]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/AST/ExprConstant.cpp
Merge ^/head r351732 through r352104.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / AST / ExprConstant.cpp
1 //===--- ExprConstant.cpp - Expression Constant Evaluator -----------------===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // This file implements the Expr constant evaluator.
10 //
11 // Constant expression evaluation produces four main results:
12 //
13 //  * A success/failure flag indicating whether constant folding was successful.
14 //    This is the 'bool' return value used by most of the code in this file. A
15 //    'false' return value indicates that constant folding has failed, and any
16 //    appropriate diagnostic has already been produced.
17 //
18 //  * An evaluated result, valid only if constant folding has not failed.
19 //
20 //  * A flag indicating if evaluation encountered (unevaluated) side-effects.
21 //    These arise in cases such as (sideEffect(), 0) and (sideEffect() || 1),
22 //    where it is possible to determine the evaluated result regardless.
23 //
24 //  * A set of notes indicating why the evaluation was not a constant expression
25 //    (under the C++11 / C++1y rules only, at the moment), or, if folding failed
26 //    too, why the expression could not be folded.
27 //
28 // If we are checking for a potential constant expression, failure to constant
29 // fold a potential constant sub-expression will be indicated by a 'false'
30 // return value (the expression could not be folded) and no diagnostic (the
31 // expression is not necessarily non-constant).
32 //
33 //===----------------------------------------------------------------------===//
34
35 #include "clang/AST/APValue.h"
36 #include "clang/AST/ASTContext.h"
37 #include "clang/AST/ASTDiagnostic.h"
38 #include "clang/AST/ASTLambda.h"
39 #include "clang/AST/CharUnits.h"
40 #include "clang/AST/CurrentSourceLocExprScope.h"
41 #include "clang/AST/CXXInheritance.h"
42 #include "clang/AST/Expr.h"
43 #include "clang/AST/OSLog.h"
44 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
45 #include "clang/AST/StmtVisitor.h"
46 #include "clang/AST/TypeLoc.h"
47 #include "clang/Basic/Builtins.h"
48 #include "clang/Basic/FixedPoint.h"
49 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
50 #include "llvm/ADT/Optional.h"
51 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
52 #include "llvm/Support/SaveAndRestore.h"
53 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
54 #include <cstring>
55 #include <functional>
56
57 #define DEBUG_TYPE "exprconstant"
58
59 using namespace clang;
60 using llvm::APInt;
61 using llvm::APSInt;
62 using llvm::APFloat;
63 using llvm::Optional;
64
65 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B);
66
67 namespace {
68   struct LValue;
69   struct CallStackFrame;
70   struct EvalInfo;
71
72   using SourceLocExprScopeGuard =
73       CurrentSourceLocExprScope::SourceLocExprScopeGuard;
74
75   static QualType getType(APValue::LValueBase B) {
76     if (!B) return QualType();
77     if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
78       // FIXME: It's unclear where we're supposed to take the type from, and
79       // this actually matters for arrays of unknown bound. Eg:
80       //
81       // extern int arr[]; void f() { extern int arr[3]; };
82       // constexpr int *p = &arr[1]; // valid?
83       //
84       // For now, we take the array bound from the most recent declaration.
85       for (auto *Redecl = cast<ValueDecl>(D->getMostRecentDecl()); Redecl;
86            Redecl = cast_or_null<ValueDecl>(Redecl->getPreviousDecl())) {
87         QualType T = Redecl->getType();
88         if (!T->isIncompleteArrayType())
89           return T;
90       }
91       return D->getType();
92     }
93
94     if (B.is<TypeInfoLValue>())
95       return B.getTypeInfoType();
96
97     const Expr *Base = B.get<const Expr*>();
98
99     // For a materialized temporary, the type of the temporary we materialized
100     // may not be the type of the expression.
101     if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
102             dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
103       SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
104       SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
105       const Expr *Temp = MTE->GetTemporaryExpr();
106       const Expr *Inner = Temp->skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs,
107                                                                Adjustments);
108       // Keep any cv-qualifiers from the reference if we generated a temporary
109       // for it directly. Otherwise use the type after adjustment.
110       if (!Adjustments.empty())
111         return Inner->getType();
112     }
113
114     return Base->getType();
115   }
116
117   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
118   /// field declaration.
119   static const FieldDecl *getAsField(APValue::LValuePathEntry E) {
120     return dyn_cast_or_null<FieldDecl>(E.getAsBaseOrMember().getPointer());
121   }
122   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
123   /// base class declaration.
124   static const CXXRecordDecl *getAsBaseClass(APValue::LValuePathEntry E) {
125     return dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(E.getAsBaseOrMember().getPointer());
126   }
127   /// Determine whether this LValue path entry for a base class names a virtual
128   /// base class.
129   static bool isVirtualBaseClass(APValue::LValuePathEntry E) {
130     return E.getAsBaseOrMember().getInt();
131   }
132
133   /// Given a CallExpr, try to get the alloc_size attribute. May return null.
134   static const AllocSizeAttr *getAllocSizeAttr(const CallExpr *CE) {
135     const FunctionDecl *Callee = CE->getDirectCallee();
136     return Callee ? Callee->getAttr<AllocSizeAttr>() : nullptr;
137   }
138
139   /// Attempts to unwrap a CallExpr (with an alloc_size attribute) from an Expr.
140   /// This will look through a single cast.
141   ///
142   /// Returns null if we couldn't unwrap a function with alloc_size.
143   static const CallExpr *tryUnwrapAllocSizeCall(const Expr *E) {
144     if (!E->getType()->isPointerType())
145       return nullptr;
146
147     E = E->IgnoreParens();
148     // If we're doing a variable assignment from e.g. malloc(N), there will
149     // probably be a cast of some kind. In exotic cases, we might also see a
150     // top-level ExprWithCleanups. Ignore them either way.
151     if (const auto *FE = dyn_cast<FullExpr>(E))
152       E = FE->getSubExpr()->IgnoreParens();
153
154     if (const auto *Cast = dyn_cast<CastExpr>(E))
155       E = Cast->getSubExpr()->IgnoreParens();
156
157     if (const auto *CE = dyn_cast<CallExpr>(E))
158       return getAllocSizeAttr(CE) ? CE : nullptr;
159     return nullptr;
160   }
161
162   /// Determines whether or not the given Base contains a call to a function
163   /// with the alloc_size attribute.
164   static bool isBaseAnAllocSizeCall(APValue::LValueBase Base) {
165     const auto *E = Base.dyn_cast<const Expr *>();
166     return E && E->getType()->isPointerType() && tryUnwrapAllocSizeCall(E);
167   }
168
169   /// The bound to claim that an array of unknown bound has.
170   /// The value in MostDerivedArraySize is undefined in this case. So, set it
171   /// to an arbitrary value that's likely to loudly break things if it's used.
172   static const uint64_t AssumedSizeForUnsizedArray =
173       std::numeric_limits<uint64_t>::max() / 2;
174
175   /// Determines if an LValue with the given LValueBase will have an unsized
176   /// array in its designator.
177   /// Find the path length and type of the most-derived subobject in the given
178   /// path, and find the size of the containing array, if any.
179   static unsigned
180   findMostDerivedSubobject(ASTContext &Ctx, APValue::LValueBase Base,
181                            ArrayRef<APValue::LValuePathEntry> Path,
182                            uint64_t &ArraySize, QualType &Type, bool &IsArray,
183                            bool &FirstEntryIsUnsizedArray) {
184     // This only accepts LValueBases from APValues, and APValues don't support
185     // arrays that lack size info.
186     assert(!isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
187            "Unsized arrays shouldn't appear here");
188     unsigned MostDerivedLength = 0;
189     Type = getType(Base);
190
191     for (unsigned I = 0, N = Path.size(); I != N; ++I) {
192       if (Type->isArrayType()) {
193         const ArrayType *AT = Ctx.getAsArrayType(Type);
194         Type = AT->getElementType();
195         MostDerivedLength = I + 1;
196         IsArray = true;
197
198         if (auto *CAT = dyn_cast<ConstantArrayType>(AT)) {
199           ArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
200         } else {
201           assert(I == 0 && "unexpected unsized array designator");
202           FirstEntryIsUnsizedArray = true;
203           ArraySize = AssumedSizeForUnsizedArray;
204         }
205       } else if (Type->isAnyComplexType()) {
206         const ComplexType *CT = Type->castAs<ComplexType>();
207         Type = CT->getElementType();
208         ArraySize = 2;
209         MostDerivedLength = I + 1;
210         IsArray = true;
211       } else if (const FieldDecl *FD = getAsField(Path[I])) {
212         Type = FD->getType();
213         ArraySize = 0;
214         MostDerivedLength = I + 1;
215         IsArray = false;
216       } else {
217         // Path[I] describes a base class.
218         ArraySize = 0;
219         IsArray = false;
220       }
221     }
222     return MostDerivedLength;
223   }
224
225   // The order of this enum is important for diagnostics.
226   enum CheckSubobjectKind {
227     CSK_Base, CSK_Derived, CSK_Field, CSK_ArrayToPointer, CSK_ArrayIndex,
228     CSK_Real, CSK_Imag
229   };
230
231   /// A path from a glvalue to a subobject of that glvalue.
232   struct SubobjectDesignator {
233     /// True if the subobject was named in a manner not supported by C++11. Such
234     /// lvalues can still be folded, but they are not core constant expressions
235     /// and we cannot perform lvalue-to-rvalue conversions on them.
236     unsigned Invalid : 1;
237
238     /// Is this a pointer one past the end of an object?
239     unsigned IsOnePastTheEnd : 1;
240
241     /// Indicator of whether the first entry is an unsized array.
242     unsigned FirstEntryIsAnUnsizedArray : 1;
243
244     /// Indicator of whether the most-derived object is an array element.
245     unsigned MostDerivedIsArrayElement : 1;
246
247     /// The length of the path to the most-derived object of which this is a
248     /// subobject.
249     unsigned MostDerivedPathLength : 28;
250
251     /// The size of the array of which the most-derived object is an element.
252     /// This will always be 0 if the most-derived object is not an array
253     /// element. 0 is not an indicator of whether or not the most-derived object
254     /// is an array, however, because 0-length arrays are allowed.
255     ///
256     /// If the current array is an unsized array, the value of this is
257     /// undefined.
258     uint64_t MostDerivedArraySize;
259
260     /// The type of the most derived object referred to by this address.
261     QualType MostDerivedType;
262
263     typedef APValue::LValuePathEntry PathEntry;
264
265     /// The entries on the path from the glvalue to the designated subobject.
266     SmallVector<PathEntry, 8> Entries;
267
268     SubobjectDesignator() : Invalid(true) {}
269
270     explicit SubobjectDesignator(QualType T)
271         : Invalid(false), IsOnePastTheEnd(false),
272           FirstEntryIsAnUnsizedArray(false), MostDerivedIsArrayElement(false),
273           MostDerivedPathLength(0), MostDerivedArraySize(0),
274           MostDerivedType(T) {}
275
276     SubobjectDesignator(ASTContext &Ctx, const APValue &V)
277         : Invalid(!V.isLValue() || !V.hasLValuePath()), IsOnePastTheEnd(false),
278           FirstEntryIsAnUnsizedArray(false), MostDerivedIsArrayElement(false),
279           MostDerivedPathLength(0), MostDerivedArraySize(0) {
280       assert(V.isLValue() && "Non-LValue used to make an LValue designator?");
281       if (!Invalid) {
282         IsOnePastTheEnd = V.isLValueOnePastTheEnd();
283         ArrayRef<PathEntry> VEntries = V.getLValuePath();
284         Entries.insert(Entries.end(), VEntries.begin(), VEntries.end());
285         if (V.getLValueBase()) {
286           bool IsArray = false;
287           bool FirstIsUnsizedArray = false;
288           MostDerivedPathLength = findMostDerivedSubobject(
289               Ctx, V.getLValueBase(), V.getLValuePath(), MostDerivedArraySize,
290               MostDerivedType, IsArray, FirstIsUnsizedArray);
291           MostDerivedIsArrayElement = IsArray;
292           FirstEntryIsAnUnsizedArray = FirstIsUnsizedArray;
293         }
294       }
295     }
296
297     void truncate(ASTContext &Ctx, APValue::LValueBase Base,
298                   unsigned NewLength) {
299       if (Invalid)
300         return;
301
302       assert(Base && "cannot truncate path for null pointer");
303       assert(NewLength <= Entries.size() && "not a truncation");
304
305       if (NewLength == Entries.size())
306         return;
307       Entries.resize(NewLength);
308
309       bool IsArray = false;
310       bool FirstIsUnsizedArray = false;
311       MostDerivedPathLength = findMostDerivedSubobject(
312           Ctx, Base, Entries, MostDerivedArraySize, MostDerivedType, IsArray,
313           FirstIsUnsizedArray);
314       MostDerivedIsArrayElement = IsArray;
315       FirstEntryIsAnUnsizedArray = FirstIsUnsizedArray;
316     }
317
318     void setInvalid() {
319       Invalid = true;
320       Entries.clear();
321     }
322
323     /// Determine whether the most derived subobject is an array without a
324     /// known bound.
325     bool isMostDerivedAnUnsizedArray() const {
326       assert(!Invalid && "Calling this makes no sense on invalid designators");
327       return Entries.size() == 1 && FirstEntryIsAnUnsizedArray;
328     }
329
330     /// Determine what the most derived array's size is. Results in an assertion
331     /// failure if the most derived array lacks a size.
332     uint64_t getMostDerivedArraySize() const {
333       assert(!isMostDerivedAnUnsizedArray() && "Unsized array has no size");
334       return MostDerivedArraySize;
335     }
336
337     /// Determine whether this is a one-past-the-end pointer.
338     bool isOnePastTheEnd() const {
339       assert(!Invalid);
340       if (IsOnePastTheEnd)
341         return true;
342       if (!isMostDerivedAnUnsizedArray() && MostDerivedIsArrayElement &&
343           Entries[MostDerivedPathLength - 1].getAsArrayIndex() ==
344               MostDerivedArraySize)
345         return true;
346       return false;
347     }
348
349     /// Get the range of valid index adjustments in the form
350     ///   {maximum value that can be subtracted from this pointer,
351     ///    maximum value that can be added to this pointer}
352     std::pair<uint64_t, uint64_t> validIndexAdjustments() {
353       if (Invalid || isMostDerivedAnUnsizedArray())
354         return {0, 0};
355
356       // [expr.add]p4: For the purposes of these operators, a pointer to a
357       // nonarray object behaves the same as a pointer to the first element of
358       // an array of length one with the type of the object as its element type.
