, fallback);
3582         true
3583     }
3584
3585     fn select_all_obligations_or_error(&self) {
3586         debug!("select_all_obligations_or_error");
3587         if let Err(errors) = self.fulfillment_cx.borrow_mut().select_all_or_error(&self) {
3588             self.report_fulfillment_errors(&errors, self.inh.body_id, false);
3589         }
3590     }
3591
3592     /// Select as many obligations as we can at present.
3593     fn select_obligations_where_possible(
3594         &self,
3595         fallback_has_occurred: bool,
3596         mutate_fullfillment_errors: impl Fn(&mut Vec<traits::FulfillmentError<'tcx>>),
3597     ) {
3598         let result = self.fulfillment_cx.borrow_mut().select_where_possible(self);
3599         if let Err(mut errors) = result {
3600             mutate_fullfillment_errors(&mut errors);
3601             self.report_fulfillment_errors(&errors, self.inh.body_id, fallback_has_occurred);
3602         }
3603     }
3604
3605     /// For the overloaded place expressions (`*x`, `x[3]`), the trait
3606     /// returns a type of `&T`, but the actual type we assign to the
3607     /// *expression* is `T`. So this function just peels off the return
3608     /// type by one layer to yield `T`.
3609     fn make_overloaded_place_return_type(
3610         &self,
3611         method: MethodCallee<'tcx>,
3612     ) -> ty::TypeAndMut<'tcx> {
3613         // extract method return type, which will be &T;
3614         let ret_ty = method.sig.output();
3615
3616         // method returns &T, but the type as visible to user is T, so deref
3617         ret_ty.builtin_deref(true).unwrap()
3618     }
3619
3620     fn check_method_argument_types(
3621         &self,
3622         sp: Span,
3623         expr: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
3624         method: Result<MethodCallee<'tcx>, ()>,
3625         args_no_rcvr: &'tcx [hir::Expr<'tcx>],
3626         tuple_arguments: TupleArgumentsFlag,
3627         expected: Expectation<'tcx>,
3628     ) -> Ty<'tcx> {
3629         let has_error = match method {
3630             Ok(method) => method.substs.references_error() || method.sig.references_error(),
3631             Err(_) => true,
3632         };
3633         if has_error {
3634             let err_inputs = self.err_args(args_no_rcvr.len());
3635
3636             let err_inputs = match tuple_arguments {
3637                 DontTupleArguments => err_inputs,
3638                 TupleArguments => vec![self.tcx.intern_tup(&err_inputs[..])],
3639             };
3640
3641             self.check_argument_types(
3642                 sp,
3643                 expr,
3644                 &err_inputs[..],
3645                 &[],
3646                 args_no_rcvr,
3647                 false,
3648                 tuple_arguments,
3649                 None,
3650             );
3651             return self.tcx.types.err;
3652         }
3653
3654         let method = method.unwrap();
3655         // HACK(eddyb) ignore self in the definition (see above).
3656         let expected_arg_tys = self.expected_inputs_for_expected_output(
3657             sp,
3658             expected,
3659             method.sig.output(),
3660             &method.sig.inputs()[1..],
3661         );
3662         self.check_argument_types(
3663             sp,
3664             expr,
3665             &method.sig.inputs()[1..],
3666             &expected_arg_tys[..],
3667             args_no_rcvr,
3668             method.sig.c_variadic,
3669             tuple_arguments,
3670             self.tcx.hir().span_if_local(method.def_id),
3671         );
3672         method.sig.output()
3673     }
3674
3675     fn self_type_matches_expected_vid(
3676         &self,
3677         trait_ref: ty::PolyTraitRef<'tcx>,
3678         expected_vid: ty::TyVid,
3679     ) -> bool {
3680         let self_ty = self.shallow_resolve(trait_ref.skip_binder().self_ty());
3681         debug!(
3682             "self_type_matches_expected_vid(trait_ref={:?}, self_ty={:?}, expected_vid={:?})",
3683             trait_ref, self_ty, expected_vid
3684         );
3685         match self_ty.kind {
3686             ty::Infer(ty::TyVar(found_vid)) => {
3687                 // FIXME: consider using `sub_root_var` here so we
3688                 // can see through subtyping.
3689                 let found_vid = self.root_var(found_vid);
3690                 debug!("self_type_matches_expected_vid - found_vid={:?}", found_vid);
3691                 expected_vid == found_vid
3692             }
3693             _ => false,
3694         }
3695     }
3696
3697     fn obligations_for_self_ty<'b>(
3698         &'b self,
3699         self_ty: ty::TyVid,
3700     ) -> impl Iterator<Item = (ty::PolyTraitRef<'tcx>, traits::PredicateObligation<'tcx>)>
3701     + Captures<'tcx>
3702     + 'b {
3703         // FIXME: consider using `sub_root_var` here so we
3704         // can see through subtyping.
3705         let ty_var_root = self.root_var(self_ty);
3706         debug!(
3707             "obligations_for_self_ty: self_ty={:?} ty_var_root={:?} pending_obligations={:?}",
3708             self_ty,
3709             ty_var_root,
3710             self.fulfillment_cx.borrow().pending_obligations()
3711         );
3712
3713         self.fulfillment_cx
3714             .borrow()
3715             .pending_obligations()
3716             .into_iter()
3717             .filter_map(move |obligation| match obligation.predicate.kind() {
3718                 ty::PredicateKind::Projection(ref data) => {
3719                     Some((data.to_poly_trait_ref(self.tcx), obligation))
3720                 }
3721                 ty::PredicateKind::Trait(ref data, _) => {
3722                     Some((data.to_poly_trait_ref(), obligation))
3723                 }
3724                 ty::PredicateKind::Subtype(..) => None,
3725                 ty::PredicateKind::RegionOutlives(..) => None,
3726                 ty::PredicateKind::TypeOutlives(..) => None,
3727                 ty::PredicateKind::WellFormed(..) => None,
3728                 ty::PredicateKind::ObjectSafe(..) => None,
3729                 ty::PredicateKind::ConstEvaluatable(..) => None,
3730                 ty::PredicateKind::ConstEquate(..) => None,
3731                 // N.B., this predicate is created by breaking down a
3732                 // `ClosureType: FnFoo()` predicate, where
3733                 // `ClosureType` represents some `Closure`. It can't
3734                 // possibly be referring to the current closure,
3735                 // because we haven't produced the `Closure` for
3736                 // this closure yet; this is exactly why the other
3737                 // code is looking for a self type of a unresolved
3738                 // inference variable.
3739                 ty::PredicateKind::ClosureKind(..) => None,
3740             })
3741             .filter(move |(tr, _)| self.self_type_matches_expected_vid(*tr, ty_var_root))
3742     }
3743
3744     fn type_var_is_sized(&self, self_ty: ty::TyVid) -> bool {
3745         self.obligations_for_self_ty(self_ty)
3746             .any(|(tr, _)| Some(tr.def_id()) == self.tcx.lang_items().sized_trait())
3747     }
3748
3749     /// Generic function that factors out common logic from function calls,
3750     /// method calls and overloaded operators.
3751     fn check_argument_types(
3752         &self,
3753         sp: Span,
3754         expr: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
3755         fn_inputs: &[Ty<'tcx>],
3756         expected_arg_tys: &[Ty<'tcx>],
3757         args: &'tcx [hir::Expr<'tcx>],
3758         c_variadic: bool,
3759         tuple_arguments: TupleArgumentsFlag,
3760         def_span: Option<Span>,
3761     ) {
3762         let tcx = self.tcx;
3763         // Grab the argument types, supplying fresh type variables
3764         // if the wrong number of arguments were supplied
3765         let supplied_arg_count = if tuple_arguments == DontTupleArguments { args.len() } else { 1 };
3766
3767         // All the input types from the fn signature must outlive the call
3768         // so as to validate implied bounds.
3769         for (&fn_input_ty, arg_expr) in fn_inputs.iter().zip(args.iter()) {
3770             self.register_wf_obligation(fn_input_ty.into(), arg_expr.span, traits::MiscObligation);
3771         }
3772
3773         let expected_arg_count = fn_inputs.len();
3774
3775         let param_count_error = |expected_count: usize,
3776                                  arg_count: usize,
3777                                  error_code: &str,
3778                                  c_variadic: bool,
3779                                  sugg_unit: bool| {
3780             let (span, start_span, args) = match &expr.kind {
3781                 hir::ExprKind::Call(hir::Expr { span, .. }, args) => (*span, *span, &args[..]),
3782                 hir::ExprKind::MethodCall(path_segment, span, args, _) => (
3783                     *span,
3784                     // `sp` doesn't point at the whole `foo.bar()`, only at `bar`.
3785                     path_segment
3786                         .args
3787                         .and_then(|args| args.args.iter().last())
3788                         // Account for `foo.bar::<T>()`.
3789                         .map(|arg| {
3790                             // Skip the closing `>`.
3791                             tcx.sess
3792                                 .source_map()
3793                                 .next_point(tcx.sess.source_map().next_point(arg.span()))
3794                         })
3795                         .unwrap_or(*span),
3796                     &args[1..], // Skip the receiver.
3797                 ),
3798                 k => span_bug!(sp, "checking argument types on a non-call: `{:?}`", k),
3799             };
3800             let arg_spans = if args.is_empty() {
3801                 // foo()
3802                 // ^^^-- supplied 0 arguments
3803                 // |
3804                 // expected 2 arguments
3805                 vec![tcx.sess.source_map().next_point(start_span).with_hi(sp.hi())]
3806             } else {
3807                 // foo(1, 2, 3)
3808                 // ^^^ -  -  - supplied 3 arguments
3809                 // |
3810                 // expected 2 arguments
3811                 args.iter().map(|arg| arg.span).collect::<Vec<Span>>()
3812             };
3813
3814             let mut err = tcx.sess.struct_span_err_with_code(
3815                 span,
3816                 &format!(
3817                     "this function takes {}{} but {} {} supplied",
3818                     if c_variadic { "at least " } else { "" },
3819                     potentially_plural_count(expected_count, "argument"),
3820                     potentially_plural_count(arg_count, "argument"),
3821                     if arg_count == 1 { "was" } else { "were" }
3822                 ),
3823                 DiagnosticId::Error(error_code.to_owned()),
3824             );
3825             let label = format!("supplied {}", potentially_plural_count(arg_count, "argument"));
3826             for (i, span) in arg_spans.into_iter().enumerate() {
3827                 err.span_label(
3828                     span,
3829                     if arg_count == 0 || i + 1 == arg_count { &label } else { "" },
3830                 );
3831             }
3832
3833             if let Some(def_s) = def_span.map(|sp| tcx.sess.source_map().guess_head_span(sp)) {
3834                 err.span_label(def_s, "defined here");
3835             }
3836             if sugg_unit {
3837                 let sugg_span = tcx.sess.source_map().end_point(expr.span);
3838                 // remove closing `)` from the span
3839                 let sugg_span = sugg_span.shrink_to_lo();
3840                 err.span_suggestion(
3841                     sugg_span,
3842                     "expected the unit value `()`; create it with empty parentheses",
3843                     String::from("()"),
3844                     Applicability::MachineApplicable,
3845                 );
3846             } else {
3847                 err.span_label(
3848                     span,
3849                     format!(
3850                         "expected {}{}",
3851                         if c_variadic { "at least " } else { "" },
3852                         potentially_plural_count(expected_count, "argument")
3853                     ),
3854                 );
3855             }
3856             err.emit();
3857         };
3858
3859         let mut expected_arg_tys = expected_arg_tys.to_vec();
3860
3861         let formal_tys = if tuple_arguments == TupleArguments {
3862             let tuple_type = self.structurally_resolved_type(sp, fn_inputs[0]);
3863             match tuple_type.kind {
3864                 ty::Tuple(arg_types) if arg_types.len() != args.len() => {
3865                     param_count_error(arg_types.len(), args.len(), "E0057", false, false);
3866                     expected_arg_tys = vec![];
3867                     self.err_args(args.len())
3868                 }
3869                 ty::Tuple(arg_types) => {
3870                     expected_arg_tys = match expected_arg_tys.get(0) {
3871                         Some(&ty) => match ty.kind {
3872                             ty::Tuple(ref tys) => tys.iter().map(|k| k.expect_ty()).collect(),
3873                             _ => vec![],
3874                         },
3875                         None => vec![],
3876                     };
3877                     arg_types.iter().map(|k| k.expect_ty()).collect()
3878                 }
3879                 _ => {
3880                     struct_span_err!(
3881                         tcx.sess,
3882                         sp,
3883                         E0059,
3884                         "cannot use call notation; the first type parameter \
3885                          for the function trait is neither a tuple nor unit"
3886                     )
3887                     .emit();
3888                     expected_arg_tys = vec![];
3889                     self.err_args(args.len())
3890                 }
3891             }
3892         } else if expected_arg_count == supplied_arg_count {
3893             fn_inputs.to_vec()
3894         } else if c_variadic {
3895             if supplied_arg_count >= expected_arg_count {
3896                 fn_inputs.to_vec()
3897             } else {
3898                 param_count_error(expected_arg_count, supplied_arg_count, "E0060", true, false);
3899                 expected_arg_tys = vec![];
3900                 self.err_args(supplied_arg_count)
3901             }
3902         } else {
3903             // is the missing argument of type `()`?