359       bool IsArray = MostDerivedPathLength == Entries.size() &&
360                      MostDerivedIsArrayElement;
361       uint64_t ArrayIndex = IsArray ? Entries.back().getAsArrayIndex()
362                                     : (uint64_t)IsOnePastTheEnd;
363       uint64_t ArraySize =
364           IsArray ? getMostDerivedArraySize() : (uint64_t)1;
365       return {ArrayIndex, ArraySize - ArrayIndex};
366     }
367
368     /// Check that this refers to a valid subobject.
369     bool isValidSubobject() const {
370       if (Invalid)
371         return false;
372       return !isOnePastTheEnd();
373     }
374     /// Check that this refers to a valid subobject, and if not, produce a
375     /// relevant diagnostic and set the designator as invalid.
376     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK);
377
378     /// Get the type of the designated object.
379     QualType getType(ASTContext &Ctx) const {
380       assert(!Invalid && "invalid designator has no subobject type");
381       return MostDerivedPathLength == Entries.size()
382                  ? MostDerivedType
383                  : Ctx.getRecordType(getAsBaseClass(Entries.back()));
384     }
385
386     /// Update this designator to refer to the first element within this array.
387     void addArrayUnchecked(const ConstantArrayType *CAT) {
388       Entries.push_back(PathEntry::ArrayIndex(0));
389
390       // This is a most-derived object.
391       MostDerivedType = CAT->getElementType();
392       MostDerivedIsArrayElement = true;
393       MostDerivedArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
394       MostDerivedPathLength = Entries.size();
395     }
396     /// Update this designator to refer to the first element within the array of
397     /// elements of type T. This is an array of unknown size.
398     void addUnsizedArrayUnchecked(QualType ElemTy) {
399       Entries.push_back(PathEntry::ArrayIndex(0));
400
401       MostDerivedType = ElemTy;
402       MostDerivedIsArrayElement = true;
403       // The value in MostDerivedArraySize is undefined in this case. So, set it
404       // to an arbitrary value that's likely to loudly break things if it's
405       // used.
406       MostDerivedArraySize = AssumedSizeForUnsizedArray;
407       MostDerivedPathLength = Entries.size();
408     }
409     /// Update this designator to refer to the given base or member of this
410     /// object.
411     void addDeclUnchecked(const Decl *D, bool Virtual = false) {
412       Entries.push_back(APValue::BaseOrMemberType(D, Virtual));
413
414       // If this isn't a base class, it's a new most-derived object.
415       if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(D)) {
416         MostDerivedType = FD->getType();
417         MostDerivedIsArrayElement = false;
418         MostDerivedArraySize = 0;
419         MostDerivedPathLength = Entries.size();
420       }
421     }
422     /// Update this designator to refer to the given complex component.
423     void addComplexUnchecked(QualType EltTy, bool Imag) {
424       Entries.push_back(PathEntry::ArrayIndex(Imag));
425
426       // This is technically a most-derived object, though in practice this
427       // is unlikely to matter.
428       MostDerivedType = EltTy;
429       MostDerivedIsArrayElement = true;
430       MostDerivedArraySize = 2;
431       MostDerivedPathLength = Entries.size();
432     }
433     void diagnoseUnsizedArrayPointerArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E);
434     void diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
435                                    const APSInt &N);
436     /// Add N to the address of this subobject.
437     void adjustIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E, APSInt N) {
438       if (Invalid || !N) return;
439       uint64_t TruncatedN = N.extOrTrunc(64).getZExtValue();
440       if (isMostDerivedAnUnsizedArray()) {
441         diagnoseUnsizedArrayPointerArithmetic(Info, E);
442         // Can't verify -- trust that the user is doing the right thing (or if
443         // not, trust that the caller will catch the bad behavior).
444         // FIXME: Should we reject if this overflows, at least?
445         Entries.back() = PathEntry::ArrayIndex(
446             Entries.back().getAsArrayIndex() + TruncatedN);
447         return;
448       }
449
450       // [expr.add]p4: For the purposes of these operators, a pointer to a
451       // nonarray object behaves the same as a pointer to the first element of
452       // an array of length one with the type of the object as its element type.
453       bool IsArray = MostDerivedPathLength == Entries.size() &&
454                      MostDerivedIsArrayElement;
455       uint64_t ArrayIndex = IsArray ? Entries.back().getAsArrayIndex()
456                                     : (uint64_t)IsOnePastTheEnd;
457       uint64_t ArraySize =
458           IsArray ? getMostDerivedArraySize() : (uint64_t)1;
459
460       if (N < -(int64_t)ArrayIndex || N > ArraySize - ArrayIndex) {
461         // Calculate the actual index in a wide enough type, so we can include
462         // it in the note.
463         N = N.extend(std::max<unsigned>(N.getBitWidth() + 1, 65));
464         (llvm::APInt&)N += ArrayIndex;
465         assert(N.ugt(ArraySize) && "bounds check failed for in-bounds index");
466         diagnosePointerArithmetic(Info, E, N);
467         setInvalid();
468         return;
469       }
470
471       ArrayIndex += TruncatedN;
472       assert(ArrayIndex <= ArraySize &&
473              "bounds check succeeded for out-of-bounds index");
474
475       if (IsArray)
476         Entries.back() = PathEntry::ArrayIndex(ArrayIndex);
477       else
478         IsOnePastTheEnd = (ArrayIndex != 0);
479     }
480   };
481
482   /// A stack frame in the constexpr call stack.
483   struct CallStackFrame {
484     EvalInfo &Info;
485
486     /// Parent - The caller of this stack frame.
487     CallStackFrame *Caller;
488
489     /// Callee - The function which was called.
490     const FunctionDecl *Callee;
491
492     /// This - The binding for the this pointer in this call, if any.
493     const LValue *This;
494
495     /// Arguments - Parameter bindings for this function call, indexed by
496     /// parameters' function scope indices.
497     APValue *Arguments;
498
499     /// Source location information about the default argument or default
500     /// initializer expression we're evaluating, if any.
501     CurrentSourceLocExprScope CurSourceLocExprScope;
502
503     // Note that we intentionally use std::map here so that references to
504     // values are stable.
505     typedef std::pair<const void *, unsigned> MapKeyTy;
506     typedef std::map<MapKeyTy, APValue> MapTy;
507     /// Temporaries - Temporary lvalues materialized within this stack frame.
508     MapTy Temporaries;
509
510     /// CallLoc - The location of the call expression for this call.
511     SourceLocation CallLoc;
512
513     /// Index - The call index of this call.
514     unsigned Index;
515
516     /// The stack of integers for tracking version numbers for temporaries.
517     SmallVector<unsigned, 2> TempVersionStack = {1};
518     unsigned CurTempVersion = TempVersionStack.back();
519
520     unsigned getTempVersion() const { return TempVersionStack.back(); }
521
522     void pushTempVersion() {
523       TempVersionStack.push_back(++CurTempVersion);
524     }
525
526     void popTempVersion() {
527       TempVersionStack.pop_back();
528     }
529
530     // FIXME: Adding this to every 'CallStackFrame' may have a nontrivial impact
531     // on the overall stack usage of deeply-recursing constexpr evaluations.
532     // (We should cache this map rather than recomputing it repeatedly.)
533     // But let's try this and see how it goes; we can look into caching the map
534     // as a later change.
535
536     /// LambdaCaptureFields - Mapping from captured variables/this to
537     /// corresponding data members in the closure class.
538     llvm::DenseMap<const VarDecl *, FieldDecl *> LambdaCaptureFields;
539     FieldDecl *LambdaThisCaptureField;
540
541     CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
542                    const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
543                    APValue *Arguments);
544     ~CallStackFrame();
545
546     // Return the temporary for Key whose version number is Version.
547     APValue *getTemporary(const void *Key, unsigned Version) {
548       MapKeyTy KV(Key, Version);
549       auto LB = Temporaries.lower_bound(KV);
550       if (LB != Temporaries.end() && LB->first == KV)
551         return &LB->second;
552       // Pair (Key,Version) wasn't found in the map. Check that no elements
553       // in the map have 'Key' as their key.
554       assert((LB == Temporaries.end() || LB->first.first != Key) &&
555              (LB == Temporaries.begin() || std::prev(LB)->first.first != Key) &&
556              "Element with key 'Key' found in map");
557       return nullptr;
558     }
559
560     // Return the current temporary for Key in the map.
561     APValue *getCurrentTemporary(const void *Key) {
562       auto UB = Temporaries.upper_bound(MapKeyTy(Key, UINT_MAX));
563       if (UB != Temporaries.begin() && std::prev(UB)->first.first == Key)
564         return &std::prev(UB)->second;
565       return nullptr;
566     }
567
568     // Return the version number of the current temporary for Key.
569     unsigned getCurrentTemporaryVersion(const void *Key) const {
570       auto UB = Temporaries.upper_bound(MapKeyTy(Key, UINT_MAX));
571       if (UB != Temporaries.begin() && std::prev(UB)->first.first == Key)
572         return std::prev(UB)->first.second;
573       return 0;
574     }
575
576     APValue &createTemporary(const void *Key, bool IsLifetimeExtended);
577   };
578
579   /// Temporarily override 'this'.
580   class ThisOverrideRAII {
581   public:
582     ThisOverrideRAII(CallStackFrame &Frame, const LValue *NewThis, bool Enable)
583         : Frame(Frame), OldThis(Frame.This) {
584       if (Enable)
585         Frame.This = NewThis;
586     }
587     ~ThisOverrideRAII() {
588       Frame.This = OldThis;
589     }
590   private:
591     CallStackFrame &Frame;
592     const LValue *OldThis;
593   };
594
595   /// A partial diagnostic which we might know in advance that we are not going
596   /// to emit.
597   class OptionalDiagnostic {
598     PartialDiagnostic *Diag;
599
600   public:
601     explicit OptionalDiagnostic(PartialDiagnostic *Diag = nullptr)
602       : Diag(Diag) {}
603
604     template<typename T>
605     OptionalDiagnostic &operator<<(const T &v) {
606       if (Diag)
607         *Diag << v;
608       return *this;
609     }
610
611     OptionalDiagnostic &operator<<(const APSInt &I) {
612       if (Diag) {
613         SmallVector<char, 32> Buffer;
614         I.toString(Buffer);
615         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
616       }
617       return *this;
618     }
619
620     OptionalDiagnostic &operator<<(const APFloat &F) {
621       if (Diag) {
622         // FIXME: Force the precision of the source value down so we don't
623         // print digits which are usually useless (we don't really care here if
624         // we truncate a digit by accident in edge cases).  Ideally,
625         // APFloat::toString would automatically print the shortest
626         // representation which rounds to the correct value, but it's a bit
627         // tricky to implement.
628         unsigned precision =
629             llvm::APFloat::semanticsPrecision(F.getSemantics());
630         precision = (precision * 59 + 195) / 196;
631         SmallVector<char, 32> Buffer;
632         F.toString(Buffer, precision);
633         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
634       }
635       return *this;
636     }
637
638     OptionalDiagnostic &operator<<(const APFixedPoint &FX) {
639       if (Diag) {
640         SmallVector<char, 32> Buffer;
641         FX.toString(Buffer);
642         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
643       }
644       return *this;
645     }
646   };
647
648   /// A cleanup, and a flag indicating whether it is lifetime-extended.
649   class Cleanup {
650     llvm::PointerIntPair<APValue*, 1, bool> Value;
651
652   public:
653     Cleanup(APValue *Val, bool IsLifetimeExtended)
654         : Value(Val, IsLifetimeExtended) {}
655
656     bool isLifetimeExtended() const { return Value.getInt(); }
657     void endLifetime() {
658       *Value.getPointer() = APValue();
659     }
660   };
661
662   /// A reference to an object whose construction we are currently evaluating.
663   struct ObjectUnderConstruction {
664     APValue::LValueBase Base;
665     ArrayRef<APValue::LValuePathEntry> Path;
666     friend bool operator==(const ObjectUnderConstruction &LHS,
667                            const ObjectUnderConstruction &RHS) {
668       return LHS.Base == RHS.Base && LHS.Path == RHS.Path;
669     }
670     friend llvm::hash_code hash_value(const ObjectUnderConstruction &Obj) {
671       return llvm::hash_combine(Obj.Base, Obj.Path);
672     }
673   };
674   enum class ConstructionPhase { None, Bases, AfterBases };
675 }
676
677 namespace llvm {
678 template<> struct DenseMapInfo<ObjectUnderConstruction> {
679   using Base = DenseMapInfo<APValue::LValueBase>;
680   static ObjectUnderConstruction getEmptyKey() {
681     return {Base::getEmptyKey(), {}}; }
682   static ObjectUnderConstruction getTombstoneKey() {
683     return {Base::getTombstoneKey(), {}};
684   }
685   static unsigned getHashValue(const ObjectUnderConstruction &Object) {
686     return hash_value(Object);
687   }
688   static bool isEqual(const ObjectUnderConstruction &LHS,
689                       const ObjectUnderConstruction &RHS) {
690     return LHS == RHS;
691   }
692 };
693 }
694
695 namespace {
696   /// EvalInfo - This is a private struct used by the evaluator to capture
697   /// information about a subexpression as it is folded.  It retains information
698   /// about the AST context, but also maintains information about the folded
699   /// expression.
700   ///
701   /// If an expression could be evaluated, it is still possible it is not a C
702   /// "integer constant expression" or constant expression.  If not, this struct
703   /// captures information about how and why not.
704   ///
705   /// One bit of information passed *into* the request for constant folding
706   /// indicates whether the subexpression is "evaluated" or not according to C
707   /// rules.  For example, the RHS of (0 && foo()) is not evaluated.  We can
708   /// evaluate the expression regardless of what the RHS is, but C only allows
709   /// certain things in certain situations.
710   struct EvalInfo {
711     ASTContext &Ctx;
712
713     /// EvalStatus - Contains information about the evaluation.
714     Expr::EvalStatus &EvalStatus;
715
716     /// CurrentCall - The top of the constexpr call stack.
717     CallStackFrame *CurrentCall;
718
719     /// CallStackDepth - The number of calls in the call stack right now.
720     unsigned CallStackDepth;
721
722     /// NextCallIndex - The next call index to assign.
723     unsigned NextCallIndex;
724
725     /// StepsLeft - The remaining number of evaluation steps we're permitted
726     /// to perform. This is essentially a limit for the number of statements
727     /// we will evaluate.
728     unsigned StepsLeft;
729
730     /// BottomFrame - The frame in which evaluation started. This must be
731     /// initialized after CurrentCall and CallStackDepth.
732     CallStackFrame BottomFrame;
733
734     /// A stack of values whose lifetimes end at the end of some surrounding
735     /// evaluation frame.
736     llvm::SmallVector<Cleanup, 16> CleanupStack;
737
738     /// EvaluatingDecl - This is the declaration whose initializer is being
739     /// evaluated, if any.
740     APValue::LValueBase EvaluatingDecl;
741
742     /// EvaluatingDeclValue - This is the value being constructed for the
743     /// declaration whose initializer is being evaluated, if any.
744     APValue *EvaluatingDeclValue;
745
746     /// Set of objects that are currently being constructed.
747     llvm::DenseMap<ObjectUnderConstruction, ConstructionPhase>
748         ObjectsUnderConstruction;
749
750     struct EvaluatingConstructorRAII {
751       EvalInfo &EI;
752       ObjectUnderConstruction Object;
753       bool DidInsert;
754       EvaluatingConstructorRAII(EvalInfo &EI, ObjectUnderConstruction Object,
755                                 bool HasBases)
756           : EI(EI), Object(Object) {
757         DidInsert =
758             EI.ObjectsUnderConstruction
759                 .insert({Object, HasBases ? ConstructionPhase::Bases
760                                           : ConstructionPhase::AfterBases})
761                 .second;
762       }
763       void finishedConstructingBases() {
764         EI.ObjectsUnderConstruction[Object] = ConstructionPhase::AfterBases;
765       }
766       ~EvaluatingConstructorRAII() {
767         if (DidInsert) EI.ObjectsUnderConstruction.erase(Object);
768       }
769     };
770
771     ConstructionPhase
772     isEvaluatingConstructor(APValue::LValueBase Base,
773                             ArrayRef<APValue::LValuePathEntry> Path) {
774       return ObjectsUnderConstruction.lookup({Base, Path});
775     }
776
777     /// If we're currently speculatively evaluating, the outermost call stack
778     /// depth at which we can mutate state, otherwise 0.
779     unsigned SpeculativeEvaluationDepth = 0;
780
781     /// The current array initialization index, if we're performing array
782     /// initialization.
783     uint64_t ArrayInitIndex = -1;
784
785     /// HasActiveDiagnostic - Was the previous diagnostic stored? If so, further
786     /// notes attached to it will also be stored, otherwise they will not be.
787     bool HasActiveDiagnostic;
788
789     /// Have we emitted a diagnostic explaining why we couldn't constant
790     /// fold (not just why it's not strictly a constant expression)?
791     bool HasFoldFailureDiagnostic;
792
793     /// Whether or not we're in a context where the front end requires a
794     /// constant value.
795     bool InConstantContext;
796
797     enum EvaluationMode {
798       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
799       /// is not a constant expression.
800       EM_ConstantExpression,
801
802       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
803       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
804       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
805       /// a constant expression.
806       EM_PotentialConstantExpression,
807
808       /// Fold the expression to a constant. Stop if we hit a side-effect that
809       /// we can't model.
810       EM_ConstantFold,
811
812       /// Evaluate the expression looking for integer overflow and similar
813       /// issues. Don't worry about side-effects, and try to visit all
814       /// subexpressions.
815       EM_EvaluateForOverflow,
816
817       /// Evaluate in any way we know how. Don't worry about side-effects that
818       /// can't be modeled.
819       EM_IgnoreSideEffects,
820
821       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
822       /// is not a constant expression. Some expressions can be retried in the
823       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
824       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
825       /// gets a chance to look at it.
826       EM_ConstantExpressionUnevaluated,
827
828       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
829       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
830       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
831       /// a constant expression. Some expressions can be retried in the
832       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
833       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
834       /// gets a chance to look at it.
835       EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated,
836     } EvalMode;
837
838     /// Are we checking whether the expression is a potential constant
839     /// expression?
840     bool checkingPotentialConstantExpression() const {
841       return EvalMode == EM_PotentialConstantExpression ||
842              EvalMode == EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated;
843     }
844
845     /// Are we checking an expression for overflow?
846     // FIXME: We should check for any kind of undefined or suspicious behavior
847     // in such constructs, not just overflow.
848     bool checkingForOverflow() { return EvalMode == EM_EvaluateForOverflow; }
849
850     EvalInfo(const ASTContext &C, Expr::EvalStatus &S, EvaluationMode Mode)
851       : Ctx(const_cast<ASTContext &>(C)), EvalStatus(S), CurrentCall(nullptr),
852         CallStackDepth(0), NextCallIndex(1),
853         StepsLeft(getLangOpts().ConstexprStepLimit),
854         BottomFrame(*this, SourceLocation(), nullptr, nullptr, nullptr),
855         EvaluatingDecl((const ValueDecl *)nullptr),
856         EvaluatingDeclValue(nullptr), HasActiveDiagnostic(false),
857         HasFoldFailureDiagnostic(false),
858         InConstantContext(false), EvalMode(Mode) {}
859
860     void setEvaluatingDecl(APValue::LValueBase Base, APValue &Value) {
861       EvaluatingDecl = Base;
862       EvaluatingDeclValue = &Value;
863     }
864
865     const LangOptions &getLangOpts() const { return Ctx.getLangOpts(); }
866
867     bool CheckCallLimit(SourceLocation Loc) {
868       // Don't perform any constexpr calls (other than the call we're checking)
869       // when checking a potential constant expression.
870       if (checkingPotentialConstantExpression() && CallStackDepth > 1)
871         return false;
872       if (NextCallIndex == 0) {
873         // NextCallIndex has wrapped around.
874         FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_call_limit_exceeded);
875         return false;
876       }
877       if (CallStackDepth <= getLangOpts().ConstexprCallDepth)
878         return true;
879       FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_depth_limit_exceeded)
880         << getLangOpts().ConstexprCallDepth;
881       return false;
882     }
883
884     std::pair<CallStackFrame *, unsigned>
885     getCallFrameAndDepth(unsigned CallIndex) {
886       assert(CallIndex && "no call index in getCallFrameAndDepth");
887       // We will eventually hit BottomFrame, which has Index 1, so Frame can't
888       // be null in this loop.
889       unsigned Depth = CallStackDepth;
890       CallStackFrame *Frame = CurrentCall;
891       while (Frame->Index > CallIndex) {
892         Frame = Frame->Caller;
893         --Depth;
894       }
895       if (Frame->Index == CallIndex)
896         return {Frame, Depth};
897       return {nullptr, 0};
898     }
899
900     bool nextStep(const Stmt *S) {
901       if (!StepsLeft) {
902         FFDiag(S->getBeginLoc(), diag::note_constexpr_step_limit_exceeded);
903         return false;
904       }
905       --StepsLeft;
906       return true;
907     }
908
909   private:
910     /// Add a diagnostic to the diagnostics list.
911     PartialDiagnostic &addDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
912       PartialDiagnostic PD(DiagId, Ctx.getDiagAllocator());
913       EvalStatus.Diag->push_back(std::make_pair(Loc, PD));
914       return EvalStatus.Diag->back().second;
915     }
916
917     /// Add notes containing a call stack to the current point of evaluation.
918     void addCallStack(unsigned Limit);
919
920   private:
921     OptionalDiagnostic Diag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId,
922                             unsigned ExtraNotes, bool IsCCEDiag) {
923
924       if (EvalStatus.Diag) {
925         // If we have a prior diagnostic, it will be noting that the expression
926         // isn't a constant expression. This diagnostic is more important,
927         // unless we require this evaluation to produce a constant expression.
928         //
929         // FIXME: We might want to show both diagnostics to the user in
930         // EM_ConstantFold mode.
931         if (!EvalStatus.Diag->empty()) {
932           switch (EvalMode) {
933           case EM_ConstantFold:
934           case EM_IgnoreSideEffects:
935           case EM_EvaluateForOverflow:
936             if (!HasFoldFailureDiagnostic)
937               break;
938             // We've already failed to fold something. Keep that diagnostic.
939             LLVM_FALLTHROUGH;
940           case EM_ConstantExpression:
941           case EM_PotentialConstantExpression:
942           case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
943           case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
944             HasActiveDiagnostic = false;
945             return OptionalDiagnostic();
946           }
947         }
948
949         unsigned CallStackNotes = CallStackDepth - 1;
950         unsigned Limit = Ctx.getDiagnostics().getConstexprBacktraceLimit();
951         if (Limit)
952           CallStackNotes = std::min(CallStackNotes, Limit + 1);
953         if (checkingPotentialConstantExpression())
954           CallStackNotes = 0;
955
956         HasActiveDiagnostic = true;
957         HasFoldFailureDiagnostic = !IsCCEDiag;
958         EvalStatus.Diag->clear();
959         EvalStatus.Diag->reserve(1 + ExtraNotes + CallStackNotes);
960         addDiag(Loc, DiagId);
961         if (!checkingPotentialConstantExpression())
962           addCallStack(Limit);
963         return OptionalDiagnostic(&(*EvalStatus.Diag)[0].second);
964       }
965       HasActiveDiagnostic = false;
966       return OptionalDiagnostic();
967     }
968   public:
969     // Diagnose that the evaluation could not be folded (FF => FoldFailure)
970     OptionalDiagnostic
971     FFDiag(SourceLocation Loc,
972           diag::kind DiagId = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
973           unsigned ExtraNotes = 0) {
974       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, false);
975     }
976
977     OptionalDiagnostic FFDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
978                               = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
979                             unsigned ExtraNotes = 0) {
980       if (EvalStatus.Diag)
981         return Diag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes, /*IsCCEDiag*/false);
982       HasActiveDiagnostic = false;
983       return OptionalDiagnostic();
984     }
985
986     /// Diagnose that the evaluation does not produce a C++11 core constant
987     /// expression.
988     ///
989     /// FIXME: Stop evaluating if we're in EM_ConstantExpression or
990     /// EM_PotentialConstantExpression mode and we produce one of these.
991     OptionalDiagnostic CCEDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId
992                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
993                                unsigned ExtraNotes = 0) {
994       // Don't override a previous diagnostic. Don't bother collecting
995       // diagnostics if we're evaluating for overflow.
996       if (!EvalStatus.Diag || !EvalStatus.Diag->empty()) {
997         HasActiveDiagnostic = false;
998         return OptionalDiagnostic();
999       }
1000       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, true);
1001     }
1002     OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
1003                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
1004                                unsigned ExtraNotes = 0) {
1005       return CCEDiag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes);
1006     }
1007     /// Add a note to a prior diagnostic.
1008     OptionalDiagnostic Note(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
1009       if (!HasActiveDiagnostic)
1010         return OptionalDiagnostic();
1011       return OptionalDiagnostic(&addDiag(Loc, DiagId));
1012     }
1013
1014     /// Add a stack of notes to a prior diagnostic.
1015     void addNotes(ArrayRef<PartialDiagnosticAt> Diags) {
1016       if (HasActiveDiagnostic) {
1017         EvalStatus.Diag->insert(EvalStatus.Diag->end(),
1018                                 Diags.begin(), Diags.end());
1019       }
1020     }
1021
1022     /// Should we continue evaluation after encountering a side-effect that we
1023     /// couldn't model?
1024     bool keepEvaluatingAfterSideEffect() {
1025       switch (EvalMode) {
1026       case EM_PotentialConstantExpression:
1027       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
1028       case EM_EvaluateForOverflow:
1029       case EM_IgnoreSideEffects:
1030         return true;
1031
1032       case EM_ConstantExpression:
1033       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
1034       case EM_ConstantFold:
1035         return false;
1036       }
1037       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
1038     }
1039
1040     /// Note that we have had a side-effect, and determine whether we should
1041     /// keep evaluating.
1042     bool noteSideEffect() {
1043       EvalStatus.HasSideEffects = true;
1044       return keepEvaluatingAfterSideEffect();
1045     }
1046
1047     /// Should we continue evaluation after encountering undefined behavior?
1048     bool keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior() {
1049       switch (EvalMode) {
1050       case EM_EvaluateForOverflow:
1051       case EM_IgnoreSideEffects:
1052       case EM_ConstantFold:
1053         return true;
1054
1055       case EM_PotentialConstantExpression:
1056       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
1057       case EM_ConstantExpression:
1058       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
1059         return false;
1060       }
1061       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
1062     }
1063
1064     /// Note that we hit something that was technically undefined behavior, but
1065     /// that we can evaluate past it (such as signed overflow or floating-point
1066     /// division by zero.)
1067     bool noteUndefinedBehavior() {
1068       EvalStatus.HasUndefinedBehavior = true;
1069       return keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior();
1070     }
1071
1072     /// Should we continue evaluation as much as possible after encountering a
1073     /// construct which can't be reduced to a value?
1074     bool keepEvaluatingAfterFailure() {
1075       if (!StepsLeft)
1076         return false;
1077
1078       switch (EvalMode) {
1079       case EM_PotentialConstantExpression:
1080       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
1081       case EM_EvaluateForOverflow:
1082         return true;
1083
1084       case EM_ConstantExpression:
1085       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
1086       case EM_ConstantFold:
1087       case EM_IgnoreSideEffects:
1088         return false;
1089       }
1090       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
1091     }
1092
1093     /// Notes that we failed to evaluate an expression that other expressions
1094     /// directly depend on, and determine if we should keep evaluating. This
1095     /// should only be called if we actually intend to keep evaluating.
1096     ///
1097     /// Call noteSideEffect() instead if we may be able to ignore the value that
1098     /// we failed to evaluate, e.g. if we failed to evaluate Foo() in:
1099     ///
1100     /// (Foo(), 1)      // use noteSideEffect
1101     /// (Foo() || true) // use noteSideEffect
1102     /// Foo() + 1       // use noteFailure
1103     LLVM_NODISCARD bool noteFailure() {
1104       // Failure when evaluating some expression often means there is some
1105       // subexpression whose evaluation was skipped. Therefore, (because we
1106       // don't track whether we skipped an expression when unwinding after an
1107       // evaluation failure) every evaluation failure that bubbles up from a
1108       // subexpression implies that a side-effect has potentially happened. We
1109       // skip setting the HasSideEffects flag to true until we decide to
1110       // continue evaluating after that point, which happens here.