3904             let sugg_unit = if expected_arg_tys.len() == 1 && supplied_arg_count == 0 {
3905                 self.resolve_vars_if_possible(&expected_arg_tys[0]).is_unit()
3906             } else if fn_inputs.len() == 1 && supplied_arg_count == 0 {
3907                 self.resolve_vars_if_possible(&fn_inputs[0]).is_unit()
3908             } else {
3909                 false
3910             };
3911             param_count_error(expected_arg_count, supplied_arg_count, "E0061", false, sugg_unit);
3912
3913             expected_arg_tys = vec![];
3914             self.err_args(supplied_arg_count)
3915         };
3916
3917         debug!(
3918             "check_argument_types: formal_tys={:?}",
3919             formal_tys.iter().map(|t| self.ty_to_string(*t)).collect::<Vec<String>>()
3920         );
3921
3922         // If there is no expectation, expect formal_tys.
3923         let expected_arg_tys =
3924             if !expected_arg_tys.is_empty() { expected_arg_tys } else { formal_tys.clone() };
3925
3926         let mut final_arg_types: Vec<(usize, Ty<'_>, Ty<'_>)> = vec![];
3927
3928         // Check the arguments.
3929         // We do this in a pretty awful way: first we type-check any arguments
3930         // that are not closures, then we type-check the closures. This is so
3931         // that we have more information about the types of arguments when we
3932         // type-check the functions. This isn't really the right way to do this.
3933         for &check_closures in &[false, true] {
3934             debug!("check_closures={}", check_closures);
3935
3936             // More awful hacks: before we check argument types, try to do
3937             // an "opportunistic" trait resolution of any trait bounds on
3938             // the call. This helps coercions.
3939             if check_closures {
3940                 self.select_obligations_where_possible(false, |errors| {
3941                     self.point_at_type_arg_instead_of_call_if_possible(errors, expr);
3942                     self.point_at_arg_instead_of_call_if_possible(
3943                         errors,
3944                         &final_arg_types[..],
3945                         sp,
3946                         &args,
3947                     );
3948                 })
3949             }
3950
3951             // For C-variadic functions, we don't have a declared type for all of
3952             // the arguments hence we only do our usual type checking with
3953             // the arguments who's types we do know.
3954             let t = if c_variadic {
3955                 expected_arg_count
3956             } else if tuple_arguments == TupleArguments {
3957                 args.len()
3958             } else {
3959                 supplied_arg_count
3960             };
3961             for (i, arg) in args.iter().take(t).enumerate() {
3962                 // Warn only for the first loop (the "no closures" one).
3963                 // Closure arguments themselves can't be diverging, but
3964                 // a previous argument can, e.g., `foo(panic!(), || {})`.
3965                 if !check_closures {
3966                     self.warn_if_unreachable(arg.hir_id, arg.span, "expression");
3967                 }
3968
3969                 let is_closure = match arg.kind {
3970                     ExprKind::Closure(..) => true,
3971                     _ => false,
3972                 };
3973
3974                 if is_closure != check_closures {
3975                     continue;
3976                 }
3977
3978                 debug!("checking the argument");
3979                 let formal_ty = formal_tys[i];
3980
3981                 // The special-cased logic below has three functions:
3982                 // 1. Provide as good of an expected type as possible.
3983                 let expected = Expectation::rvalue_hint(self, expected_arg_tys[i]);
3984
3985                 let checked_ty = self.check_expr_with_expectation(&arg, expected);
3986
3987                 // 2. Coerce to the most detailed type that could be coerced
3988                 //    to, which is `expected_ty` if `rvalue_hint` returns an
3989                 //    `ExpectHasType(expected_ty)`, or the `formal_ty` otherwise.
3990                 let coerce_ty = expected.only_has_type(self).unwrap_or(formal_ty);
3991                 // We're processing function arguments so we definitely want to use
3992                 // two-phase borrows.
3993                 self.demand_coerce(&arg, checked_ty, coerce_ty, None, AllowTwoPhase::Yes);
3994                 final_arg_types.push((i, checked_ty, coerce_ty));
3995
3996                 // 3. Relate the expected type and the formal one,
3997                 //    if the expected type was used for the coercion.
3998                 self.demand_suptype(arg.span, formal_ty, coerce_ty);
3999             }
4000         }
4001
4002         // We also need to make sure we at least write the ty of the other
4003         // arguments which we skipped above.
4004         if c_variadic {
4005             fn variadic_error<'tcx>(s: &Session, span: Span, t: Ty<'tcx>, cast_ty: &str) {
4006                 use crate::structured_errors::{StructuredDiagnostic, VariadicError};
4007                 VariadicError::new(s, span, t, cast_ty).diagnostic().emit();
4008             }
4009
4010             for arg in args.iter().skip(expected_arg_count) {
4011                 let arg_ty = self.check_expr(&arg);
4012
4013                 // There are a few types which get autopromoted when passed via varargs
4014                 // in C but we just error out instead and require explicit casts.
4015                 let arg_ty = self.structurally_resolved_type(arg.span, arg_ty);
4016                 match arg_ty.kind {
4017                     ty::Float(ast::FloatTy::F32) => {
4018                         variadic_error(tcx.sess, arg.span, arg_ty, "c_double");
4019                     }
4020                     ty::Int(ast::IntTy::I8 | ast::IntTy::I16) | ty::Bool => {
4021                         variadic_error(tcx.sess, arg.span, arg_ty, "c_int");
4022                     }
4023                     ty::Uint(ast::UintTy::U8 | ast::UintTy::U16) => {
4024                         variadic_error(tcx.sess, arg.span, arg_ty, "c_uint");
4025                     }
4026                     ty::FnDef(..) => {
4027                         let ptr_ty = self.tcx.mk_fn_ptr(arg_ty.fn_sig(self.tcx));
4028                         let ptr_ty = self.resolve_vars_if_possible(&ptr_ty);
4029                         variadic_error(tcx.sess, arg.span, arg_ty, &ptr_ty.to_string());
4030                     }
4031                     _ => {}
4032                 }
4033             }
4034         }
4035     }
4036
4037     fn err_args(&self, len: usize) -> Vec<Ty<'tcx>> {
4038         vec![self.tcx.types.err; len]
4039     }
4040
4041     /// Given a vec of evaluated `FulfillmentError`s and an `fn` call argument expressions, we walk
4042     /// the checked and coerced types for each argument to see if any of the `FulfillmentError`s
4043     /// reference a type argument. The reason to walk also the checked type is that the coerced type
4044     /// can be not easily comparable with predicate type (because of coercion). If the types match
4045     /// for either checked or coerced type, and there's only *one* argument that does, we point at
4046     /// the corresponding argument's expression span instead of the `fn` call path span.
4047     fn point_at_arg_instead_of_call_if_possible(
4048         &self,
4049         errors: &mut Vec<traits::FulfillmentError<'_>>,
4050         final_arg_types: &[(usize, Ty<'tcx>, Ty<'tcx>)],
4051         call_sp: Span,
4052         args: &'tcx [hir::Expr<'tcx>],
4053     ) {
4054         // We *do not* do this for desugared call spans to keep good diagnostics when involving
4055         // the `?` operator.
4056         if call_sp.desugaring_kind().is_some() {
4057             return;
4058         }
4059
4060         for error in errors {
4061             // Only if the cause is somewhere inside the expression we want try to point at arg.
4062             // Otherwise, it means that the cause is somewhere else and we should not change
4063             // anything because we can break the correct span.
4064             if !call_sp.contains(error.obligation.cause.span) {
4065                 continue;
4066             }
4067
4068             if let ty::PredicateKind::Trait(predicate, _) = error.obligation.predicate.kind() {
4069                 // Collect the argument position for all arguments that could have caused this
4070                 // `FulfillmentError`.
4071                 let mut referenced_in = final_arg_types
4072                     .iter()
4073                     .map(|&(i, checked_ty, _)| (i, checked_ty))
4074                     .chain(final_arg_types.iter().map(|&(i, _, coerced_ty)| (i, coerced_ty)))
4075                     .flat_map(|(i, ty)| {
4076                         let ty = self.resolve_vars_if_possible(&ty);
4077                         // We walk the argument type because the argument's type could have
4078                         // been `Option<T>`, but the `FulfillmentError` references `T`.
4079                         if ty.walk().any(|arg| arg == predicate.skip_binder().self_ty().into()) {
4080                             Some(i)
4081                         } else {
4082                             None
4083                         }
4084                     })
4085                     .collect::<Vec<_>>();
4086
4087                 // Both checked and coerced types could have matched, thus we need to remove
4088                 // duplicates.
4089                 referenced_in.sort();
4090                 referenced_in.dedup();
4091
4092                 if let (Some(ref_in), None) = (referenced_in.pop(), referenced_in.pop()) {
4093                     // We make sure that only *one* argument matches the obligation failure
4094                     // and we assign the obligation's span to its expression's.
4095                     error.obligation.cause.span = args[ref_in].span;
4096                     error.points_at_arg_span = true;
4097                 }
4098             }
4099         }
4100     }
4101
4102     /// Given a vec of evaluated `FulfillmentError`s and an `fn` call expression, we walk the
4103     /// `PathSegment`s and resolve their type parameters to see if any of the `FulfillmentError`s
4104     /// were caused by them. If they were, we point at the corresponding type argument's span
4105     /// instead of the `fn` call path span.