1111       bool KeepGoing = keepEvaluatingAfterFailure();
1112       EvalStatus.HasSideEffects |= KeepGoing;
1113       return KeepGoing;
1114     }
1115
1116     class ArrayInitLoopIndex {
1117       EvalInfo &Info;
1118       uint64_t OuterIndex;
1119
1120     public:
1121       ArrayInitLoopIndex(EvalInfo &Info)
1122           : Info(Info), OuterIndex(Info.ArrayInitIndex) {
1123         Info.ArrayInitIndex = 0;
1124       }
1125       ~ArrayInitLoopIndex() { Info.ArrayInitIndex = OuterIndex; }
1126
1127       operator uint64_t&() { return Info.ArrayInitIndex; }
1128     };
1129   };
1130
1131   /// Object used to treat all foldable expressions as constant expressions.
1132   struct FoldConstant {
1133     EvalInfo &Info;
1134     bool Enabled;
1135     bool HadNoPriorDiags;
1136     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
1137
1138     explicit FoldConstant(EvalInfo &Info, bool Enabled)
1139       : Info(Info),
1140         Enabled(Enabled),
1141         HadNoPriorDiags(Info.EvalStatus.Diag &&
1142                         Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
1143                         !Info.EvalStatus.HasSideEffects),
1144         OldMode(Info.EvalMode) {
1145       if (Enabled &&
1146           (Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpression ||
1147            Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated))
1148         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_ConstantFold;
1149     }
1150     void keepDiagnostics() { Enabled = false; }
1151     ~FoldConstant() {
1152       if (Enabled && HadNoPriorDiags && !Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
1153           !Info.EvalStatus.HasSideEffects)
1154         Info.EvalStatus.Diag->clear();
1155       Info.EvalMode = OldMode;
1156     }
1157   };
1158
1159   /// RAII object used to set the current evaluation mode to ignore
1160   /// side-effects.
1161   struct IgnoreSideEffectsRAII {
1162     EvalInfo &Info;
1163     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
1164     explicit IgnoreSideEffectsRAII(EvalInfo &Info)
1165         : Info(Info), OldMode(Info.EvalMode) {
1166       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
1167         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects;
1168     }
1169
1170     ~IgnoreSideEffectsRAII() { Info.EvalMode = OldMode; }
1171   };
1172
1173   /// RAII object used to optionally suppress diagnostics and side-effects from
1174   /// a speculative evaluation.
1175   class SpeculativeEvaluationRAII {
1176     EvalInfo *Info = nullptr;
1177     Expr::EvalStatus OldStatus;
1178     unsigned OldSpeculativeEvaluationDepth;
1179
1180     void moveFromAndCancel(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1181       Info = Other.Info;
1182       OldStatus = Other.OldStatus;
1183       OldSpeculativeEvaluationDepth = Other.OldSpeculativeEvaluationDepth;
1184       Other.Info = nullptr;
1185     }
1186
1187     void maybeRestoreState() {
1188       if (!Info)
1189         return;
1190
1191       Info->EvalStatus = OldStatus;
1192       Info->SpeculativeEvaluationDepth = OldSpeculativeEvaluationDepth;
1193     }
1194
1195   public:
1196     SpeculativeEvaluationRAII() = default;
1197
1198     SpeculativeEvaluationRAII(
1199         EvalInfo &Info, SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *NewDiag = nullptr)
1200         : Info(&Info), OldStatus(Info.EvalStatus),
1201           OldSpeculativeEvaluationDepth(Info.SpeculativeEvaluationDepth) {
1202       Info.EvalStatus.Diag = NewDiag;
1203       Info.SpeculativeEvaluationDepth = Info.CallStackDepth + 1;
1204     }
1205
1206     SpeculativeEvaluationRAII(const SpeculativeEvaluationRAII &Other) = delete;
1207     SpeculativeEvaluationRAII(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1208       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1209     }
1210
1211     SpeculativeEvaluationRAII &operator=(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1212       maybeRestoreState();
1213       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1214       return *this;
1215     }
1216
1217     ~SpeculativeEvaluationRAII() { maybeRestoreState(); }
1218   };
1219
1220   /// RAII object wrapping a full-expression or block scope, and handling
1221   /// the ending of the lifetime of temporaries created within it.
1222   template<bool IsFullExpression>
1223   class ScopeRAII {
1224     EvalInfo &Info;
1225     unsigned OldStackSize;
1226   public:
1227     ScopeRAII(EvalInfo &Info)
1228         : Info(Info), OldStackSize(Info.CleanupStack.size()) {
1229       // Push a new temporary version. This is needed to distinguish between
1230       // temporaries created in different iterations of a loop.
1231       Info.CurrentCall->pushTempVersion();
1232     }
1233     ~ScopeRAII() {
1234       // Body moved to a static method to encourage the compiler to inline away
1235       // instances of this class.
1236       cleanup(Info, OldStackSize);
1237       Info.CurrentCall->popTempVersion();
1238     }
1239   private:
1240     static void cleanup(EvalInfo &Info, unsigned OldStackSize) {
1241       unsigned NewEnd = OldStackSize;
1242       for (unsigned I = OldStackSize, N = Info.CleanupStack.size();
1243            I != N; ++I) {
1244         if (IsFullExpression && Info.CleanupStack[I].isLifetimeExtended()) {
1245           // Full-expression cleanup of a lifetime-extended temporary: nothing
1246           // to do, just move this cleanup to the right place in the stack.
1247           std::swap(Info.CleanupStack[I], Info.CleanupStack[NewEnd]);
1248           ++NewEnd;
1249         } else {
1250           // End the lifetime of the object.
1251           Info.CleanupStack[I].endLifetime();
1252         }
1253       }
1254       Info.CleanupStack.erase(Info.CleanupStack.begin() + NewEnd,
1255                               Info.CleanupStack.end());
1256     }
1257   };
1258   typedef ScopeRAII<false> BlockScopeRAII;
1259   typedef ScopeRAII<true> FullExpressionRAII;
1260 }
1261
1262 bool SubobjectDesignator::checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1263                                          CheckSubobjectKind CSK) {
1264   if (Invalid)
1265     return false;
1266   if (isOnePastTheEnd()) {
1267     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_past_end_subobject)
1268       << CSK;
1269     setInvalid();
1270     return false;
1271   }
1272   // Note, we do not diagnose if isMostDerivedAnUnsizedArray(), because there
1273   // must actually be at least one array element; even a VLA cannot have a
1274   // bound of zero. And if our index is nonzero, we already had a CCEDiag.
1275   return true;
1276 }
1277
1278 void SubobjectDesignator::diagnoseUnsizedArrayPointerArithmetic(EvalInfo &Info,
1279                                                                 const Expr *E) {
1280   Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_unsized_array_indexed);
1281   // Do not set the designator as invalid: we can represent this situation,
1282   // and correct handling of __builtin_object_size requires us to do so.
1283 }
1284
1285 void SubobjectDesignator::diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info,
1286                                                     const Expr *E,
1287                                                     const APSInt &N) {
1288   // If we're complaining, we must be able to statically determine the size of
1289   // the most derived array.
1290   if (MostDerivedPathLength == Entries.size() && MostDerivedIsArrayElement)
1291     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1292       << N << /*array*/ 0
1293       << static_cast<unsigned>(getMostDerivedArraySize());
1294   else
1295     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1296       << N << /*non-array*/ 1;
1297   setInvalid();
1298 }
1299
1300 CallStackFrame::CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
1301                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
1302                                APValue *Arguments)
1303     : Info(Info), Caller(Info.CurrentCall), Callee(Callee), This(This),
1304       Arguments(Arguments), CallLoc(CallLoc), Index(Info.NextCallIndex++) {
1305   Info.CurrentCall = this;
1306   ++Info.CallStackDepth;
1307 }
1308
1309 CallStackFrame::~CallStackFrame() {
1310   assert(Info.CurrentCall == this && "calls retired out of order");
1311   --Info.CallStackDepth;
1312   Info.CurrentCall = Caller;
1313 }
1314
1315 APValue &CallStackFrame::createTemporary(const void *Key,
1316                                          bool IsLifetimeExtended) {
1317   unsigned Version = Info.CurrentCall->getTempVersion();
1318   APValue &Result = Temporaries[MapKeyTy(Key, Version)];
1319   assert(Result.isAbsent() && "temporary created multiple times");
1320   Info.CleanupStack.push_back(Cleanup(&Result, IsLifetimeExtended));
1321   return Result;
1322 }
1323
1324 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out);
1325
1326 void EvalInfo::addCallStack(unsigned Limit) {
1327   // Determine which calls to skip, if any.
1328   unsigned ActiveCalls = CallStackDepth - 1;
1329   unsigned SkipStart = ActiveCalls, SkipEnd = SkipStart;
1330   if (Limit && Limit < ActiveCalls) {
1331     SkipStart = Limit / 2 + Limit % 2;
1332     SkipEnd = ActiveCalls - Limit / 2;
1333   }
1334
1335   // Walk the call stack and add the diagnostics.
1336   unsigned CallIdx = 0;
1337   for (CallStackFrame *Frame = CurrentCall; Frame != &BottomFrame;
1338        Frame = Frame->Caller, ++CallIdx) {
1339     // Skip this call?
1340     if (CallIdx >= SkipStart && CallIdx < SkipEnd) {
1341       if (CallIdx == SkipStart) {
1342         // Note that we're skipping calls.
1343         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_calls_suppressed)
1344           << unsigned(ActiveCalls - Limit);
1345       }
1346       continue;
1347     }
1348
1349     // Use a different note for an inheriting constructor, because from the
1350     // user's perspective it's not really a function at all.
1351     if (auto *CD = dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee)) {
1352       if (CD->isInheritingConstructor()) {
1353         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_inherited_ctor_call_here)
1354           << CD->getParent();
1355         continue;
1356       }
1357     }
1358
1359     SmallVector<char, 128> Buffer;
1360     llvm::raw_svector_ostream Out(Buffer);
1361     describeCall(Frame, Out);
1362     addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_call_here) << Out.str();
1363   }
1364 }
1365
1366 /// Kinds of access we can perform on an object, for diagnostics. Note that
1367 /// we consider a member function call to be a kind of access, even though
1368 /// it is not formally an access of the object, because it has (largely) the
1369 /// same set of semantic restrictions.
1370 enum AccessKinds {
1371   AK_Read,
1372   AK_Assign,
1373   AK_Increment,
1374   AK_Decrement,
1375   AK_MemberCall,
1376   AK_DynamicCast,
1377   AK_TypeId,
1378 };
1379
1380 static bool isModification(AccessKinds AK) {
1381   switch (AK) {
1382   case AK_Read:
1383   case AK_MemberCall:
1384   case AK_DynamicCast:
1385   case AK_TypeId:
1386     return false;
1387   case AK_Assign:
1388   case AK_Increment:
1389   case AK_Decrement:
1390     return true;
1391   }
1392   llvm_unreachable("unknown access kind");
1393 }
1394
1395 /// Is this an access per the C++ definition?
1396 static bool isFormalAccess(AccessKinds AK) {
1397   return AK == AK_Read || isModification(AK);
1398 }
1399
1400 namespace {
1401   struct ComplexValue {
1402   private:
1403     bool IsInt;
1404
1405   public:
1406     APSInt IntReal, IntImag;
1407     APFloat FloatReal, FloatImag;
1408
1409     ComplexValue() : FloatReal(APFloat::Bogus()), FloatImag(APFloat::Bogus()) {}
1410
1411     void makeComplexFloat() { IsInt = false; }
1412     bool isComplexFloat() const { return !IsInt; }
1413     APFloat &getComplexFloatReal() { return FloatReal; }
1414     APFloat &getComplexFloatImag() { return FloatImag; }
1415
1416     void makeComplexInt() { IsInt = true; }
1417     bool isComplexInt() const { return IsInt; }
1418     APSInt &getComplexIntReal() { return IntReal; }
1419     APSInt &getComplexIntImag() { return IntImag; }
1420
1421     void moveInto(APValue &v) const {
1422       if (isComplexFloat())
1423         v = APValue(FloatReal, FloatImag);
1424       else
1425         v = APValue(IntReal, IntImag);
1426     }
1427     void setFrom(const APValue &v) {
1428       assert(v.isComplexFloat() || v.isComplexInt());
1429       if (v.isComplexFloat()) {
1430         makeComplexFloat();
1431         FloatReal = v.getComplexFloatReal();
1432         FloatImag = v.getComplexFloatImag();
1433       } else {
1434         makeComplexInt();
1435         IntReal = v.getComplexIntReal();
1436         IntImag = v.getComplexIntImag();
1437       }
1438     }
1439   };
1440
1441   struct LValue {
1442     APValue::LValueBase Base;
1443     CharUnits Offset;
1444     SubobjectDesignator Designator;
1445     bool IsNullPtr : 1;
1446     bool InvalidBase : 1;
1447
1448     const APValue::LValueBase getLValueBase() const { return Base; }
1449     CharUnits &getLValueOffset() { return Offset; }
1450     const CharUnits &getLValueOffset() const { return Offset; }
1451     SubobjectDesignator &getLValueDesignator() { return Designator; }
1452     const SubobjectDesignator &getLValueDesignator() const { return Designator;}
1453     bool isNullPointer() const { return IsNullPtr;}
1454
1455     unsigned getLValueCallIndex() const { return Base.getCallIndex(); }
1456     unsigned getLValueVersion() const { return Base.getVersion(); }
1457
1458     void moveInto(APValue &V) const {
1459       if (Designator.Invalid)
1460         V = APValue(Base, Offset, APValue::NoLValuePath(), IsNullPtr);
1461       else {
1462         assert(!InvalidBase && "APValues can't handle invalid LValue bases");
1463         V = APValue(Base, Offset, Designator.Entries,
1464                     Designator.IsOnePastTheEnd, IsNullPtr);
1465       }
1466     }
1467     void setFrom(ASTContext &Ctx, const APValue &V) {
1468       assert(V.isLValue() && "Setting LValue from a non-LValue?");
1469       Base = V.getLValueBase();
1470       Offset = V.getLValueOffset();
1471       InvalidBase = false;
1472       Designator = SubobjectDesignator(Ctx, V);
1473       IsNullPtr = V.isNullPointer();
1474     }
1475
1476     void set(APValue::LValueBase B, bool BInvalid = false) {
1477 #ifndef NDEBUG
1478       // We only allow a few types of invalid bases. Enforce that here.
1479       if (BInvalid) {
1480         const auto *E = B.get<const Expr *>();
1481         assert((isa<MemberExpr>(E) || tryUnwrapAllocSizeCall(E)) &&
1482                "Unexpected type of invalid base");
1483       }
1484 #endif
1485
1486       Base = B;
1487       Offset = CharUnits::fromQuantity(0);
1488       InvalidBase = BInvalid;
1489       Designator = SubobjectDesignator(getType(B));
1490       IsNullPtr = false;
1491     }
1492
1493     void setNull(QualType PointerTy, uint64_t TargetVal) {
1494       Base = (Expr *)nullptr;
1495       Offset = CharUnits::fromQuantity(TargetVal);
1496       InvalidBase = false;
1497       Designator = SubobjectDesignator(PointerTy->getPointeeType());
1498       IsNullPtr = true;
1499     }
1500
1501     void setInvalid(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0) {
1502       set(B, true);
1503     }
1504
1505   private:
1506     // Check that this LValue is not based on a null pointer. If it is, produce
1507     // a diagnostic and mark the designator as invalid.
1508     template <typename GenDiagType>
1509     bool checkNullPointerDiagnosingWith(const GenDiagType &GenDiag) {
1510       if (Designator.Invalid)
1511         return false;
1512       if (IsNullPtr) {
1513         GenDiag();
1514         Designator.setInvalid();
1515         return false;
1516       }
1517       return true;
1518     }
1519
1520   public:
1521     bool checkNullPointer(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1522                           CheckSubobjectKind CSK) {
1523       return checkNullPointerDiagnosingWith([&Info, E, CSK] {
1524         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_null_subobject) << CSK;
1525       });
1526     }
1527
1528     bool checkNullPointerForFoldAccess(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1529                                        AccessKinds AK) {
1530       return checkNullPointerDiagnosingWith([&Info, E, AK] {
1531         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_null) << AK;
1532       });
1533     }
1534
1535     // Check this LValue refers to an object. If not, set the designator to be
1536     // invalid and emit a diagnostic.
1537     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK) {
1538       return (CSK == CSK_ArrayToPointer || checkNullPointer(Info, E, CSK)) &&
1539              Designator.checkSubobject(Info, E, CSK);
1540     }
1541
1542     void addDecl(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1543                  const Decl *D, bool Virtual = false) {
1544       if (checkSubobject(Info, E, isa<FieldDecl>(D) ? CSK_Field : CSK_Base))
1545         Designator.addDeclUnchecked(D, Virtual);
1546     }
1547     void addUnsizedArray(EvalInfo &Info, const Expr *E, QualType ElemTy) {
1548       if (!Designator.Entries.empty()) {
1549         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_unsupported_unsized_array);
1550         Designator.setInvalid();
1551         return;
1552       }
1553       if (checkSubobject(Info, E, CSK_ArrayToPointer)) {
1554         assert(getType(Base)->isPointerType() || getType(Base)->isArrayType());
1555         Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray = true;
1556         Designator.addUnsizedArrayUnchecked(ElemTy);
1557       }
1558     }
1559     void addArray(EvalInfo &Info, const Expr *E, const ConstantArrayType *CAT) {
1560       if (checkSubobject(Info, E, CSK_ArrayToPointer))
1561         Designator.addArrayUnchecked(CAT);
1562     }
1563     void addComplex(EvalInfo &Info, const Expr *E, QualType EltTy, bool Imag) {
1564       if (checkSubobject(Info, E, Imag ? CSK_Imag : CSK_Real))
1565         Designator.addComplexUnchecked(EltTy, Imag);
1566     }
1567     void clearIsNullPointer() {
1568       IsNullPtr = false;
1569     }
1570     void adjustOffsetAndIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1571                               const APSInt &Index, CharUnits ElementSize) {
1572       // An index of 0 has no effect. (In C, adding 0 to a null pointer is UB,
1573       // but we're not required to diagnose it and it's valid in C++.)
1574       if (!Index)
1575         return;
1576
1577       // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
1578       // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
1579       // offsets.
1580       uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
1581       uint64_t ElemSize64 = ElementSize.getQuantity();
1582       uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
1583       Offset = CharUnits::fromQuantity(Offset64 + ElemSize64 * Index64);
1584
1585       if (checkNullPointer(Info, E, CSK_ArrayIndex))
1586         Designator.adjustIndex(Info, E, Index);
1587       clearIsNullPointer();
1588     }
1589     void adjustOffset(CharUnits N) {
1590       Offset += N;
1591       if (N.getQuantity())
1592         clearIsNullPointer();
1593     }
1594   };
1595
1596   struct MemberPtr {
1597     MemberPtr() {}
1598     explicit MemberPtr(const ValueDecl *Decl) :
1599       DeclAndIsDerivedMember(Decl, false), Path() {}
1600
1601     /// The member or (direct or indirect) field referred to by this member
1602     /// pointer, or 0 if this is a null member pointer.
1603     const ValueDecl *getDecl() const {
1604       return DeclAndIsDerivedMember.getPointer();
1605     }
1606     /// Is this actually a member of some type derived from the relevant class?
1607     bool isDerivedMember() const {
1608       return DeclAndIsDerivedMember.getInt();
1609     }
1610     /// Get the class which the declaration actually lives in.
1611     const CXXRecordDecl *getContainingRecord() const {
1612       return cast<CXXRecordDecl>(
1613           DeclAndIsDerivedMember.getPointer()->getDeclContext());
1614     }
1615
1616     void moveInto(APValue &V) const {
1617       V = APValue(getDecl(), isDerivedMember(), Path);
1618     }
1619     void setFrom(const APValue &V) {
1620       assert(V.isMemberPointer());
1621       DeclAndIsDerivedMember.setPointer(V.getMemberPointerDecl());
1622       DeclAndIsDerivedMember.setInt(V.isMemberPointerToDerivedMember());
1623       Path.clear();
1624       ArrayRef<const CXXRecordDecl*> P = V.getMemberPointerPath();
1625       Path.insert(Path.end(), P.begin(), P.end());
1626     }
1627
1628     /// DeclAndIsDerivedMember - The member declaration, and a flag indicating
1629     /// whether the member is a member of some class derived from the class type
1630     /// of the member pointer.
1631     llvm::PointerIntPair<const ValueDecl*, 1, bool> DeclAndIsDerivedMember;
1632     /// Path - The path of base/derived classes from the member declaration's
1633     /// class (exclusive) to the class type of the member pointer (inclusive).
1634     SmallVector<const CXXRecordDecl*, 4> Path;
1635
1636     /// Perform a cast towards the class of the Decl (either up or down the
1637     /// hierarchy).
1638     bool castBack(const CXXRecordDecl *Class) {
1639       assert(!Path.empty());
1640       const CXXRecordDecl *Expected;
1641       if (Path.size() >= 2)
1642         Expected = Path[Path.size() - 2];
1643       else
1644         Expected = getContainingRecord();
1645       if (Expected->getCanonicalDecl() != Class->getCanonicalDecl()) {
1646         // C++11 [expr.static.cast]p12: In a conversion from (D::*) to (B::*),
1647         // if B does not contain the original member and is not a base or
1648         // derived class of the class containing the original member, the result
1649         // of the cast is undefined.
1650         // C++11 [conv.mem]p2 does not cover this case for a cast from (B::*) to
1651         // (D::*). We consider that to be a language defect.
1652         return false;
1653       }
1654       Path.pop_back();
1655       return true;
1656     }
1657     /// Perform a base-to-derived member pointer cast.
1658     bool castToDerived(const CXXRecordDecl *Derived) {
1659       if (!getDecl())
1660         return true;
1661       if (!isDerivedMember()) {
1662         Path.push_back(Derived);
1663         return true;
1664       }
1665       if (!castBack(Derived))
1666         return false;
1667       if (Path.empty())
1668         DeclAndIsDerivedMember.setInt(false);
1669       return true;
1670     }
1671     /// Perform a derived-to-base member pointer cast.
1672     bool castToBase(const CXXRecordDecl *Base) {
1673       if (!getDecl())
1674         return true;
1675       if (Path.empty())
1676         DeclAndIsDerivedMember.setInt(true);
1677       if (isDerivedMember()) {
1678         Path.push_back(Base);
1679         return true;
1680       }
1681       return castBack(Base);
1682     }
1683   };
1684
1685   /// Compare two member pointers, which are assumed to be of the same type.
1686   static bool operator==(const MemberPtr &LHS, const MemberPtr &RHS) {
1687     if (!LHS.getDecl() || !RHS.getDecl())
1688       return !LHS.getDecl() && !RHS.getDecl();
1689     if (LHS.getDecl()->getCanonicalDecl() != RHS.getDecl()->getCanonicalDecl())
1690       return false;
1691     return LHS.Path == RHS.Path;
1692   }
1693 }
1694
1695 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E);
1696 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info,
1697                             const LValue &This, const Expr *E,
1698                             bool AllowNonLiteralTypes = false);
1699 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1700                            bool InvalidBaseOK = false);
1701 static bool EvaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1702                             bool InvalidBaseOK = false);
1703 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
1704                                   EvalInfo &Info);
1705 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info);
1706 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info);
1707 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
1708                                     EvalInfo &Info);
1709 static bool EvaluateFloat(const Expr *E, APFloat &Result, EvalInfo &Info);
1710 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Res, EvalInfo &Info);
1711 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
1712                            EvalInfo &Info);
1713 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result);
1714
1715 /// Evaluate an integer or fixed point expression into an APResult.
1716 static bool EvaluateFixedPointOrInteger(const Expr *E, APFixedPoint &Result,
1717                                         EvalInfo &Info);
1718
1719 /// Evaluate only a fixed point expression into an APResult.
1720 static bool EvaluateFixedPoint(const Expr *E, APFixedPoint &Result,
1721                                EvalInfo &Info);
1722
1723 //===----------------------------------------------------------------------===//
1724 // Misc utilities
1725 //===----------------------------------------------------------------------===//
1726
1727 /// A helper function to create a temporary and set an LValue.
1728 template <class KeyTy>
1729 static APValue &createTemporary(const KeyTy *Key, bool IsLifetimeExtended,
1730                                 LValue &LV, CallStackFrame &Frame) {
1731   LV.set({Key, Frame.Info.CurrentCall->Index,
1732           Frame.Info.CurrentCall->getTempVersion()});
1733   return Frame.createTemporary(Key, IsLifetimeExtended);
1734 }
1735
1736 /// Negate an APSInt in place, converting it to a signed form if necessary, and
1737 /// preserving its value (by extending by up to one bit as needed).
1738 static void negateAsSigned(APSInt &Int) {
1739   if (Int.isUnsigned() || Int.isMinSignedValue()) {
1740     Int = Int.extend(Int.getBitWidth() + 1);
1741     Int.setIsSigned(true);
1742   }
1743   Int = -Int;
1744 }
1745
1746 /// Produce a string describing the given constexpr call.
1747 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out) {
1748   unsigned ArgIndex = 0;
1749   bool IsMemberCall = isa<CXXMethodDecl>(Frame->Callee) &&
1750                       !isa<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee) &&
1751                       cast<CXXMethodDecl>(Frame->Callee)->isInstance();
1752
1753   if (!IsMemberCall)
1754     Out << *Frame->Callee << '(';
1755
1756   if (Frame->This && IsMemberCall) {
1757     APValue Val;
1758     Frame->This->moveInto(Val);
1759     Val.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx,
1760                     Frame->This->Designator.MostDerivedType);
1761     // FIXME: Add parens around Val if needed.
1762     Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1763     IsMemberCall = false;
1764   }
1765
1766   for (FunctionDecl::param_const_iterator I = Frame->Callee->param_begin(),
1767        E = Frame->Callee->param_end(); I != E; ++I, ++ArgIndex) {
1768     if (ArgIndex > (unsigned)IsMemberCall)
1769       Out << ", ";
1770
1771     const ParmVarDecl *Param = *I;
1772     const APValue &Arg = Frame->Arguments[ArgIndex];
1773     Arg.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx, Param->getType());
1774
1775     if (ArgIndex == 0 && IsMemberCall)
1776       Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1777   }
1778
1779   Out << ')';
1780 }
1781
1782 /// Evaluate an expression to see if it had side-effects, and discard its
1783 /// result.
1784 /// \return \c true if the caller should keep evaluating.
1785 static bool EvaluateIgnoredValue(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
1786   APValue Scratch;
1787   if (!Evaluate(Scratch, Info, E))
1788     // We don't need the value, but we might have skipped a side effect here.
1789     return Info.noteSideEffect();
1790   return true;
1791 }
1792
1793 /// Should this call expression be treated as a string literal?
1794 static bool IsStringLiteralCall(const CallExpr *E) {
1795   unsigned Builtin = E->getBuiltinCallee();
1796   return (Builtin == Builtin::BI__builtin___CFStringMakeConstantString ||
1797           Builtin == Builtin::BI__builtin___NSStringMakeConstantString);
1798 }
1799
1800 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B) {
1801   // C++11 [expr.const]p3 An address constant expression is a prvalue core
1802   // constant expression of pointer type that evaluates to...
1803
1804   // ... a null pointer value, or a prvalue core constant expression of type
1805   // std::nullptr_t.
1806   if (!B) return true;
1807
1808   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1809     // ... the address of an object with static storage duration,
1810     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
1811       return VD->hasGlobalStorage();
1812     // ... the address of a function,
1813     return isa<FunctionDecl>(D);
1814   }
1815
1816   if (B.is<TypeInfoLValue>())
1817     return true;
1818
1819   const Expr *E = B.get<const Expr*>();
1820   switch (E->getStmtClass()) {
1821   default:
1822     return false;
1823   case Expr::CompoundLiteralExprClass: {
1824     const CompoundLiteralExpr *CLE = cast<CompoundLiteralExpr>(E);
1825     return CLE->isFileScope() && CLE->isLValue();
1826   }
1827   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
1828     // A materialized temporary might have been lifetime-extended to static
1829     // storage duration.