4106     fn point_at_type_arg_instead_of_call_if_possible(
4107         &self,
4108         errors: &mut Vec<traits::FulfillmentError<'_>>,
4109         call_expr: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
4110     ) {
4111         if let hir::ExprKind::Call(path, _) = &call_expr.kind {
4112             if let hir::ExprKind::Path(qpath) = &path.kind {
4113                 if let hir::QPath::Resolved(_, path) = &qpath {
4114                     for error in errors {
4115                         if let ty::PredicateKind::Trait(predicate, _) =
4116                             error.obligation.predicate.kind()
4117                         {
4118                             // If any of the type arguments in this path segment caused the
4119                             // `FullfillmentError`, point at its span (#61860).
4120                             for arg in path
4121                                 .segments
4122                                 .iter()
4123                                 .filter_map(|seg| seg.args.as_ref())
4124                                 .flat_map(|a| a.args.iter())
4125                             {
4126                                 if let hir::GenericArg::Type(hir_ty) = &arg {
4127                                     if let hir::TyKind::Path(hir::QPath::TypeRelative(..)) =
4128                                         &hir_ty.kind
4129                                     {
4130                                         // Avoid ICE with associated types. As this is best
4131                                         // effort only, it's ok to ignore the case. It
4132                                         // would trigger in `is_send::<T::AssocType>();`
4133                                         // from `typeck-default-trait-impl-assoc-type.rs`.
4134                                     } else {
4135                                         let ty = AstConv::ast_ty_to_ty(self, hir_ty);
4136                                         let ty = self.resolve_vars_if_possible(&ty);
4137                                         if ty == predicate.skip_binder().self_ty() {
4138                                             error.obligation.cause.span = hir_ty.span;
4139                                         }
4140                                     }
4141                                 }
4142                             }
4143                         }
4144                     }
4145                 }
4146             }
4147         }
4148     }
4149
4150     // AST fragment checking
4151     fn check_lit(&self, lit: &hir::Lit, expected: Expectation<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
4152         let tcx = self.tcx;
4153
4154         match lit.node {
4155             ast::LitKind::Str(..) => tcx.mk_static_str(),
4156             ast::LitKind::ByteStr(ref v) => {
4157                 tcx.mk_imm_ref(tcx.lifetimes.re_static, tcx.mk_array(tcx.types.u8, v.len() as u64))
4158             }
4159             ast::LitKind::Byte(_) => tcx.types.u8,
4160             ast::LitKind::Char(_) => tcx.types.char,
4161             ast::LitKind::Int(_, ast::LitIntType::Signed(t)) => tcx.mk_mach_int(t),
4162             ast::LitKind::Int(_, ast::LitIntType::Unsigned(t)) => tcx.mk_mach_uint(t),
4163             ast::LitKind::Int(_, ast::LitIntType::Unsuffixed) => {
4164                 let opt_ty = expected.to_option(self).and_then(|ty| match ty.kind {
4165                     ty::Int(_) | ty::Uint(_) => Some(ty),
4166                     ty::Char => Some(tcx.types.u8),
4167                     ty::RawPtr(..) => Some(tcx.types.usize),
4168                     ty::FnDef(..) | ty::FnPtr(_) => Some(tcx.types.usize),
4169                     _ => None,
4170                 });
4171                 opt_ty.unwrap_or_else(|| self.next_int_var())
4172             }
4173             ast::LitKind::Float(_, ast::LitFloatType::Suffixed(t)) => tcx.mk_mach_float(t),
4174             ast::LitKind::Float(_, ast::LitFloatType::Unsuffixed) => {
4175                 let opt_ty = expected.to_option(self).and_then(|ty| match ty.kind {
4176                     ty::Float(_) => Some(ty),
4177                     _ => None,
4178                 });
4179                 opt_ty.unwrap_or_else(|| self.next_float_var())
4180             }
4181             ast::LitKind::Bool(_) => tcx.types.bool,
4182             ast::LitKind::Err(_) => tcx.types.err,
4183         }
4184     }
4185
4186     /// Unifies the output type with the expected type early, for more coercions
4187     /// and forward type information on the input expressions.
4188     fn expected_inputs_for_expected_output(
4189         &self,
4190         call_span: Span,
4191         expected_ret: Expectation<'tcx>,
4192         formal_ret: Ty<'tcx>,
4193         formal_args: &[Ty<'tcx>],
4194     ) -> Vec<Ty<'tcx>> {
4195         let formal_ret = self.resolve_vars_with_obligations(formal_ret);
4196         let ret_ty = match expected_ret.only_has_type(self) {
4197             Some(ret) => ret,
4198             None => return Vec::new(),
4199         };
4200         let expect_args = self
4201             .fudge_inference_if_ok(|| {
4202                 // Attempt to apply a subtyping relationship between the formal
4203                 // return type (likely containing type variables if the function
4204                 // is polymorphic) and the expected return type.
4205                 // No argument expectations are produced if unification fails.
4206                 let origin = self.misc(call_span);
4207                 let ures = self.at(&origin, self.param_env).sup(ret_ty, &formal_ret);
4208
4209                 // FIXME(#27336) can't use ? here, Try::from_error doesn't default
4210                 // to identity so the resulting type is not constrained.
4211                 match ures {
4212                     Ok(ok) => {
4213                         // Process any obligations locally as much as
4214                         // we can.  We don't care if some things turn
4215                         // out unconstrained or ambiguous, as we're
4216                         // just trying to get hints here.
4217                         self.save_and_restore_in_snapshot_flag(|_| {
4218                             let mut fulfill = TraitEngine::new(self.tcx);
4219                             for obligation in ok.obligations {
4220                                 fulfill.register_predicate_obligation(self, obligation);
4221                             }
4222                             fulfill.select_where_possible(self)
4223                         })
4224                         .map_err(|_| ())?;
4225                     }
4226                     Err(_) => return Err(()),
4227                 }
4228
4229                 // Record all the argument types, with the substitutions
4230                 // produced from the above subtyping unification.
4231                 Ok(formal_args.iter().map(|ty| self.resolve_vars_if_possible(ty)).collect())
4232             })
4233             .unwrap_or_default();
4234         debug!(
4235             "expected_inputs_for_expected_output(formal={:?} -> {:?}, expected={:?} -> {:?})",
4236             formal_args, formal_ret, expect_args, expected_ret
4237         );
4238         expect_args
4239     }
4240
4241     pub fn check_struct_path(
4242         &self,
4243         qpath: &QPath<'_>,
4244         hir_id: hir::HirId,
4245     ) -> Option<(&'tcx ty::VariantDef, Ty<'tcx>)> {
4246         let path_span = match *qpath {
4247             QPath::Resolved(_, ref path) => path.span,
4248             QPath::TypeRelative(ref qself, _) => qself.span,
4249         };
4250         let (def, ty) = self.finish_resolving_struct_path(qpath, path_span, hir_id);
4251         let variant = match def {
4252             Res::Err => {
4253                 self.set_tainted_by_errors();
4254                 return None;
4255             }
4256             Res::Def(DefKind::Variant, _) => match ty.kind {
4257                 ty::Adt(adt, substs) => Some((adt.variant_of_res(def), adt.did, substs)),
4258                 _ => bug!("unexpected type: {:?}", ty),
4259             },
4260             Res::Def(DefKind::Struct | DefKind::Union | DefKind::TyAlias | DefKind::AssocTy, _)
4261             | Res::SelfTy(..) => match ty.kind {
4262                 ty::Adt(adt, substs) if !adt.is_enum() => {
4263                     Some((adt.non_enum_variant(), adt.did, substs))
4264                 }
4265                 _ => None,
4266             },
4267             _ => bug!("unexpected definition: {:?}", def),
4268         };
4269
4270         if let Some((variant, did, substs)) = variant {
4271             debug!("check_struct_path: did={:?} substs={:?}", did, substs);
4272             self.write_user_type_annotation_from_substs(hir_id, did, substs, None);
4273
4274             // Check bounds on type arguments used in the path.
4275             let (bounds, _) = self.instantiate_bounds(path_span, did, substs);
4276             let cause =
4277                 traits::ObligationCause::new(path_span, self.body_id, traits::ItemObligation(did));
4278             self.add_obligations_for_parameters(cause, bounds);
4279
4280             Some((variant, ty))
4281         } else {
4282             struct_span_err!(
4283                 self.tcx.sess,
4284                 path_span,
4285                 E0071,
4286                 "expected struct, variant or union type, found {}",
4287                 ty.sort_string(self.tcx)
4288             )
4289             .span_label(path_span, "not a struct")
4290             .emit();
4291             None
4292         }
4293     }
4294
4295     // Finish resolving a path in a struct expression or pattern `S::A { .. }` if necessary.
4296     // The newly resolved definition is written into `type_dependent_defs`.
4297     fn finish_resolving_struct_path(
4298         &self,
4299         qpath: &QPath<'_>,
4300         path_span: Span,
4301         hir_id: hir::HirId,
4302     ) -> (Res, Ty<'tcx>) {
4303         match *qpath {
4304             QPath::Resolved(ref maybe_qself, ref path) => {
4305                 let self_ty = maybe_qself.as_ref().map(|qself| self.to_ty(qself));
4306                 let ty = AstConv::res_to_ty(self, self_ty, path, true);
4307                 (path.res, ty)
4308             }
4309             QPath::TypeRelative(ref qself, ref segment) => {
4310                 let ty = self.to_ty(qself);
4311
4312                 let res = if let hir::TyKind::Path(QPath::Resolved(_, ref path)) = qself.kind {
4313                     path.res
4314                 } else {
4315                     Res::Err
4316                 };
4317                 let result =
4318                     AstConv::associated_path_to_ty(self, hir_id, path_span, ty, res, segment, true);
4319                 let ty = result.map(|(ty, _, _)| ty).unwrap_or(self.tcx().types.err);
4320                 let result = result.map(|(_, kind, def_id)| (kind, def_id));
4321
4322                 // Write back the new resolution.
4323                 self.write_resolution(hir_id, result);
4324
4325                 (result.map(|(kind, def_id)| Res::Def(kind, def_id)).unwrap_or(Res::Err), ty)
4326             }
4327         }
4328     }
4329
4330     /// Resolves an associated value path into a base type and associated constant, or method
4331     /// resolution. The newly resolved definition is written into `type_dependent_defs`.
4332     pub fn resolve_ty_and_res_ufcs<'b>(
4333         &self,
4334         qpath: &'b QPath<'b>,
4335         hir_id: hir::HirId,
4336         span: Span,
4337     ) -> (Res, Option<Ty<'tcx>>, &'b [hir::PathSegment<'b>]) {
4338         debug!("resolve_ty_and_res_ufcs: qpath={:?} hir_id={:?} span={:?}", qpath, hir_id, span);
4339         let (ty, qself, item_segment) = match *qpath {
4340             QPath::Resolved(ref opt_qself, ref path) => {
4341                 return (
4342                     path.res,
4343                     opt_qself.as_ref().map(|qself| self.to_ty(qself)),
4344                     &path.segments[..],
4345                 );
4346             }
4347             QPath::TypeRelative(ref qself, ref segment) => (self.to_ty(qself), qself, segment),
4348         };
4349         if let Some(&cached_result) = self.tables.borrow().type_dependent_defs().get(hir_id) {
4350             // Return directly on cache hit. This is useful to avoid doubly reporting
4351             // errors with default match binding modes. See #44614.