1830     return cast<MaterializeTemporaryExpr>(E)->getStorageDuration() == SD_Static;
1831   // A string literal has static storage duration.
1832   case Expr::StringLiteralClass:
1833   case Expr::PredefinedExprClass:
1834   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
1835   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
1836   case Expr::CXXUuidofExprClass:
1837     return true;
1838   case Expr::ObjCBoxedExprClass:
1839     return cast<ObjCBoxedExpr>(E)->isExpressibleAsConstantInitializer();
1840   case Expr::CallExprClass:
1841     return IsStringLiteralCall(cast<CallExpr>(E));
1842   // For GCC compatibility, &&label has static storage duration.
1843   case Expr::AddrLabelExprClass:
1844     return true;
1845   // A Block literal expression may be used as the initialization value for
1846   // Block variables at global or local static scope.
1847   case Expr::BlockExprClass:
1848     return !cast<BlockExpr>(E)->getBlockDecl()->hasCaptures();
1849   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
1850     // FIXME:
1851     // We can never form an lvalue with an implicit value initialization as its
1852     // base through expression evaluation, so these only appear in one case: the
1853     // implicit variable declaration we invent when checking whether a constexpr
1854     // constructor can produce a constant expression. We must assume that such
1855     // an expression might be a global lvalue.
1856     return true;
1857   }
1858 }
1859
1860 static const ValueDecl *GetLValueBaseDecl(const LValue &LVal) {
1861   return LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1862 }
1863
1864 static bool IsLiteralLValue(const LValue &Value) {
1865   if (Value.getLValueCallIndex())
1866     return false;
1867   const Expr *E = Value.Base.dyn_cast<const Expr*>();
1868   return E && !isa<MaterializeTemporaryExpr>(E);
1869 }
1870
1871 static bool IsWeakLValue(const LValue &Value) {
1872   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1873   return Decl && Decl->isWeak();
1874 }
1875
1876 static bool isZeroSized(const LValue &Value) {
1877   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1878   if (Decl && isa<VarDecl>(Decl)) {
1879     QualType Ty = Decl->getType();
1880     if (Ty->isArrayType())
1881       return Ty->isIncompleteType() ||
1882              Decl->getASTContext().getTypeSize(Ty) == 0;
1883   }
1884   return false;
1885 }
1886
1887 static bool HasSameBase(const LValue &A, const LValue &B) {
1888   if (!A.getLValueBase())
1889     return !B.getLValueBase();
1890   if (!B.getLValueBase())
1891     return false;
1892
1893   if (A.getLValueBase().getOpaqueValue() !=
1894       B.getLValueBase().getOpaqueValue()) {
1895     const Decl *ADecl = GetLValueBaseDecl(A);
1896     if (!ADecl)
1897       return false;
1898     const Decl *BDecl = GetLValueBaseDecl(B);
1899     if (!BDecl || ADecl->getCanonicalDecl() != BDecl->getCanonicalDecl())
1900       return false;
1901   }
1902
1903   return IsGlobalLValue(A.getLValueBase()) ||
1904          (A.getLValueCallIndex() == B.getLValueCallIndex() &&
1905           A.getLValueVersion() == B.getLValueVersion());
1906 }
1907
1908 static void NoteLValueLocation(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base) {
1909   assert(Base && "no location for a null lvalue");
1910   const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1911   if (VD)
1912     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
1913   else if (const Expr *E = Base.dyn_cast<const Expr*>())
1914     Info.Note(E->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
1915   // We have no information to show for a typeid(T) object.
1916 }
1917
1918 /// Check that this reference or pointer core constant expression is a valid
1919 /// value for an address or reference constant expression. Return true if we
1920 /// can fold this expression, whether or not it's a constant expression.
1921 static bool CheckLValueConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
1922                                           QualType Type, const LValue &LVal,
1923                                           Expr::ConstExprUsage Usage) {
1924   bool IsReferenceType = Type->isReferenceType();
1925
1926   APValue::LValueBase Base = LVal.getLValueBase();
1927   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.getLValueDesignator();
1928
1929   // Check that the object is a global. Note that the fake 'this' object we
1930   // manufacture when checking potential constant expressions is conservatively
1931   // assumed to be global here.
1932   if (!IsGlobalLValue(Base)) {
1933     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
1934       const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1935       Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_non_global, 1)
1936         << IsReferenceType << !Designator.Entries.empty()
1937         << !!VD << VD;
1938       NoteLValueLocation(Info, Base);
1939     } else {
1940       Info.FFDiag(Loc);
1941     }
1942     // Don't allow references to temporaries to escape.
1943     return false;
1944   }
1945   assert((Info.checkingPotentialConstantExpression() ||
1946           LVal.getLValueCallIndex() == 0) &&
1947          "have call index for global lvalue");
1948
1949   if (const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1950     if (const VarDecl *Var = dyn_cast<const VarDecl>(VD)) {
1951       // Check if this is a thread-local variable.
1952       if (Var->getTLSKind())
1953         return false;
1954
1955       // A dllimport variable never acts like a constant.
1956       if (Usage == Expr::EvaluateForCodeGen && Var->hasAttr<DLLImportAttr>())
1957         return false;
1958     }
1959     if (const auto *FD = dyn_cast<const FunctionDecl>(VD)) {
1960       // __declspec(dllimport) must be handled very carefully:
1961       // We must never initialize an expression with the thunk in C++.
1962       // Doing otherwise would allow the same id-expression to yield
1963       // different addresses for the same function in different translation
1964       // units.  However, this means that we must dynamically initialize the
1965       // expression with the contents of the import address table at runtime.
1966       //
1967       // The C language has no notion of ODR; furthermore, it has no notion of
1968       // dynamic initialization.  This means that we are permitted to
1969       // perform initialization with the address of the thunk.
1970       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus && Usage == Expr::EvaluateForCodeGen &&
1971           FD->hasAttr<DLLImportAttr>())
1972         return false;
1973     }
1974   }
1975
1976   // Allow address constant expressions to be past-the-end pointers. This is
1977   // an extension: the standard requires them to point to an object.
1978   if (!IsReferenceType)
1979     return true;
1980
1981   // A reference constant expression must refer to an object.
1982   if (!Base) {
1983     // FIXME: diagnostic
1984     Info.CCEDiag(Loc);
1985     return true;
1986   }
1987
1988   // Does this refer one past the end of some object?
1989   if (!Designator.Invalid && Designator.isOnePastTheEnd()) {
1990     const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1991     Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_past_end, 1)
1992       << !Designator.Entries.empty() << !!VD << VD;
1993     NoteLValueLocation(Info, Base);
1994   }
1995
1996   return true;
1997 }
1998
1999 /// Member pointers are constant expressions unless they point to a
2000 /// non-virtual dllimport member function.
2001 static bool CheckMemberPointerConstantExpression(EvalInfo &Info,
2002                                                  SourceLocation Loc,
2003                                                  QualType Type,
2004                                                  const APValue &Value,
2005                                                  Expr::ConstExprUsage Usage) {
2006   const ValueDecl *Member = Value.getMemberPointerDecl();
2007   const auto *FD = dyn_cast_or_null<CXXMethodDecl>(Member);
2008   if (!FD)
2009     return true;
2010   return Usage == Expr::EvaluateForMangling || FD->isVirtual() ||
2011          !FD->hasAttr<DLLImportAttr>();
2012 }
2013
2014 /// Check that this core constant expression is of literal type, and if not,
2015 /// produce an appropriate diagnostic.
2016 static bool CheckLiteralType(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2017                              const LValue *This = nullptr) {
2018   if (!E->isRValue() || E->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
2019     return true;
2020
2021   // C++1y: A constant initializer for an object o [...] may also invoke
2022   // constexpr constructors for o and its subobjects even if those objects
2023   // are of non-literal class types.
2024   //
2025   // C++11 missed this detail for aggregates, so classes like this:
2026   //   struct foo_t { union { int i; volatile int j; } u; };
2027   // are not (obviously) initializable like so:
2028   //   __attribute__((__require_constant_initialization__))
2029   //   static const foo_t x = {{0}};
2030   // because "i" is a subobject with non-literal initialization (due to the
2031   // volatile member of the union). See:
2032   //   http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#1677
2033   // Therefore, we use the C++1y behavior.
2034   if (This && Info.EvaluatingDecl == This->getLValueBase())
2035     return true;
2036
2037   // Prvalue constant expressions must be of literal types.
2038   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2039     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
2040       << E->getType();
2041   else
2042     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2043   return false;
2044 }
2045
2046 /// Check that this core constant expression value is a valid value for a
2047 /// constant expression. If not, report an appropriate diagnostic. Does not
2048 /// check that the expression is of literal type.
2049 static bool
2050 CheckConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation DiagLoc, QualType Type,
2051                         const APValue &Value,
2052                         Expr::ConstExprUsage Usage = Expr::EvaluateForCodeGen,
2053                         SourceLocation SubobjectLoc = SourceLocation()) {
2054   if (!Value.hasValue()) {
2055     Info.FFDiag(DiagLoc, diag::note_constexpr_uninitialized)
2056       << true << Type;
2057     if (SubobjectLoc.isValid())
2058       Info.Note(SubobjectLoc, diag::note_constexpr_subobject_declared_here);
2059     return false;
2060   }
2061
2062   // We allow _Atomic(T) to be initialized from anything that T can be
2063   // initialized from.
2064   if (const AtomicType *AT = Type->getAs<AtomicType>())
2065     Type = AT->getValueType();
2066
2067   // Core issue 1454: For a literal constant expression of array or class type,
2068   // each subobject of its value shall have been initialized by a constant
2069   // expression.
2070   if (Value.isArray()) {
2071     QualType EltTy = Type->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
2072     for (unsigned I = 0, N = Value.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
2073       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
2074                                    Value.getArrayInitializedElt(I), Usage,
2075                                    SubobjectLoc))
2076         return false;
2077     }
2078     if (!Value.hasArrayFiller())
2079       return true;
2080     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy, Value.getArrayFiller(),
2081                                    Usage, SubobjectLoc);
2082   }
2083   if (Value.isUnion() && Value.getUnionField()) {
2084     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc,
2085                                    Value.getUnionField()->getType(),
2086                                    Value.getUnionValue(), Usage,
2087                                    Value.getUnionField()->getLocation());
2088   }
2089   if (Value.isStruct()) {
2090     RecordDecl *RD = Type->castAs<RecordType>()->getDecl();
2091     if (const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD)) {
2092       unsigned BaseIndex = 0;
2093       for (const CXXBaseSpecifier &BS : CD->bases()) {
2094         if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, BS.getType(),
2095                                      Value.getStructBase(BaseIndex), Usage,
2096                                      BS.getBeginLoc()))
2097           return false;
2098         ++BaseIndex;
2099       }
2100     }
2101     for (const auto *I : RD->fields()) {
2102       if (I->isUnnamedBitfield())
2103         continue;
2104
2105       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
2106                                    Value.getStructField(I->getFieldIndex()),
2107                                    Usage, I->getLocation()))
2108         return false;
2109     }
2110   }
2111
2112   if (Value.isLValue()) {
2113     LValue LVal;
2114     LVal.setFrom(Info.Ctx, Value);
2115     return CheckLValueConstantExpression(Info, DiagLoc, Type, LVal, Usage);
2116   }
2117
2118   if (Value.isMemberPointer())
2119     return CheckMemberPointerConstantExpression(Info, DiagLoc, Type, Value, Usage);
2120
2121   // Everything else is fine.
2122   return true;
2123 }
2124
2125 static bool EvalPointerValueAsBool(const APValue &Value, bool &Result) {
2126   // A null base expression indicates a null pointer.  These are always
2127   // evaluatable, and they are false unless the offset is zero.
2128   if (!Value.getLValueBase()) {
2129     Result = !Value.getLValueOffset().isZero();
2130     return true;
2131   }
2132
2133   // We have a non-null base.  These are generally known to be true, but if it's
2134   // a weak declaration it can be null at runtime.
2135   Result = true;
2136   const ValueDecl *Decl = Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>();
2137   return !Decl || !Decl->isWeak();
2138 }
2139
2140 static bool HandleConversionToBool(const APValue &Val, bool &Result) {
2141   switch (Val.getKind()) {
2142   case APValue::None:
2143   case APValue::Indeterminate:
2144     return false;
2145   case APValue::Int:
2146     Result = Val.getInt().getBoolValue();
2147     return true;
2148   case APValue::FixedPoint:
2149     Result = Val.getFixedPoint().getBoolValue();
2150     return true;
2151   case APValue::Float:
2152     Result = !Val.getFloat().isZero();
2153     return true;
2154   case APValue::ComplexInt:
2155     Result = Val.getComplexIntReal().getBoolValue() ||
2156              Val.getComplexIntImag().getBoolValue();
2157     return true;
2158   case APValue::ComplexFloat:
2159     Result = !Val.getComplexFloatReal().isZero() ||
2160              !Val.getComplexFloatImag().isZero();
2161     return true;
2162   case APValue::LValue:
2163     return EvalPointerValueAsBool(Val, Result);
2164   case APValue::MemberPointer:
2165     Result = Val.getMemberPointerDecl();
2166     return true;
2167   case APValue::Vector:
2168   case APValue::Array:
2169   case APValue::Struct:
2170   case APValue::Union:
2171   case APValue::AddrLabelDiff:
2172     return false;
2173   }
2174
2175   llvm_unreachable("unknown APValue kind");
2176 }
2177
2178 static bool EvaluateAsBooleanCondition(const Expr *E, bool &Result,
2179                                        EvalInfo &Info) {
2180   assert(E->isRValue() && "missing lvalue-to-rvalue conv in bool condition");
2181   APValue Val;
2182   if (!Evaluate(Val, Info, E))
2183     return false;
2184   return HandleConversionToBool(Val, Result);
2185 }
2186
2187 template<typename T>
2188 static bool HandleOverflow(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2189                            const T &SrcValue, QualType DestType) {
2190   Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_overflow)
2191     << SrcValue << DestType;
2192   return Info.noteUndefinedBehavior();
2193 }
2194
2195 static bool HandleFloatToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2196                                  QualType SrcType, const APFloat &Value,
2197                                  QualType DestType, APSInt &Result) {
2198   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
2199   // Determine whether we are converting to unsigned or signed.