4352             let def =
4353                 cached_result.map(|(kind, def_id)| Res::Def(kind, def_id)).unwrap_or(Res::Err);
4354             return (def, Some(ty), slice::from_ref(&**item_segment));
4355         }
4356         let item_name = item_segment.ident;
4357         let result = self.resolve_ufcs(span, item_name, ty, hir_id).or_else(|error| {
4358             let result = match error {
4359                 method::MethodError::PrivateMatch(kind, def_id, _) => Ok((kind, def_id)),
4360                 _ => Err(ErrorReported),
4361             };
4362             if item_name.name != kw::Invalid {
4363                 if let Some(mut e) = self.report_method_error(
4364                     span,
4365                     ty,
4366                     item_name,
4367                     SelfSource::QPath(qself),
4368                     error,
4369                     None,
4370                 ) {
4371                     e.emit();
4372                 }
4373             }
4374             result
4375         });
4376
4377         // Write back the new resolution.
4378         self.write_resolution(hir_id, result);
4379         (
4380             result.map(|(kind, def_id)| Res::Def(kind, def_id)).unwrap_or(Res::Err),
4381             Some(ty),
4382             slice::from_ref(&**item_segment),
4383         )
4384     }
4385
4386     pub fn check_decl_initializer(
4387         &self,
4388         local: &'tcx hir::Local<'tcx>,
4389         init: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
4390     ) -> Ty<'tcx> {
4391         // FIXME(tschottdorf): `contains_explicit_ref_binding()` must be removed
4392         // for #42640 (default match binding modes).
4393         //
4394         // See #44848.
4395         let ref_bindings = local.pat.contains_explicit_ref_binding();
4396
4397         let local_ty = self.local_ty(init.span, local.hir_id).revealed_ty;
4398         if let Some(m) = ref_bindings {
4399             // Somewhat subtle: if we have a `ref` binding in the pattern,
4400             // we want to avoid introducing coercions for the RHS. This is
4401             // both because it helps preserve sanity and, in the case of
4402             // ref mut, for soundness (issue #23116). In particular, in
4403             // the latter case, we need to be clear that the type of the
4404             // referent for the reference that results is *equal to* the
4405             // type of the place it is referencing, and not some
4406             // supertype thereof.
4407             let init_ty = self.check_expr_with_needs(init, Needs::maybe_mut_place(m));
4408             self.demand_eqtype(init.span, local_ty, init_ty);
4409             init_ty
4410         } else {
4411             self.check_expr_coercable_to_type(init, local_ty, None)
4412         }
4413     }
4414
4415     /// Type check a `let` statement.
4416     pub fn check_decl_local(&self, local: &'tcx hir::Local<'tcx>) {
4417         // Determine and write the type which we'll check the pattern against.
4418         let ty = self.local_ty(local.span, local.hir_id).decl_ty;
4419         self.write_ty(local.hir_id, ty);
4420
4421         // Type check the initializer.
4422         if let Some(ref init) = local.init {
4423             let init_ty = self.check_decl_initializer(local, &init);
4424             self.overwrite_local_ty_if_err(local, ty, init_ty);
4425         }
4426
4427         // Does the expected pattern type originate from an expression and what is the span?
4428         let (origin_expr, ty_span) = match (local.ty, local.init) {
4429             (Some(ty), _) => (false, Some(ty.span)), // Bias towards the explicit user type.
4430             (_, Some(init)) => (true, Some(init.span)), // No explicit type; so use the scrutinee.
4431             _ => (false, None), // We have `let $pat;`, so the expected type is unconstrained.
4432         };
4433
4434         // Type check the pattern. Override if necessary to avoid knock-on errors.
4435         self.check_pat_top(&local.pat, ty, ty_span, origin_expr);
4436         let pat_ty = self.node_ty(local.pat.hir_id);
4437         self.overwrite_local_ty_if_err(local, ty, pat_ty);
4438     }
4439
4440     fn overwrite_local_ty_if_err(
4441         &self,
4442         local: &'tcx hir::Local<'tcx>,
4443         decl_ty: Ty<'tcx>,
4444         ty: Ty<'tcx>,
4445     ) {
4446         if ty.references_error() {
4447             // Override the types everywhere with `types.err` to avoid knock on errors.
4448             self.write_ty(local.hir_id, ty);
4449             self.write_ty(local.pat.hir_id, ty);
4450             let local_ty = LocalTy { decl_ty, revealed_ty: ty };
4451             self.locals.borrow_mut().insert(local.hir_id, local_ty);
4452             self.locals.borrow_mut().insert(local.pat.hir_id, local_ty);
4453         }
4454     }
4455
4456     fn suggest_semicolon_at_end(&self, span: Span, err: &mut DiagnosticBuilder<'_>) {
4457         err.span_suggestion_short(
4458             span.shrink_to_hi(),
4459             "consider using a semicolon here",
4460             ";".to_string(),
4461             Applicability::MachineApplicable,
4462         );
4463     }
4464
4465     pub fn check_stmt(&self, stmt: &'tcx hir::Stmt<'tcx>) {
4466         // Don't do all the complex logic below for `DeclItem`.
4467         match stmt.kind {
4468             hir::StmtKind::Item(..) => return,
4469             hir::StmtKind::Local(..) | hir::StmtKind::Expr(..) | hir::StmtKind::Semi(..) => {}
4470         }
4471
4472         self.warn_if_unreachable(stmt.hir_id, stmt.span, "statement");
4473
4474         // Hide the outer diverging and `has_errors` flags.
4475         let old_diverges = self.diverges.replace(Diverges::Maybe);
4476         let old_has_errors = self.has_errors.replace(false);
4477
4478         match stmt.kind {
4479             hir::StmtKind::Local(ref l) => {
4480                 self.check_decl_local(&l);
4481             }
4482             // Ignore for now.
4483             hir::StmtKind::Item(_) => {}
4484             hir::StmtKind::Expr(ref expr) => {
4485                 // Check with expected type of `()`.
4486                 self.check_expr_has_type_or_error(&expr, self.tcx.mk_unit(), |err| {
4487                     self.suggest_semicolon_at_end(expr.span, err);
4488                 });
4489             }
4490             hir::StmtKind::Semi(ref expr) => {
4491                 self.check_expr(&expr);
4492             }
4493         }
4494
4495         // Combine the diverging and `has_error` flags.
4496         self.diverges.set(self.diverges.get() | old_diverges);
4497         self.has_errors.set(self.has_errors.get() | old_has_errors);
4498     }
4499
4500     pub fn check_block_no_value(&self, blk: &'tcx hir::Block<'tcx>) {
4501         let unit = self.tcx.mk_unit();
4502         let ty = self.check_block_with_expected(blk, ExpectHasType(unit));
4503
4504         // if the block produces a `!` value, that can always be
4505         // (effectively) coerced to unit.
4506         if !ty.is_never() {
4507             self.demand_suptype(blk.span, unit, ty);
4508         }
4509     }
4510
4511     /// If `expr` is a `match` expression that has only one non-`!` arm, use that arm's tail
4512     /// expression's `Span`, otherwise return `expr.span`. This is done to give better errors
4513     /// when given code like the following:
4514     /// ```text
4515     /// if false { return 0i32; } else { 1u32 }
4516     /// //                               ^^^^ point at this instead of the whole `if` expression
4517     /// ```
4518     fn get_expr_coercion_span(&self, expr: &hir::Expr<'_>) -> rustc_span::Span {
4519         if let hir::ExprKind::Match(_, arms, _) = &expr.kind {
4520             let arm_spans: Vec<Span> = arms
4521                 .iter()
4522                 .filter_map(|arm| {
4523                     self.in_progress_tables
4524                         .and_then(|tables| tables.borrow().node_type_opt(arm.body.hir_id))
4525                         .and_then(|arm_ty| {
4526                             if arm_ty.is_never() {
4527                                 None
4528                             } else {
4529                                 Some(match &arm.body.kind {
4530                                     // Point at the tail expression when possible.
4531                                     hir::ExprKind::Block(block, _) => {
4532                                         block.expr.as_ref().map(|e| e.span).unwrap_or(block.span)
4533                                     }
4534                                     _ => arm.body.span,
4535                                 })
4536                             }
4537                         })
4538                 })
4539                 .collect();
4540             if arm_spans.len() == 1 {
4541                 return arm_spans[0];
4542             }
4543         }
4544         expr.span
4545     }
4546
4547     fn check_block_with_expected(
4548         &self,
4549         blk: &'tcx hir::Block<'tcx>,
4550         expected: Expectation<'tcx>,
4551     ) -> Ty<'tcx> {
4552         let prev = {
4553             let mut fcx_ps = self.ps.borrow_mut();
4554             let unsafety_state = fcx_ps.recurse(blk);
4555             replace(&mut *fcx_ps, unsafety_state)
4556         };
4557
4558         // In some cases, blocks have just one exit, but other blocks
4559         // can be targeted by multiple breaks. This can happen both
4560         // with labeled blocks as well as when we desugar
4561         // a `try { ... }` expression.
4562         //
4563         // Example 1:
4564         //
4565         //    'a: { if true { break 'a Err(()); } Ok(()) }
4566         //
4567         // Here we would wind up with two coercions, one from
4568         // `Err(())` and the other from the tail expression
4569         // `Ok(())`. If the tail expression is omitted, that's a
4570         // "forced unit" -- unless the block diverges, in which
4571         // case we can ignore the tail expression (e.g., `'a: {
4572         // break 'a 22; }` would not force the type of the block
4573         // to be `()`).
4574         let tail_expr = blk.expr.as_ref();
4575         let coerce_to_ty = expected.coercion_target_type(self, blk.span);
4576         let coerce = if blk.targeted_by_break {
4577             CoerceMany::new(coerce_to_ty)
4578         } else {
4579             let tail_expr: &[&hir::Expr<'_>] = match tail_expr {
4580                 Some(e) => slice::from_ref(e),
4581                 None => &[],
4582             };
4583             CoerceMany::with_coercion_sites(coerce_to_ty, tail_expr)
4584         };
4585
4586         let prev_diverges = self.diverges.get();
4587         let ctxt = BreakableCtxt { coerce: Some(coerce), may_break: false };
4588
4589         let (ctxt, ()) = self.with_breakable_ctxt(blk.hir_id, ctxt, || {
4590             for s in blk.stmts {
4591                 self.check_stmt(s);
4592             }
4593
4594             // check the tail expression **without** holding the
4595             // `enclosing_breakables` lock below.
4596             let tail_expr_ty = tail_expr.map(|t| self.check_expr_with_expectation(t, expected));
4597
4598             let mut enclosing_breakables = self.enclosing_breakables.borrow_mut();
4599             let ctxt = enclosing_breakables.find_breakable(blk.hir_id);
4600             let coerce = ctxt.coerce.as_mut().unwrap();
4601             if let Some(tail_expr_ty) = tail_expr_ty {
4602                 let tail_expr = tail_expr.unwrap();
4603                 let span = self.get_expr_coercion_span(tail_expr);
4604                 let cause = self.cause(span, ObligationCauseCode::BlockTailExpression(blk.hir_id));
4605                 coerce.coerce(self, &cause, tail_expr, tail_expr_ty);
4606             } else {
4607                 // Subtle: if there is no explicit tail expression,
4608                 // that is typically equivalent to a tail expression
4609                 // of `()` -- except if the block diverges. In that
4610                 // case, there is no value supplied from the tail
4611                 // expression (assuming there are no other breaks,
4612                 // this implies that the type of the block will be
4613                 // `!`).
4614                 //
4615                 // #41425 -- label the implicit `()` as being the
4616                 // "found type" here, rather than the "expected type".
4617                 if !self.diverges.get().is_always() {
4618                     // #50009 -- Do not point at the entire fn block span, point at the return type
4619                     // span, as it is the cause of the requirement, and
4620                     // `consider_hint_about_removing_semicolon` will point at the last expression
4621                     // if it were a relevant part of the error. This improves usability in editors
4622                     // that highlight errors inline.
4623                     let mut sp = blk.span;
4624                     let mut fn_span = None;
4625                     if let Some((decl, ident)) = self.get_parent_fn_decl(blk.hir_id) {
4626                         let ret_sp = decl.output.span();
4627                         if let Some(block_sp) = self.parent_item_span(blk.hir_id) {
4628                             // HACK: on some cases (`ui/liveness/liveness-issue-2163.rs`) the
4629                             // output would otherwise be incorrect and even misleading. Make sure
4630                             // the span we're aiming at correspond to a `fn` body.
4631                             if block_sp == blk.span {
4632                                 sp = ret_sp;
4633                                 fn_span = Some(ident.span);
4634                             }
4635                         }
4636                     }
4637                     coerce.coerce_forced_unit(
4638                         self,
4639                         &self.misc(sp),
4640                         &mut |err| {
4641                             if let Some(expected_ty) = expected.only_has_type(self) {
4642                                 self.consider_hint_about_removing_semicolon(blk, expected_ty, err);
4643                             }
4644                             if let Some(fn_span) = fn_span {
4645                                 err.span_label(
4646                                     fn_span,
4647                                     "implicitly returns `()` as its body has no tail or `return` \
4648                                      expression",
4649                                 );
4650                             }
4651                         },
4652                         false,
4653                     );
4654                 }
4655             }
4656         });
4657
4658         if ctxt.may_break {
4659             // If we can break from the block, then the block's exit is always reachable
4660             // (... as long as the entry is reachable) - regardless of the tail of the block.
4661             self.diverges.set(prev_diverges);
4662         }
4663
4664         let mut ty = ctxt.coerce.unwrap().complete(self);
4665
4666         if self.has_errors.get() || ty.references_error() {
4667             ty = self.tcx.types.err
4668         }
4669
4670         self.write_ty(blk.hir_id, ty);
4671
4672         *self.ps.borrow_mut() = prev;
4673         ty
4674     }
4675
4676     fn parent_item_span(&self, id: hir::HirId) -> Option<Span> {
4677         let node = self.tcx.hir().get(self.tcx.hir().get_parent_item(id));
4678         match node {
4679             Node::Item(&hir::Item { kind: hir::ItemKind::Fn(_, _, body_id), .. })
4680             | Node::ImplItem(&hir::ImplItem { kind: hir::ImplItemKind::Fn(_, body_id), .. }) => {
4681                 let body = self.tcx.hir().body(body_id);
4682                 if let ExprKind::Block(block, _) = &body.value.kind {
4683                     return Some(block.span);
4684                 }
4685             }
4686             _ => {}
4687         }
4688         None
4689     }
4690
4691     /// Given a function block's `HirId`, returns its `FnDecl` if it exists, or `None` otherwise.
4692     fn get_parent_fn_decl(&self, blk_id: hir::HirId) -> Option<(&'tcx hir::FnDecl<'tcx>, Ident)> {
4693         let parent = self.tcx.hir().get(self.tcx.hir().get_parent_item(blk_id));
4694         self.get_node_fn_decl(parent).map(|(fn_decl, ident, _)| (fn_decl, ident))
4695     }
4696
4697     /// Given a function `Node`, return its `FnDecl` if it exists, or `None` otherwise.
4698     fn get_node_fn_decl(&self, node: Node<'tcx>) -> Option<(&'tcx hir::FnDecl<'tcx>, Ident, bool)> {
4699         match node {
4700             Node::Item(&hir::Item { ident, kind: hir::ItemKind::Fn(ref sig, ..), .. }) => {
4701                 // This is less than ideal, it will not suggest a return type span on any
4702                 // method called `main`, regardless of whether it is actually the entry point,
4703                 // but it will still present it as the reason for the expected type.
4704                 Some((&sig.decl, ident, ident.name != sym::main))
4705             }
4706             Node::TraitItem(&hir::TraitItem {
4707                 ident,
4708                 kind: hir::TraitItemKind::Fn(ref sig, ..),
4709                 ..
4710             }) => Some((&sig.decl, ident, true)),
4711             Node::ImplItem(&hir::ImplItem {
4712                 ident,
4713                 kind: hir::ImplItemKind::Fn(ref sig, ..),
4714                 ..
4715             }) => Some((&sig.decl, ident, false)),
4716             _ => None,
4717         }
4718     }
4719
4720     /// Given a `HirId`, return the `FnDecl` of the method it is enclosed by and whether a
4721     /// suggestion can be made, `None` otherwise.
4722     pub fn get_fn_decl(&self, blk_id: hir::HirId) -> Option<(&'tcx hir::FnDecl<'tcx>, bool)> {
4723         // Get enclosing Fn, if it is a function or a trait method, unless there's a `loop` or
4724         // `while` before reaching it, as block tail returns are not available in them.
4725         self.tcx.hir().get_return_block(blk_id).and_then(|blk_id| {
4726             let parent = self.tcx.hir().get(blk_id);
4727             self.get_node_fn_decl(parent).map(|(fn_decl, _, is_main)| (fn_decl, is_main))
4728         })
4729     }
4730
4731     /// On implicit return expressions with mismatched types, provides the following suggestions:
4732     ///
4733     /// - Points out the method's return type as the reason for the expected type.
4734     /// - Possible missing semicolon.
4735     /// - Possible missing return type if the return type is the default, and not `fn main()`.
4736     pub fn suggest_mismatched_types_on_tail(
4737         &self,
4738         err: &mut DiagnosticBuilder<'_>,
4739         expr: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
4740         expected: Ty<'tcx>,
4741         found: Ty<'tcx>,
4742         cause_span: Span,
4743         blk_id: hir::HirId,
4744     ) -> bool {
4745         let expr = expr.peel_drop_temps();
4746         self.suggest_missing_semicolon(err, expr, expected, cause_span);
4747         let mut pointing_at_return_type = false;
4748         if let Some((fn_decl, can_suggest)) = self.get_fn_decl(blk_id) {
4749             pointing_at_return_type =
4750                 self.suggest_missing_return_type(err, &fn_decl, expected, found, can_suggest);
4751         }
4752         pointing_at_return_type
4753     }
4754
4755     /// When encountering an fn-like ctor that needs to unify with a value, check whether calling
4756     /// the ctor would successfully solve the type mismatch and if so, suggest it:
4757     /// ```
4758     /// fn foo(x: usize) -> usize { x }
4759     /// let x: usize = foo;  // suggest calling the `foo` function: `foo(42)`
4760     /// ```
4761     fn suggest_fn_call(
4762         &self,
4763         err: &mut DiagnosticBuilder<'_>,
4764         expr: &hir::Expr<'_>,
4765         expected: Ty<'tcx>,
4766         found: Ty<'tcx>,
4767     ) -> bool {
4768         let hir = self.tcx.hir();
4769         let (def_id, sig) = match found.kind {
4770             ty::FnDef(def_id, _) => (def_id, found.fn_sig(self.tcx)),
4771             ty::Closure(def_id, substs) => (def_id, substs.as_closure().sig()),
4772             _ => return false,
4773         };
4774
4775         let sig = self.replace_bound_vars_with_fresh_vars(expr.span, infer::FnCall, &sig).0;
4776         let sig = self.normalize_associated_types_in(expr.span, &sig);
4777         if self.can_coerce(sig.output(), expected) {
4778             let (mut sugg_call, applicability) = if sig.inputs().is_empty() {
4779                 (String::new(), Applicability::MachineApplicable)
4780             } else {
4781                 ("...".to_string(), Applicability::HasPlaceholders)
4782             };
4783             let mut msg = "call this function";
4784             match hir.get_if_local(def_id) {
4785                 Some(
4786                     Node::Item(hir::Item { kind: ItemKind::Fn(.., body_id), .. })
4787                     | Node::ImplItem(hir::ImplItem {
4788                         kind: hir::ImplItemKind::Fn(_, body_id), ..
4789                     })
4790                     | Node::TraitItem(hir::TraitItem {
4791                         kind: hir::TraitItemKind::Fn(.., hir::TraitFn::Provided(body_id)),
4792                         ..
4793                     }),
4794                 ) => {
4795                     let body = hir.body(*body_id);
4796                     sugg_call = body
4797                         .params
4798                         .iter()
4799                         .map(|param| match &param.pat.kind {
4800                             hir::PatKind::Binding(_, _, ident, None)
4801                                 if ident.name != kw::SelfLower =>
4802                             {
4803                                 ident.to_string()
4804                             }
4805                             _ => "_".to_string(),
4806                         })
4807                         .collect::<Vec<_>>()
4808                         .join(", ");
4809                 }
4810                 Some(Node::Expr(hir::Expr {
4811                     kind: ExprKind::Closure(_, _, body_id, _, _),
4812                     span: full_closure_span,
4813                     ..
4814                 })) => {
4815                     if *full_closure_span == expr.span {
4816                         return false;
4817                     }
4818                     msg = "call this closure";
4819                     let body = hir.body(*body_id);
4820                     sugg_call = body
4821                         .params
4822                         .iter()
4823                         .map(|param| match &param.pat.kind {
4824                             hir::PatKind::Binding(_, _, ident, None)
4825                                 if ident.name != kw::SelfLower =>
4826                             {
4827                                 ident.to_string()
4828                             }
4829                             _ => "_".to_string(),
4830                         })
4831                         .collect::<Vec<_>>()
4832                         .join(", ");
4833                 }
4834                 Some(Node::Ctor(hir::VariantData::Tuple(fields, _))) => {
4835                     sugg_call = fields.iter().map(|_| "_").collect::<Vec<_>>().join(", ");
4836                     match def_id.as_local().map(|def_id| hir.def_kind(def_id)) {
4837                         Some(DefKind::Ctor(hir::def::CtorOf::Variant, _)) => {
4838                             msg = "instantiate this tuple variant";
4839                         }
4840                         Some(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, _)) => {
4841                             msg = "instantiate this tuple struct";
4842                         }
4843                         _ => {}
4844                     }
4845                 }
4846                 Some(Node::ForeignItem(hir::ForeignItem {
4847                     kind: hir::ForeignItemKind::Fn(_, idents, _),
4848                     ..
4849                 })) => {
4850                     sugg_call = idents
4851                         .iter()
4852                         .map(|ident| {
4853                             if ident.name != kw::SelfLower {
4854                                 ident.to_string()
4855                             } else {
4856                                 "_".to_string()
4857                             }
4858                         })
4859                         .collect::<Vec<_>>()
4860                         .join(", ")
4861                 }
4862                 Some(Node::TraitItem(hir::TraitItem {
4863                     kind: hir::TraitItemKind::Fn(.., hir::TraitFn::Required(idents)),
4864                     ..