2200   bool DestSigned = DestType->isSignedIntegerOrEnumerationType();
2201
2202   Result = APSInt(DestWidth, !DestSigned);
2203   bool ignored;
2204   if (Value.convertToInteger(Result, llvm::APFloat::rmTowardZero, &ignored)
2205       & APFloat::opInvalidOp)
2206     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
2207   return true;
2208 }
2209
2210 static bool HandleFloatToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2211                                    QualType SrcType, QualType DestType,
2212                                    APFloat &Result) {
2213   APFloat Value = Result;
2214   bool ignored;
2215   Result.convert(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType),
2216                  APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
2217   return true;
2218 }
2219
2220 static APSInt HandleIntToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2221                                  QualType DestType, QualType SrcType,
2222                                  const APSInt &Value) {
2223   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
2224   // Figure out if this is a truncate, extend or noop cast.
2225   // If the input is signed, do a sign extend, noop, or truncate.
2226   APSInt Result = Value.extOrTrunc(DestWidth);
2227   Result.setIsUnsigned(DestType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
2228   if (DestType->isBooleanType())
2229     Result = Value.getBoolValue();
2230   return Result;
2231 }
2232
2233 static bool HandleIntToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2234                                  QualType SrcType, const APSInt &Value,
2235                                  QualType DestType, APFloat &Result) {
2236   Result = APFloat(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType), 1);
2237   Result.convertFromAPInt(Value, Value.isSigned(),
2238                           APFloat::rmNearestTiesToEven);
2239   return true;
2240 }
2241
2242 static bool truncateBitfieldValue(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2243                                   APValue &Value, const FieldDecl *FD) {
2244   assert(FD->isBitField() && "truncateBitfieldValue on non-bitfield");
2245
2246   if (!Value.isInt()) {
2247     // Trying to store a pointer-cast-to-integer into a bitfield.
2248     // FIXME: In this case, we should provide the diagnostic for casting
2249     // a pointer to an integer.
2250     assert(Value.isLValue() && "integral value neither int nor lvalue?");
2251     Info.FFDiag(E);
2252     return false;
2253   }
2254
2255   APSInt &Int = Value.getInt();
2256   unsigned OldBitWidth = Int.getBitWidth();
2257   unsigned NewBitWidth = FD->getBitWidthValue(Info.Ctx);
2258   if (NewBitWidth < OldBitWidth)
2259     Int = Int.trunc(NewBitWidth).extend(OldBitWidth);
2260   return true;
2261 }
2262
2263 static bool EvalAndBitcastToAPInt(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2264                                   llvm::APInt &Res) {
2265   APValue SVal;
2266   if (!Evaluate(SVal, Info, E))
2267     return false;
2268   if (SVal.isInt()) {
2269     Res = SVal.getInt();
2270     return true;
2271   }
2272   if (SVal.isFloat()) {
2273     Res = SVal.getFloat().bitcastToAPInt();
2274     return true;
2275   }
2276   if (SVal.isVector()) {
2277     QualType VecTy = E->getType();
2278     unsigned VecSize = Info.Ctx.getTypeSize(VecTy);
2279     QualType EltTy = VecTy->castAs<VectorType>()->getElementType();
2280     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
2281     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
2282     Res = llvm::APInt::getNullValue(VecSize);
2283     for (unsigned i = 0; i < SVal.getVectorLength(); i++) {
2284       APValue &Elt = SVal.getVectorElt(i);
2285       llvm::APInt EltAsInt;
2286       if (Elt.isInt()) {
2287         EltAsInt = Elt.getInt();
2288       } else if (Elt.isFloat()) {
2289         EltAsInt = Elt.getFloat().bitcastToAPInt();
2290       } else {
2291         // Don't try to handle vectors of anything other than int or float
2292         // (not sure if it's possible to hit this case).
2293         Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2294         return false;
2295       }
2296       unsigned BaseEltSize = EltAsInt.getBitWidth();
2297       if (BigEndian)
2298         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotr(i*EltSize+BaseEltSize);
2299       else
2300         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotl(i*EltSize);
2301     }
2302     return true;
2303   }
2304   // Give up if the input isn't an int, float, or vector.  For example, we
2305   // reject "(v4i16)(intptr_t)&a".
2306   Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2307   return false;
2308 }
2309
2310 /// Perform the given integer operation, which is known to need at most BitWidth
2311 /// bits, and check for overflow in the original type (if that type was not an
2312 /// unsigned type).
2313 template<typename Operation>
2314 static bool CheckedIntArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2315                                  const APSInt &LHS, const APSInt &RHS,
2316                                  unsigned BitWidth, Operation Op,
2317                                  APSInt &Result) {
2318   if (LHS.isUnsigned()) {
2319     Result = Op(LHS, RHS);
2320     return true;
2321   }
2322
2323   APSInt Value(Op(LHS.extend(BitWidth), RHS.extend(BitWidth)), false);
2324   Result = Value.trunc(LHS.getBitWidth());
2325   if (Result.extend(BitWidth) != Value) {
2326     if (Info.checkingForOverflow())
2327       Info.Ctx.getDiagnostics().Report(E->getExprLoc(),
2328                                        diag::warn_integer_constant_overflow)
2329           << Result.toString(10) << E->getType();
2330     else
2331       return HandleOverflow(Info, E, Value, E->getType());
2332   }
2333   return true;
2334 }
2335
2336 /// Perform the given binary integer operation.
2337 static bool handleIntIntBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E, const APSInt &LHS,
2338                               BinaryOperatorKind Opcode, APSInt RHS,
2339                               APSInt &Result) {
2340   switch (Opcode) {
2341   default:
2342     Info.FFDiag(E);
2343     return false;
2344   case BO_Mul:
2345     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() * 2,
2346                                 std::multiplies<APSInt>(), Result);
2347   case BO_Add:
2348     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2349                                 std::plus<APSInt>(), Result);
2350   case BO_Sub:
2351     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2352                                 std::minus<APSInt>(), Result);
2353   case BO_And: Result = LHS & RHS; return true;
2354   case BO_Xor: Result = LHS ^ RHS; return true;
2355   case BO_Or:  Result = LHS | RHS; return true;
2356   case BO_Div:
2357   case BO_Rem:
2358     if (RHS == 0) {
2359       Info.FFDiag(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
2360       return false;
2361     }
2362     Result = (Opcode == BO_Rem ? LHS % RHS : LHS / RHS);
2363     // Check for overflow case: INT_MIN / -1 or INT_MIN % -1. APSInt supports
2364     // this operation and gives the two's complement result.
2365     if (RHS.isNegative() && RHS.isAllOnesValue() &&
2366         LHS.isSigned() && LHS.isMinSignedValue())
2367       return HandleOverflow(Info, E, -LHS.extend(LHS.getBitWidth() + 1),
2368                             E->getType());
2369     return true;
2370   case BO_Shl: {
2371     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2372       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2373       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2374                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2375                     RHS.isUnsigned());
2376     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2377       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such
2378       // a shift is not a constant expression.
2379       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2380       RHS = -RHS;
2381       goto shift_right;
2382     }
2383   shift_left:
2384     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of
2385     // the shifted type.
2386     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2387     if (SA != RHS) {
2388       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2389         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2390     } else if (LHS.isSigned() && !Info.getLangOpts().CPlusPlus2a) {
2391       // C++11 [expr.shift]p2: A signed left shift must have a non-negative
2392       // operand, and must not overflow the corresponding unsigned type.
2393       // C++2a [expr.shift]p2: E1 << E2 is the unique value congruent to
2394       // E1 x 2^E2 module 2^N.
2395       if (LHS.isNegative())
2396         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_of_negative) << LHS;
2397       else if (LHS.countLeadingZeros() < SA)
2398         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_discards);
2399     }
2400     Result = LHS << SA;
2401     return true;
2402   }
2403   case BO_Shr: {
2404     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2405       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2406       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2407                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2408                     RHS.isUnsigned());
2409     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2410       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such a
2411       // shift is not a constant expression.
2412       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2413       RHS = -RHS;
2414       goto shift_left;
2415     }
2416   shift_right:
2417     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of the
2418     // shifted type.
2419     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2420     if (SA != RHS)
2421       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2422         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2423     Result = LHS >> SA;
2424     return true;
2425   }
2426
2427   case BO_LT: Result = LHS < RHS; return true;
2428   case BO_GT: Result = LHS > RHS; return true;
2429   case BO_LE: Result = LHS <= RHS; return true;
2430   case BO_GE: Result = LHS >= RHS; return true;
2431   case BO_EQ: Result = LHS == RHS; return true;
2432   case BO_NE: Result = LHS != RHS; return true;
2433   case BO_Cmp:
2434     llvm_unreachable("BO_Cmp should be handled elsewhere");
2435   }
2436 }
2437
2438 /// Perform the given binary floating-point operation, in-place, on LHS.
2439 static bool handleFloatFloatBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2440                                   APFloat &LHS, BinaryOperatorKind Opcode,
2441                                   const APFloat &RHS) {
2442   switch (Opcode) {
2443   default:
2444     Info.FFDiag(E);
2445     return false;
2446   case BO_Mul:
2447     LHS.multiply(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2448     break;
2449   case BO_Add:
2450     LHS.add(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2451     break;
2452   case BO_Sub:
2453     LHS.subtract(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2454     break;
2455   case BO_Div:
2456     // [expr.mul]p4:
2457     //   If the second operand of / or % is zero the behavior is undefined.
2458     if (RHS.isZero())
2459       Info.CCEDiag(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
2460     LHS.divide(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2461     break;
2462   }
2463
2464   // [expr.pre]p4:
2465   //   If during the evaluation of an expression, the result is not
2466   //   mathematically defined [...], the behavior is undefined.
2467   // FIXME: C++ rules require us to not conform to IEEE 754 here.
2468   if (LHS.isNaN()) {
2469     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_float_arithmetic) << LHS.isNaN();
2470     return Info.noteUndefinedBehavior();
2471   }
2472   return true;
2473 }
2474
2475 /// Cast an lvalue referring to a base subobject to a derived class, by
2476 /// truncating the lvalue's path to the given length.
2477 static bool CastToDerivedClass(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Result,
2478                                const RecordDecl *TruncatedType,
2479                                unsigned TruncatedElements) {
2480   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
2481
2482   // Check we actually point to a derived class object.
2483   if (TruncatedElements == D.Entries.size())
2484     return true;
2485   assert(TruncatedElements >= D.MostDerivedPathLength &&
2486          "not casting to a derived class");
2487   if (!Result.checkSubobject(Info, E, CSK_Derived))
2488     return false;
2489
2490   // Truncate the path to the subobject, and remove any derived-to-base offsets.
2491   const RecordDecl *RD = TruncatedType;
2492   for (unsigned I = TruncatedElements, N = D.Entries.size(); I != N; ++I) {
2493     if (RD->isInvalidDecl()) return false;
2494     const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
2495     const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(D.Entries[I]);
2496     if (isVirtualBaseClass(D.Entries[I]))
2497       Result.Offset -= Layout.getVBaseClassOffset(Base);
2498     else
2499       Result.Offset -= Layout.getBaseClassOffset(Base);
2500     RD = Base;
2501   }
2502   D.Entries.resize(TruncatedElements);
2503   return true;
2504 }
2505
2506 static bool HandleLValueDirectBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2507                                    const CXXRecordDecl *Derived,
2508                                    const CXXRecordDecl *Base,
2509                                    const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2510   if (!RL) {
2511     if (Derived->isInvalidDecl()) return false;
2512     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(Derived);
2513   }
2514
2515   Obj.getLValueOffset() += RL->getBaseClassOffset(Base);
2516   Obj.addDecl(Info, E, Base, /*Virtual*/ false);
2517   return true;
2518 }
2519
2520 static bool HandleLValueBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2521                              const CXXRecordDecl *DerivedDecl,
2522                              const CXXBaseSpecifier *Base) {
2523   const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base->getType()->getAsCXXRecordDecl();
2524
2525   if (!Base->isVirtual())
2526     return HandleLValueDirectBase(Info, E, Obj, DerivedDecl, BaseDecl);
2527
2528   SubobjectDesignator &D = Obj.Designator;
2529   if (D.Invalid)
2530     return false;
2531
2532   // Extract most-derived object and corresponding type.
2533   DerivedDecl = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
2534   if (!CastToDerivedClass(Info, E, Obj, DerivedDecl, D.MostDerivedPathLength))
2535     return false;
2536
2537   // Find the virtual base class.
2538   if (DerivedDecl->isInvalidDecl()) return false;
2539   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(DerivedDecl);
2540   Obj.getLValueOffset() += Layout.getVBaseClassOffset(BaseDecl);
2541   Obj.addDecl(Info, E, BaseDecl, /*Virtual*/ true);
2542   return true;
2543 }
2544
2545 static bool HandleLValueBasePath(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
2546                                  QualType Type, LValue &Result) {
2547   for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
2548                                      PathE = E->path_end();
2549        PathI != PathE; ++PathI) {
2550     if (!HandleLValueBase(Info, E, Result, Type->getAsCXXRecordDecl(),
2551                           *PathI))
2552       return false;
2553     Type = (*PathI)->getType();
2554   }
2555   return true;
2556 }
2557
2558 /// Cast an lvalue referring to a derived class to a known base subobject.
2559 static bool CastToBaseClass(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Result,
2560                             const CXXRecordDecl *DerivedRD,
2561                             const CXXRecordDecl *BaseRD) {
2562   CXXBasePaths Paths(/*FindAmbiguities=*/false,
2563                      /*RecordPaths=*/true, /*DetectVirtual=*/false);
2564   if (!DerivedRD->isDerivedFrom(BaseRD, Paths))
2565     llvm_unreachable("Class must be derived from the passed in base class!");
2566
2567   for (CXXBasePathElement &Elem : Paths.front())
2568     if (!HandleLValueBase(Info, E, Result, Elem.Class, Elem.Base))
2569       return false;
2570   return true;
2571 }
2572
2573 /// Update LVal to refer to the given field, which must be a member of the type
2574 /// currently described by LVal.