4865                 })) => {
4866                     sugg_call = idents
4867                         .iter()
4868                         .map(|ident| {
4869                             if ident.name != kw::SelfLower {
4870                                 ident.to_string()
4871                             } else {
4872                                 "_".to_string()
4873                             }
4874                         })
4875                         .collect::<Vec<_>>()
4876                         .join(", ")
4877                 }
4878                 _ => {}
4879             }
4880             err.span_suggestion_verbose(
4881                 expr.span.shrink_to_hi(),
4882                 &format!("use parentheses to {}", msg),
4883                 format!("({})", sugg_call),
4884                 applicability,
4885             );
4886             return true;
4887         }
4888         false
4889     }
4890
4891     pub fn suggest_deref_ref_or_into(
4892         &self,
4893         err: &mut DiagnosticBuilder<'_>,
4894         expr: &hir::Expr<'_>,
4895         expected: Ty<'tcx>,
4896         found: Ty<'tcx>,
4897         expected_ty_expr: Option<&'tcx hir::Expr<'tcx>>,
4898     ) {
4899         if let Some((sp, msg, suggestion, applicability)) = self.check_ref(expr, found, expected) {
4900             err.span_suggestion(sp, msg, suggestion, applicability);
4901         } else if let (ty::FnDef(def_id, ..), true) =
4902             (&found.kind, self.suggest_fn_call(err, expr, expected, found))
4903         {
4904             if let Some(sp) = self.tcx.hir().span_if_local(*def_id) {
4905                 let sp = self.sess().source_map().guess_head_span(sp);
4906                 err.span_label(sp, &format!("{} defined here", found));
4907             }
4908         } else if !self.check_for_cast(err, expr, found, expected, expected_ty_expr) {
4909             let is_struct_pat_shorthand_field =
4910                 self.is_hir_id_from_struct_pattern_shorthand_field(expr.hir_id, expr.span);
4911             let methods = self.get_conversion_methods(expr.span, expected, found, expr.hir_id);
4912             if let Ok(expr_text) = self.sess().source_map().span_to_snippet(expr.span) {
4913                 let mut suggestions = iter::repeat(&expr_text)
4914                     .zip(methods.iter())
4915                     .filter_map(|(receiver, method)| {
4916                         let method_call = format!(".{}()", method.ident);
4917                         if receiver.ends_with(&method_call) {
4918                             None // do not suggest code that is already there (#53348)
4919                         } else {
4920                             let method_call_list = [".to_vec()", ".to_string()"];
4921                             let sugg = if receiver.ends_with(".clone()")
4922                                 && method_call_list.contains(&method_call.as_str())
4923                             {
4924                                 let max_len = receiver.rfind('.').unwrap();
4925                                 format!("{}{}", &receiver[..max_len], method_call)
4926                             } else {
4927                                 if expr.precedence().order() < ExprPrecedence::MethodCall.order() {
4928                                     format!("({}){}", receiver, method_call)
4929                                 } else {
4930                                     format!("{}{}", receiver, method_call)
4931                                 }
4932                             };
4933                             Some(if is_struct_pat_shorthand_field {
4934                                 format!("{}: {}", receiver, sugg)
4935                             } else {
4936                                 sugg
4937                             })
4938                         }
4939                     })
4940                     .peekable();
4941                 if suggestions.peek().is_some() {
4942                     err.span_suggestions(
4943                         expr.span,
4944                         "try using a conversion method",
4945                         suggestions,
4946                         Applicability::MaybeIncorrect,
4947                     );
4948                 }
4949             }
4950         }
4951     }
4952
4953     /// When encountering the expected boxed value allocated in the stack, suggest allocating it
4954     /// in the heap by calling `Box::new()`.
4955     fn suggest_boxing_when_appropriate(
4956         &self,
4957         err: &mut DiagnosticBuilder<'_>,
4958         expr: &hir::Expr<'_>,
4959         expected: Ty<'tcx>,
4960         found: Ty<'tcx>,
4961     ) {
4962         if self.tcx.hir().is_inside_const_context(expr.hir_id) {
4963             // Do not suggest `Box::new` in const context.
4964             return;
4965         }
4966         if !expected.is_box() || found.is_box() {
4967             return;
4968         }
4969         let boxed_found = self.tcx.mk_box(found);
4970         if let (true, Ok(snippet)) = (
4971             self.can_coerce(boxed_found, expected),
4972             self.sess().source_map().span_to_snippet(expr.span),
4973         ) {
4974             err.span_suggestion(
4975                 expr.span,
4976                 "store this in the heap by calling `Box::new`",
4977                 format!("Box::new({})", snippet),
4978                 Applicability::MachineApplicable,
4979             );
4980             err.note(
4981                 "for more on the distinction between the stack and the heap, read \
4982                  https://doc.rust-lang.org/book/ch15-01-box.html, \
4983                  https://doc.rust-lang.org/rust-by-example/std/box.html, and \
4984                  https://doc.rust-lang.org/std/boxed/index.html",
4985             );
4986         }
4987     }
4988
4989     /// When encountering an `impl Future` where `BoxFuture` is expected, suggest `Box::pin`.
4990     fn suggest_calling_boxed_future_when_appropriate(
4991         &self,
4992         err: &mut DiagnosticBuilder<'_>,
4993         expr: &hir::Expr<'_>,
4994         expected: Ty<'tcx>,
4995         found: Ty<'tcx>,
4996     ) -> bool {
4997         // Handle #68197.
4998
4999         if self.tcx.hir().is_inside_const_context(expr.hir_id) {
5000             // Do not suggest `Box::new` in const context.
5001             return false;
5002         }
5003         let pin_did = self.tcx.lang_items().pin_type();
5004         match expected.kind {
5005             ty::Adt(def, _) if Some(def.did) != pin_did => return false,
5006             // This guards the `unwrap` and `mk_box` below.
5007             _ if pin_did.is_none() || self.tcx.lang_items().owned_box().is_none() => return false,
5008             _ => {}
5009         }
5010         let boxed_found = self.tcx.mk_box(found);
5011         let new_found = self.tcx.mk_lang_item(boxed_found, PinTypeLangItem).unwrap();
5012         if let (true, Ok(snippet)) = (
5013             self.can_coerce(new_found, expected),
5014             self.sess().source_map().span_to_snippet(expr.span),
5015         ) {
5016             match found.kind {
5017                 ty::Adt(def, _) if def.is_box() => {
5018                     err.help("use `Box::pin`");
5019                 }
5020                 _ => {
5021                     err.span_suggestion(
5022                         expr.span,
5023                         "you need to pin and box this expression",
5024                         format!("Box::pin({})", snippet),
5025                         Applicability::MachineApplicable,
5026                     );
5027                 }
5028             }
5029             true
5030         } else {
5031             false
5032         }
5033     }
5034
5035     /// A common error is to forget to add a semicolon at the end of a block, e.g.,
5036     ///
5037     /// ```
5038     /// fn foo() {
5039     ///     bar_that_returns_u32()
5040     /// }
5041     /// ```
5042     ///
5043     /// This routine checks if the return expression in a block would make sense on its own as a
5044     /// statement and the return type has been left as default or has been specified as `()`. If so,
5045     /// it suggests adding a semicolon.
5046     fn suggest_missing_semicolon(
5047         &self,
5048         err: &mut DiagnosticBuilder<'_>,
5049         expression: &'tcx hir::Expr<'tcx>,
5050         expected: Ty<'tcx>,
5051         cause_span: Span,
5052     ) {
5053         if expected.is_unit() {
5054             // `BlockTailExpression` only relevant if the tail expr would be
5055             // useful on its own.
5056             match expression.kind {
5057                 ExprKind::Call(..)
5058                 | ExprKind::MethodCall(..)
5059                 | ExprKind::Loop(..)
5060                 | ExprKind::Match(..)
5061                 | ExprKind::Block(..) => {
5062                     err.span_suggestion(
5063                         cause_span.shrink_to_hi(),
5064                         "try adding a semicolon",
5065                         ";".to_string(),
5066                         Applicability::MachineApplicable,
5067                     );
5068                 }
5069                 _ => (),
5070             }
5071         }
5072     }
5073
5074     /// A possible error is to forget to add a return type that is needed:
5075     ///
5076     /// ```
5077     /// fn foo() {
5078     ///     bar_that_returns_u32()
5079     /// }
5080     /// ```
5081     ///
5082     /// This routine checks if the return type is left as default, the method is not part of an
5083     /// `impl` block and that it isn't the `main` method. If so, it suggests setting the return
5084     /// type.
5085     fn suggest_missing_return_type(
5086         &self,
5087         err: &mut DiagnosticBuilder<'_>,
5088         fn_decl: &hir::FnDecl<'_>,
5089         expected: Ty<'tcx>,
5090         found: Ty<'tcx>,
5091         can_suggest: bool,
5092     ) -> bool {
5093         // Only suggest changing the return type for methods that
5094         // haven't set a return type at all (and aren't `fn main()` or an impl).
5095         match (&fn_decl.output, found.is_suggestable(), can_suggest, expected.is_unit()) {
5096             (&hir::FnRetTy::DefaultReturn(span), true, true, true) => {
5097                 err.span_suggestion(
5098                     span,
5099                     "try adding a return type",
5100                     format!("-> {} ", self.resolve_vars_with_obligations(found)),
5101                     Applicability::MachineApplicable,
5102                 );
5103                 true
5104             }
5105             (&hir::FnRetTy::DefaultReturn(span), false, true, true) => {
5106                 err.span_label(span, "possibly return type missing here?");
5107                 true
5108             }
5109             (&hir::FnRetTy::DefaultReturn(span), _, false, true) => {
5110                 // `fn main()` must return `()`, do not suggest changing return type
5111                 err.span_label(span, "expected `()` because of default return type");
5112                 true
5113             }
5114             // expectation was caused by something else, not the default return
5115             (&hir::FnRetTy::DefaultReturn(_), _, _, false) => false,
5116             (&hir::FnRetTy::Return(ref ty), _, _, _) => {
5117                 // Only point to return type if the expected type is the return type, as if they
5118                 // are not, the expectation must have been caused by something else.
5119                 debug!("suggest_missing_return_type: return type {:?} node {:?}", ty, ty.kind);
5120                 let sp = ty.span;
5121                 let ty = AstConv::ast_ty_to_ty(self, ty);
5122                 debug!("suggest_missing_return_type: return type {:?}", ty);
5123                 debug!("suggest_missing_return_type: expected type {:?}", ty);
5124                 if ty.kind == expected.kind {
5125                     err.span_label(sp, format!("expected `{}` because of return type", expected));
5126                     return true;
5127                 }
5128                 false
5129             }
5130         }
5131     }
5132
5133     /// A possible error is to forget to add `.await` when using futures:
5134     ///
5135     /// ```
5136     /// async fn make_u32() -> u32 {
5137     ///     22
5138     /// }
5139     ///
5140     /// fn take_u32(x: u32) {}
5141     ///
5142     /// async fn foo() {
5143     ///     let x = make_u32();
5144     ///     take_u32(x);
5145     /// }
5146     /// ```
5147     ///
5148     /// This routine checks if the found type `T` implements `Future<Output=U>` where `U` is the
5149     /// expected type. If this is the case, and we are inside of an async body, it suggests adding
5150     /// `.await` to the tail of the expression.
5151     fn suggest_missing_await(
5152         &self,
5153         err: &mut DiagnosticBuilder<'_>,
5154         expr: &hir::Expr<'_>,
5155         expected: Ty<'tcx>,
5156         found: Ty<'tcx>,
5157     ) {
5158         debug!("suggest_missing_await: expr={:?} expected={:?}, found={:?}", expr, expected, found);
5159         // `.await` is not permitted outside of `async` bodies, so don't bother to suggest if the
5160         // body isn't `async`.
5161         let item_id = self.tcx().hir().get_parent_node(self.body_id);
5162         if let Some(body_id) = self.tcx().hir().maybe_body_owned_by(item_id) {
5163             let body = self.tcx().hir().body(body_id);
5164             if let Some(hir::GeneratorKind::Async(_)) = body.generator_kind {
5165                 let sp = expr.span;
5166                 // Check for `Future` implementations by constructing a predicate to
5167                 // prove: `<T as Future>::Output == U`
5168                 let future_trait = self.tcx.require_lang_item(FutureTraitLangItem, Some(sp));
5169                 let item_def_id = self
5170                     .tcx
5171                     .associated_items(future_trait)
5172                     .in_definition_order()
5173                     .next()
5174                     .unwrap()
5175                     .def_id;
5176                 // `<T as Future>::Output`
5177                 let projection_ty = ty::ProjectionTy {
5178                     // `T`
5179                     substs: self
5180                         .tcx
5181                         .mk_substs_trait(found, self.fresh_substs_for_item(sp, item_def_id)),
5182                     // `Future::Output`
5183                     item_def_id,
5184                 };
5185
5186                 let predicate =
5187                     ty::PredicateKind::Projection(ty::Binder::bind(ty::ProjectionPredicate {
5188                         projection_ty,
5189                         ty: expected,
5190                     }))
5191                     .to_predicate(self.tcx);
5192                 let obligation = traits::Obligation::new(self.misc(sp), self.param_env, predicate);
5193
5194                 debug!("suggest_missing_await: trying obligation {:?}", obligation);
5195
5196                 if self.infcx.predicate_may_hold(&obligation) {
5197                     debug!("suggest_missing_await: obligation held: {:?}", obligation);
5198                     if let Ok(code) = self.sess().source_map().span_to_snippet(sp) {
5199                         err.span_suggestion(
5200                             sp,
5201                             "consider using `.await` here",
5202                             format!("{}.await", code),
5203                             Applicability::MaybeIncorrect,
5204                         );
5205                     } else {
5206                         debug!("suggest_missing_await: no snippet for {:?}", sp);
5207                     }
5208                 } else {
5209                     debug!("suggest_missing_await: obligation did not hold: {:?}", obligation)
5210                 }
5211             }
5212         }
5213     }
5214
5215     /// A common error is to add an extra semicolon:
5216     ///
5217     /// ```
5218     /// fn foo() -> usize {
5219     ///     22;
5220     /// }
5221     /// ```
5222     ///
5223     /// This routine checks if the final statement in a block is an
5224     /// expression with an explicit semicolon whose type is compatible
5225     /// with `expected_ty`. If so, it suggests removing the semicolon.
5226     fn consider_hint_about_removing_semicolon(
5227         &self,
5228         blk: &'tcx hir::Block<'tcx>,
5229         expected_ty: Ty<'tcx>,
5230         err: &mut DiagnosticBuilder<'_>,
5231     ) {
5232         if let Some(span_semi) = self.could_remove_semicolon(blk, expected_ty) {
5233             err.span_suggestion(
5234                 span_semi,
5235                 "consider removing this semicolon",
5236                 String::new(),
5237                 Applicability::MachineApplicable,
5238             );
5239         }
5240     }
5241
5242     fn could_remove_semicolon(
5243         &self,
5244         blk: &'tcx hir::Block<'tcx>,
5245         expected_ty: Ty<'tcx>,
5246     ) -> Option<Span> {
5247         // Be helpful when the user wrote `{... expr;}` and
5248         // taking the `;` off is enough to fix the error.
5249         let last_stmt = blk.stmts.last()?;
5250         let last_expr = match last_stmt.kind {
5251             hir::StmtKind::Semi(ref e) => e,
5252             _ => return None,
5253         };
5254         let last_expr_ty = self.node_ty(last_expr.hir_id);
5255         if matches!(last_expr_ty.kind, ty::Error)
5256             || self.can_sub(self.param_env, last_expr_ty, expected_ty).is_err()
5257         {
5258             return None;
5259         }
5260         let original_span = original_sp(last_stmt.span, blk.span);
5261         Some(original_span.with_lo(original_span.hi() - BytePos(1)))
5262     }
5263
5264     // Instantiates the given path, which must refer to an item with the given
5265     // number of type parameters and type.
5266     pub fn instantiate_value_path(
5267         &self,
5268         segments: &[hir::PathSegment<'_>],
5269         self_ty: Option<Ty<'tcx>>,
5270         res: Res,
5271         span: Span,
5272         hir_id: hir::HirId,
5273     ) -> (Ty<'tcx>, Res) {
5274         debug!(
5275             "instantiate_value_path(segments={:?}, self_ty={:?}, res={:?}, hir_id={})",
5276             segments, self_ty, res, hir_id,
5277         );
5278
5279         let tcx = self.tcx;
5280
5281         let path_segs = match res {
5282             Res::Local(_) | Res::SelfCtor(_) => vec![],
5283             Res::Def(kind, def_id) => {
5284                 AstConv::def_ids_for_value_path_segments(self, segments, self_ty, kind, def_id)
5285             }
5286             _ => bug!("instantiate_value_path on {:?}", res),
5287         };
5288
5289         let mut user_self_ty = None;
5290         let mut is_alias_variant_ctor = false;
5291         match res {
5292             Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Variant, _), _) => {
5293                 if let Some(self_ty) = self_ty {
5294                     let adt_def = self_ty.ty_adt_def().unwrap();
5295                     user_self_ty = Some(UserSelfTy { impl_def_id: adt_def.did, self_ty });
5296                     is_alias_variant_ctor = true;
5297                 }
5298             }
5299             Res::Def(DefKind::AssocFn | DefKind::AssocConst, def_id) => {
5300                 let container = tcx.associated_item(def_id).container;
5301                 debug!("instantiate_value_path: def_id={:?} container={:?}", def_id, container);
5302                 match container {
5303                     ty::TraitContainer(trait_did) => {
5304                         callee::check_legal_trait_for_method_call(tcx, span, None, trait_did)
5305                     }
5306                     ty::ImplContainer(impl_def_id) => {
5307                         if segments.len() == 1 {
5308                             // `<T>::assoc` will end up here, and so
5309                             // can `T::assoc`. It this came from an
5310                             // inherent impl, we need to record the
5311                             // `T` for posterity (see `UserSelfTy` for
5312                             // details).
5313                             let self_ty = self_ty.expect("UFCS sugared assoc missing Self");
5314                             user_self_ty = Some(UserSelfTy { impl_def_id, self_ty });
5315                         }
5316                     }
5317                 }
5318             }
5319             _ => {}
5320         }
5321
5322         // Now that we have categorized what space the parameters for each
5323         // segment belong to, let's sort out the parameters that the user
5324         // provided (if any) into their appropriate spaces. We'll also report
5325         // errors if type parameters are provided in an inappropriate place.
5326
5327         let generic_segs: FxHashSet<_> = path_segs.iter().map(|PathSeg(_, index)| index).collect();
5328         let generics_has_err = AstConv::prohibit_generics(
5329             self,
5330             segments.iter().enumerate().filter_map(|(index, seg)| {
5331                 if !generic_segs.contains(&index) || is_alias_variant_ctor {
5332                     Some(seg)
5333                 } else {
5334                     None
5335                 }
5336             }),
5337         );
5338
5339         if let Res::Local(hid) = res {
5340             let ty = self.local_ty(span, hid).decl_ty;
5341             let ty = self.normalize_associated_types_in(span, &ty);
5342             self.write_ty(hir_id, ty);
5343             return (ty, res);
5344         }
5345
5346         if generics_has_err {
5347             // Don't try to infer type parameters when prohibited generic arguments were given.
5348             user_self_ty = None;
5349         }
5350
5351         // Now we have to compare the types that the user *actually*
5352         // provided against the types that were *expected*. If the user
5353         // did not provide any types, then we want to substitute inference
5354         // variables. If the user provided some types, we may still need
5355         // to add defaults. If the user provided *too many* types, that's
5356         // a problem.
5357
5358         let mut infer_args_for_err = FxHashSet::default();
5359         for &PathSeg(def_id, index) in &path_segs {
5360             let seg = &segments[index];
5361             let generics = tcx.generics_of(def_id);
5362             // Argument-position `impl Trait` is treated as a normal generic
5363             // parameter internally, but we don't allow users to specify the
5364             // parameter's value explicitly, so we have to do some error-
5365             // checking here.
5366             if let GenericArgCountResult {
5367                 correct: Err(GenericArgCountMismatch { reported: Some(ErrorReported), .. }),
5368                 ..
5369             } = AstConv::check_generic_arg_count_for_call(
5370                 tcx, span, &generics, &seg, false, // `is_method_call`
5371             ) {
5372                 infer_args_for_err.insert(index);
5373                 self.set_tainted_by_errors(); // See issue #53251.
5374             }
5375         }
5376
5377         let has_self = path_segs
5378             .last()
5379             .map(|PathSeg(def_id, _)| tcx.generics_of(*def_id).has_self)
5380             .unwrap_or(false);
5381
5382         let (res, self_ctor_substs) = if let Res::SelfCtor(impl_def_id) = res {
5383             let ty = self.normalize_ty(span, tcx.at(span).type_of(impl_def_id));
5384             match ty.kind {
5385                 ty::Adt(adt_def, substs) if adt_def.has_ctor() => {
5386                     let variant = adt_def.non_enum_variant();
5387                     let ctor_def_id = variant.ctor_def_id.unwrap();
5388                     (
5389                         Res::Def(DefKind::Ctor(CtorOf::Struct, variant.ctor_kind), ctor_def_id),
5390                         Some(substs),
5391                     )
5392                 }
5393                 _ => {
5394                     let mut err = tcx.sess.struct_span_err(
5395                         span,
5396                         "the `Self` constructor can only be used with tuple or unit structs",
5397                     );
5398                     if let Some(adt_def) = ty.ty_adt_def() {
5399                         match adt_def.adt_kind() {
5400                             AdtKind::Enum => {
5401                                 err.help("did you mean to use one of the enum's variants?");
5402                             }
5403                             AdtKind::Struct | AdtKind::Union => {
5404                                 err.span_suggestion(
5405                                     span,
5406                                     "use curly brackets",
5407                                     String::from("Self { /* fields */ }"),
5408                                     Applicability::HasPlaceholders,
5409                                 );
5410                             }
5411                         }
5412                     }
5413                     err.emit();
5414
5415                     return (tcx.types.err, res);
5416                 }
5417             }
5418         } else {
5419             (res, None)
5420         };
5421         let def_id = res.def_id();
5422
5423         // The things we are substituting into the type should not contain
5424         // escaping late-bound regions, and nor should the base type scheme.
5425         let ty = tcx.type_of(def_id);
5426
5427         let arg_count = GenericArgCountResult {
5428             explicit_late_bound: ExplicitLateBound::No,
5429             correct: if infer_args_for_err.is_empty() {
5430                 Ok(())
5431             } else {
5432                 Err(GenericArgCountMismatch::default())
5433             },
5434         };
5435
5436         let substs = self_ctor_substs.unwrap_or_else(|| {
5437             AstConv::create_substs_for_generic_args(
5438                 tcx,
5439                 def_id,
5440                 &[][..],
5441                 has_self,
5442                 self_ty,
5443                 arg_count,
5444                 // Provide the generic args, and whether types should be inferred.
5445                 |def_id| {
5446                     if let Some(&PathSeg(_, index)) =
5447                         path_segs.iter().find(|&PathSeg(did, _)| *did == def_id)
5448                     {
5449                         // If we've encountered an `impl Trait`-related error, we're just
5450                         // going to infer the arguments for better error messages.
5451                         if !infer_args_for_err.contains(&index) {
5452                             // Check whether the user has provided generic arguments.
5453                             if let Some(ref data) = segments[index].args {
5454                                 return (Some(data), segments[index].infer_args);
5455                             }
5456                         }
5457                         return (None, segments[index].infer_args);
5458                     }
5459
5460                     (None, true)
5461                 },
5462                 // Provide substitutions for parameters for which (valid) arguments have been provided.
5463                 |param, arg| match (&param.kind, arg) {
5464                     (GenericParamDefKind::Lifetime, GenericArg::Lifetime(lt)) => {
5465                         AstConv::ast_region_to_region(self, lt, Some(param)).into()
5466                     }
5467                     (GenericParamDefKind::Type { .. }, GenericArg::Type(ty)) => {
5468                         self.to_ty(ty).into()
5469                     }
5470                     (GenericParamDefKind::Const, GenericArg::Const(ct)) => {
5471                         self.to_const(&ct.value).into()
5472                     }
5473                     _ => unreachable!(),
5474                 },
5475                 // Provide substitutions for parameters for which arguments are inferred.
5476                 |substs, param, infer_args| {
5477                     match param.kind {
5478                         GenericParamDefKind::Lifetime => {
5479                             self.re_infer(Some(param), span).unwrap().into()
5480                         }
5481                         GenericParamDefKind::Type { has_default, .. } => {
5482                             if !infer_args && has_default {
5483                                 // If we have a default, then we it doesn't matter that we're not
5484                                 // inferring the type arguments: we provide the default where any
5485                                 // is missing.
5486                                 let default = tcx.type_of(param.def_id);
5487                                 self.normalize_ty(
5488                                     span,
5489                                     default.subst_spanned(tcx, substs.unwrap(), Some(span)),
5490                                 )
5491                                 .into()
5492                             } else {
5493                                 // If no type arguments were provided, we have to infer them.
5494                                 // This case also occurs as a result of some malformed input, e.g.
5495                                 // a lifetime argument being given instead of a type parameter.
5496                                 // Using inference instead of `Error` gives better error messages.
5497                                 self.var_for_def(span, param)
5498                             }
5499                         }
5500                         GenericParamDefKind::Const => {
5501                             // FIXME(const_generics:defaults)
5502                             // No const parameters were provided, we have to infer them.
5503                             self.var_for_def(span, param)
5504                         }
5505                     }
5506                 },
5507             )
5508         });
5509         assert!(!substs.has_escaping_bound_vars());
5510         assert!(!ty.has_escaping_bound_vars());
5511
5512         // First, store the "user substs" for later.
5513         self.write_user_type_annotation_from_substs(hir_id, def_id, substs, user_self_ty);
5514
5515         self.add_required_obligations(span, def_id, &substs);
5516
5517         // Substitute the values for the type parameters into the type of
5518         // the referenced item.
5519         let ty_substituted = self.instantiate_type_scheme(span, &substs, &ty);
5520
5521         if let Some(UserSelfTy { impl_def_id, self_ty }) = user_self_ty {
5522             // In the case of `Foo<T>::method` and `<Foo<T>>::method`, if `method`
5523             // is inherent, there is no `Self` parameter; instead, the impl needs
5524             // type parameters, which we can infer by unifying the provided `Self`
5525             // with the substituted impl type.
5526             // This also occurs for an enum variant on a type alias.
5527             let ty = tcx.type_of(impl_def_id);
5528
5529             let impl_ty = self.instantiate_type_scheme(span, &substs, &ty);
5530             match self.at(&self.misc(span), self.param_env).sup(impl_ty, self_ty) {
5531                 Ok(ok) => self.register_infer_ok_obligations(ok),
5532                 Err(_) => {
5533                     self.tcx.sess.delay_span_bug(
5534                         span,
5535                         &format!(
5536                         "instantiate_value_path: (UFCS) {:?} was a subtype of {:?} but now is not?",
5537                         self_ty,
5538                         impl_ty,
5539                     ),
5540                     );
5541                 }
5542             }
5543         }
5544
5545         self.check_rustc_args_require_const(def_id, hir_id, span);
5546
5547         debug!("instantiate_value_path: type of {:?} is {:?}", hir_id, ty_substituted);
5548         self.write_substs(hir_id, substs);
5549
5550         (ty_substituted, res)
5551     }
5552
5553     /// Add all the obligations that are required, substituting and normalized appropriately.
5554     fn add_required_obligations(&self, span: Span, def_id: DefId, substs: &SubstsRef<'tcx>) {
5555         let (bounds, spans) = self.instantiate_bounds(span, def_id, &substs);
5556
5557         for (i, mut obligation) in traits::predicates_for_generics(
5558             traits::ObligationCause::new(span, self.body_id, traits::ItemObligation(def_id)),
5559             self.param_env,
5560             bounds,
5561         )
5562         .enumerate()
5563         {
5564             // This makes the error point at the bound, but we want to point at the argument
5565             if let Some(span) = spans.get(i) {
5566                 obligation.cause.code = traits::BindingObligation(def_id, *span);
5567             }
5568             self.register_predicate(obligation);
5569         }
5570     }
5571
5572     fn check_rustc_args_require_const(&self, def_id: DefId, hir_id: hir::HirId, span: Span) {
5573         // We're only interested in functions tagged with
5574         // #[rustc_args_required_const], so ignore anything that's not.
5575         if !self.tcx.has_attr(def_id, sym::rustc_args_required_const) {
5576             return;
5577         }
5578
5579         // If our calling expression is indeed the function itself, we're good!
5580         // If not, generate an error that this can only be called directly.
5581         if let Node::Expr(expr) = self.tcx.hir().get(self.tcx.hir().get_parent_node(hir_id)) {
5582             if let ExprKind::Call(ref callee, ..) = expr.kind {
5583                 if callee.hir_id == hir_id {
5584                     return;
5585                 }
5586             }
5587         }
5588
5589         self.tcx.sess.span_err(
5590             span,
5591             "this function can only be invoked directly, not through a function pointer",
5592         );
5593     }
5594
5595     /// Resolves `typ` by a single level if `typ` is a type variable.
5596     /// If no resolution is possible, then an error is reported.
5597     /// Numeric inference variables may be left unresolved.
5598     pub fn structurally_resolved_type(&self, sp: Span, ty: Ty<'tcx>) -> Ty<'tcx> {
5599         let ty = self.resolve_vars_with_obligations(ty);
5600         if !ty.is_ty_var() {
5601             ty
5602         } else {
5603             if !self.is_tainted_by_errors() {
5604                 self.need_type_info_err((**self).body_id, sp, ty, E0282)
5605                     .note("type must be known at this point")
5606                     .emit();
5607             }
5608             self.demand_suptype(sp, self.tcx.types.err, ty);
5609             self.tcx.types.err
5610         }
5611     }
5612
5613     fn with_breakable_ctxt<F: FnOnce() -> R, R>(
5614         &self,
5615         id: hir::HirId,
5616         ctxt: BreakableCtxt<'tcx>,
5617         f: F,
5618     ) -> (BreakableCtxt<'tcx>, R) {
5619         let index;
5620         {
5621             let mut enclosing_breakables = self.enclosing_breakables.borrow_mut();
5622             index = enclosing_breakables.stack.len();
5623             enclosing_breakables.by_id.insert(id, index);
5624             enclosing_breakables.stack.push(ctxt);
5625         }
5626         let result = f();
5627         let ctxt = {
5628             let mut enclosing_breakables = self.enclosing_breakables.borrow_mut();
5629             debug_assert!(enclosing_breakables.stack.len() == index + 1);
5630             enclosing_breakables.by_id.remove(&id).expect("missing breakable context");
5631             enclosing_breakables.stack.pop().expect("missing breakable context")
5632         };
5633         (ctxt, result)
5634     }
5635
5636     /// Instantiate a QueryResponse in a probe context, without a
5637     /// good ObligationCause.
5638     fn probe_instantiate_query_response(
5639         &self,
5640         span: Span,
5641         original_values: &OriginalQueryValues<'tcx>,
5642         query_result: &Canonical<'tcx, QueryResponse<'tcx, Ty<'tcx>>>,
5643     ) -> InferResult<'tcx, Ty<'tcx>> {
5644         self.instantiate_query_response_and_region_obligations(
5645             &traits::ObligationCause::misc(span, self.body_id),
5646             self.param_env,
5647             original_values,
5648             query_result,
5649         )
5650     }
5651
5652     /// Returns `true` if an expression is contained inside the LHS of an assignment expression.
5653     fn expr_in_place(&self, mut expr_id: hir::HirId) -> bool {
5654         let mut contained_in_place = false;
5655
5656         while let hir::Node::Expr(parent_expr) =
5657             self.tcx.hir().get(self.tcx.hir().get_parent_node(expr_id))
5658         {
5659             match &parent_expr.kind {
5660                 hir::ExprKind::Assign(lhs, ..) | hir::ExprKind::AssignOp(_, lhs, ..) => {
5661                     if lhs.hir_id == expr_id {
5662                         contained_in_place = true;
5663                         break;
5664                     }
5665                 }
5666                 _ => (),
5667             }
5668             expr_id = parent_expr.hir_id;
5669         }
5670
5671         contained_in_place
5672     }
5673 }
5674
5675 fn check_type_params_are_used<'tcx>(tcx: TyCtxt<'tcx>, generics: &ty::Generics, ty: Ty<'tcx>) {
5676     debug!("check_type_params_are_used(generics={:?}, ty={:?})", generics, ty);
5677
5678     assert_eq!(generics.parent, None);
5679
5680     if generics.own_counts().types == 0 {
5681         return;
5682     }
5683
5684     let mut params_used = BitSet::new_empty(generics.params.len());
5685
5686     if ty.references_error() {
5687         // If there is already another error, do not emit
5688         // an error for not using a type parameter.
5689         assert!(tcx.sess.has_errors());
5690         return;
5691     }
5692
5693     for leaf in ty.walk() {
5694         if let GenericArgKind::Type(leaf_ty) = leaf.unpack() {
5695             if let ty::Param(param) = leaf_ty.kind {
5696                 debug!("found use of ty param {:?}", param);
5697                 params_used.insert(param.index);
5698             }
5699         }
5700     }
5701
5702     for param in &generics.params {
5703         if !params_used.contains(param.index) {
5704             if let ty::GenericParamDefKind::Type { .. } = param.kind {
5705                 let span = tcx.def_span(param.def_id);
5706                 struct_span_err!(
5707                     tcx.sess,
5708                     span,
5709                     E0091,
5710                     "type parameter `{}` is unused",
5711                     param.name,
5712                 )
5713                 .span_label(span, "unused type parameter")
5714                 .emit();
5715             }
5716         }
5717     }
5718 }
5719
5720 fn fatally_break_rust(sess: &Session) {
5721     let handler = sess.diagnostic();
5722     handler.span_bug_no_panic(
5723         MultiSpan::new(),
5724         "It looks like you're trying to break rust; would you like some ICE?",
5725     );
5726     handler.note_without_error("the compiler expectedly panicked. this is a feature.");
5727     handler.note_without_error(
5728         "we would appreciate a joke overview: \
5729          https://github.com/rust-lang/rust/issues/43162#issuecomment-320764675",
5730     );
5731     handler.note_without_error(&format!(
5732         "rustc {} running on {}",
5733         option_env!("CFG_VERSION").unwrap_or("unknown_version"),
5734         config::host_triple(),
5735     ));
5736 }
5737
5738 fn potentially_plural_count(count: usize, word: &str) -> String {
5739     format!("{} {}{}", count, word, pluralize!(count))
5740 }