2575 static bool HandleLValueMember(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &LVal,
2576                                const FieldDecl *FD,
2577                                const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2578   if (!RL) {
2579     if (FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
2580     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(FD->getParent());
2581   }
2582
2583   unsigned I = FD->getFieldIndex();
2584   LVal.adjustOffset(Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL->getFieldOffset(I)));
2585   LVal.addDecl(Info, E, FD);
2586   return true;
2587 }
2588
2589 /// Update LVal to refer to the given indirect field.
2590 static bool HandleLValueIndirectMember(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2591                                        LValue &LVal,
2592                                        const IndirectFieldDecl *IFD) {
2593   for (const auto *C : IFD->chain())
2594     if (!HandleLValueMember(Info, E, LVal, cast<FieldDecl>(C)))
2595       return false;
2596   return true;
2597 }
2598
2599 /// Get the size of the given type in char units.
2600 static bool HandleSizeof(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
2601                          QualType Type, CharUnits &Size) {
2602   // sizeof(void), __alignof__(void), sizeof(function) = 1 as a gcc
2603   // extension.
2604   if (Type->isVoidType() || Type->isFunctionType()) {
2605     Size = CharUnits::One();
2606     return true;
2607   }
2608
2609   if (Type->isDependentType()) {
2610     Info.FFDiag(Loc);
2611     return false;
2612   }
2613
2614   if (!Type->isConstantSizeType()) {
2615     // sizeof(vla) is not a constantexpr: C99 6.5.3.4p2.
2616     // FIXME: Better diagnostic.
2617     Info.FFDiag(Loc);
2618     return false;
2619   }
2620
2621   Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(Type);
2622   return true;
2623 }
2624
2625 /// Update a pointer value to model pointer arithmetic.
2626 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2627 /// \param E - The expression being evaluated, for diagnostic purposes.
2628 /// \param LVal - The pointer value to be updated.
2629 /// \param EltTy - The pointee type represented by LVal.
2630 /// \param Adjustment - The adjustment, in objects of type EltTy, to add.
2631 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2632                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2633                                         APSInt Adjustment) {
2634   CharUnits SizeOfPointee;
2635   if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfPointee))
2636     return false;
2637
2638   LVal.adjustOffsetAndIndex(Info, E, Adjustment, SizeOfPointee);
2639   return true;
2640 }
2641
2642 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2643                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2644                                         int64_t Adjustment) {
2645   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, EltTy,
2646                                      APSInt::get(Adjustment));
2647 }
2648
2649 /// Update an lvalue to refer to a component of a complex number.
2650 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2651 /// \param LVal - The lvalue to be updated.
2652 /// \param EltTy - The complex number's component type.
2653 /// \param Imag - False for the real component, true for the imaginary.
2654 static bool HandleLValueComplexElement(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2655                                        LValue &LVal, QualType EltTy,
2656                                        bool Imag) {
2657   if (Imag) {
2658     CharUnits SizeOfComponent;
2659     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfComponent))
2660       return false;
2661     LVal.Offset += SizeOfComponent;
2662   }
2663   LVal.addComplex(Info, E, EltTy, Imag);
2664   return true;
2665 }
2666
2667 /// Try to evaluate the initializer for a variable declaration.
2668 ///
2669 /// \param Info   Information about the ongoing evaluation.
2670 /// \param E      An expression to be used when printing diagnostics.
2671 /// \param VD     The variable whose initializer should be obtained.
2672 /// \param Frame  The frame in which the variable was created. Must be null
2673 ///               if this variable is not local to the evaluation.
2674 /// \param Result Filled in with a pointer to the value of the variable.
2675 static bool evaluateVarDeclInit(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2676                                 const VarDecl *VD, CallStackFrame *Frame,
2677                                 APValue *&Result, const LValue *LVal) {
2678
2679   // If this is a parameter to an active constexpr function call, perform
2680   // argument substitution.
2681   if (const ParmVarDecl *PVD = dyn_cast<ParmVarDecl>(VD)) {
2682     // Assume arguments of a potential constant expression are unknown
2683     // constant expressions.
2684     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2685       return false;
2686     if (!Frame || !Frame->Arguments) {
2687       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2688       return false;
2689     }
2690     Result = &Frame->Arguments[PVD->getFunctionScopeIndex()];
2691     return true;
2692   }
2693
2694   // If this is a local variable, dig out its value.
2695   if (Frame) {
2696     Result = LVal ? Frame->getTemporary(VD, LVal->getLValueVersion())
2697                   : Frame->getCurrentTemporary(VD);
2698     if (!Result) {
2699       // Assume variables referenced within a lambda's call operator that were
2700       // not declared within the call operator are captures and during checking
2701       // of a potential constant expression, assume they are unknown constant
2702       // expressions.
2703       assert(isLambdaCallOperator(Frame->Callee) &&
2704              (VD->getDeclContext() != Frame->Callee || VD->isInitCapture()) &&
2705              "missing value for local variable");
2706       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2707         return false;
2708       // FIXME: implement capture evaluation during constant expr evaluation.
2709       Info.FFDiag(E->getBeginLoc(),
2710                   diag::note_unimplemented_constexpr_lambda_feature_ast)
2711           << "captures not currently allowed";
2712       return false;
2713     }
2714     return true;
2715   }
2716
2717   // Dig out the initializer, and use the declaration which it's attached to.
2718   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer(VD);
2719   if (!Init || Init->isValueDependent()) {
2720     // If we're checking a potential constant expression, the variable could be
2721     // initialized later.
2722     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2723       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2724     return false;
2725   }
2726
2727   // If we're currently evaluating the initializer of this declaration, use that
2728   // in-flight value.
2729   if (Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>() == VD) {
2730     Result = Info.EvaluatingDeclValue;
2731     return true;
2732   }
2733
2734   // Never evaluate the initializer of a weak variable. We can't be sure that
2735   // this is the definition which will be used.
2736   if (VD->isWeak()) {
2737     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2738     return false;
2739   }
2740
2741   // Check that we can fold the initializer. In C++, we will have already done
2742   // this in the cases where it matters for conformance.
2743   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
2744   if (!VD->evaluateValue(Notes)) {
2745     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2746               Notes.size() + 1) << VD;
2747     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2748     Info.addNotes(Notes);
2749     return false;
2750   } else if (!VD->checkInitIsICE()) {
2751     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2752                  Notes.size() + 1) << VD;
2753     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2754     Info.addNotes(Notes);
2755   }
2756
2757   Result = VD->getEvaluatedValue();
2758   return true;
2759 }
2760
2761 static bool IsConstNonVolatile(QualType T) {
2762   Qualifiers Quals = T.getQualifiers();
2763   return Quals.hasConst() && !Quals.hasVolatile();
2764 }
2765
2766 /// Get the base index of the given base class within an APValue representing
2767 /// the given derived class.
2768 static unsigned getBaseIndex(const CXXRecordDecl *Derived,
2769                              const CXXRecordDecl *Base) {
2770   Base = Base->getCanonicalDecl();
2771   unsigned Index = 0;
2772   for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = Derived->bases_begin(),
2773          E = Derived->bases_end(); I != E; ++I, ++Index) {
2774     if (I->getType()->getAsCXXRecordDecl()->getCanonicalDecl() == Base)
2775       return Index;
2776   }
2777
2778   llvm_unreachable("base class missing from derived class's bases list");
2779 }
2780
2781 /// Extract the value of a character from a string literal.
2782 static APSInt extractStringLiteralCharacter(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2783                                             uint64_t Index) {
2784   assert(!isa<SourceLocExpr>(Lit) &&
2785          "SourceLocExpr should have already been converted to a StringLiteral");
2786
2787   // FIXME: Support MakeStringConstant
2788   if (const auto *ObjCEnc = dyn_cast<ObjCEncodeExpr>(Lit)) {
2789     std::string Str;
2790     Info.Ctx.getObjCEncodingForType(ObjCEnc->getEncodedType(), Str);
2791     assert(Index <= Str.size() && "Index too large");
2792     return APSInt::getUnsigned(Str.c_str()[Index]);
2793   }
2794
2795   if (auto PE = dyn_cast<PredefinedExpr>(Lit))
2796     Lit = PE->getFunctionName();
2797   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2798   const ConstantArrayType *CAT =
2799       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2800   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2801   QualType CharType = CAT->getElementType();
2802   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2803
2804   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2805                CharType->isUnsignedIntegerType());
2806   if (Index < S->getLength())
2807     Value = S->getCodeUnit(Index);
2808   return Value;
2809 }
2810
2811 // Expand a string literal into an array of characters.
2812 //
2813 // FIXME: This is inefficient; we should probably introduce something similar
2814 // to the LLVM ConstantDataArray to make this cheaper.
2815 static void expandStringLiteral(EvalInfo &Info, const StringLiteral *S,
2816                                 APValue &Result) {
2817   const ConstantArrayType *CAT =
2818       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2819   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2820   QualType CharType = CAT->getElementType();
2821   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2822
2823   unsigned Elts = CAT->getSize().getZExtValue();
2824   Result = APValue(APValue::UninitArray(),
2825                    std::min(S->getLength(), Elts), Elts);
2826   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2827                CharType->isUnsignedIntegerType());
2828   if (Result.hasArrayFiller())
2829     Result.getArrayFiller() = APValue(Value);
2830   for (unsigned I = 0, N = Result.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
2831     Value = S->getCodeUnit(I);
2832     Result.getArrayInitializedElt(I) = APValue(Value);
2833   }
2834 }
2835
2836 // Expand an array so that it has more than Index filled elements.
2837 static void expandArray(APValue &Array, unsigned Index) {
2838   unsigned Size = Array.getArraySize();
2839   assert(Index < Size);
2840
2841   // Always at least double the number of elements for which we store a value.
2842   unsigned OldElts = Array.getArrayInitializedElts();
2843   unsigned NewElts = std::max(Index+1, OldElts * 2);
2844   NewElts = std::min(Size, std::max(NewElts, 8u));
2845
2846   // Copy the data across.
2847   APValue NewValue(APValue::UninitArray(), NewElts, Size);
2848   for (unsigned I = 0; I != OldElts; ++I)
2849     NewValue.getArrayInitializedElt(I).swap(Array.getArrayInitializedElt(I));
2850   for (unsigned I = OldElts; I != NewElts; ++I)
2851     NewValue.getArrayInitializedElt(I) = Array.getArrayFiller();
2852   if (NewValue.hasArrayFiller())
2853     NewValue.getArrayFiller() = Array.getArrayFiller();
2854   Array.swap(NewValue);
2855 }
2856
2857 /// Determine whether a type would actually be read by an lvalue-to-rvalue
2858 /// conversion. If it's of class type, we may assume that the copy operation
2859 /// is trivial. Note that this is never true for a union type with fields
2860 /// (because the copy always "reads" the active member) and always true for
2861 /// a non-class type.
2862 static bool isReadByLvalueToRvalueConversion(QualType T) {
2863   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2864   if (!RD || (RD->isUnion() && !RD->field_empty()))
2865     return true;
2866   if (RD->isEmpty())
2867     return false;
2868
2869   for (auto *Field : RD->fields())
2870     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))
2871       return true;
2872
2873   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2874     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(BaseSpec.getType()))
2875       return true;
2876
2877   return false;
2878 }
2879
2880 /// Diagnose an attempt to read from any unreadable field within the specified
2881 /// type, which might be a class type.
2882 static bool diagnoseUnreadableFields(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2883                                      QualType T) {
2884   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2885   if (!RD)
2886     return false;
2887
2888   if (!RD->hasMutableFields())
2889     return false;
2890
2891   for (auto *Field : RD->fields()) {
2892     // If we're actually going to read this field in some way, then it can't
2893     // be mutable. If we're in a union, then assigning to a mutable field
2894     // (even an empty one) can change the active member, so that's not OK.
2895     // FIXME: Add core issue number for the union case.
2896     if (Field->isMutable() &&
2897         (RD->isUnion() || isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))) {
2898       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1) << Field;
2899       Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2900       return true;
2901     }
2902
2903     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, Field->getType()))
2904       return true;
2905   }
2906
2907   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2908     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, BaseSpec.getType()))
2909       return true;
2910
2911   // All mutable fields were empty, and thus not actually read.
2912   return false;
2913 }
2914
2915 static bool lifetimeStartedInEvaluation(EvalInfo &Info,
2916                                         APValue::LValueBase Base) {
2917   // A temporary we created.
2918   if (Base.getCallIndex())
2919     return true;
2920
2921   auto *Evaluating = Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>();
2922   if (!Evaluating)
2923     return false;
2924
2925   // The variable whose initializer we're evaluating.
2926   if (auto *BaseD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>())
2927     if (declaresSameEntity(Evaluating, BaseD))
2928       return true;
2929
2930   // A temporary lifetime-extended by the variable whose initializer we're
2931   // evaluating.
2932   if (auto *BaseE = Base.dyn_cast<const Expr *>())
2933     if (auto *BaseMTE = dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(BaseE))
2934       if (declaresSameEntity(BaseMTE->getExtendingDecl(), Evaluating))
2935         return true;
2936
2937   return false;
2938 }
2939
2940 namespace {
2941 /// A handle to a complete object (an object that is not a subobject of
2942 /// another object).
2943 struct CompleteObject {
2944   /// The identity of the object.
2945   APValue::LValueBase Base;
2946   /// The value of the complete object.
2947   APValue *Value;
2948   /// The type of the complete object.
2949   QualType Type;
2950
2951   CompleteObject() : Value(nullptr) {}
2952   CompleteObject(APValue::LValueBase Base, APValue *Value, QualType Type)
2953       : Base(Base), Value(Value), Type(Type) {}
2954
2955   bool mayReadMutableMembers(EvalInfo &Info) const {
2956     // In C++14 onwards, it is permitted to read a mutable member whose
2957     // lifetime began within the evaluation.
2958     // FIXME: Should we also allow this in C++11?
2959     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14)
2960       return false;
2961     return lifetimeStartedInEvaluation(Info, Base);
2962   }
2963
2964   explicit operator bool() const { return !Type.isNull(); }
2965 };
2966 } // end anonymous namespace
2967
2968 static QualType getSubobjectType(QualType ObjType, QualType SubobjType,
2969                                  bool IsMutable = false) {
2970   // C++ [basic.type.qualifier]p1:
2971   // - A const object is an object of type const T or a non-mutable subobject
2972   //   of a const object.
2973   if (ObjType.isConstQualified() && !IsMutable)
2974     SubobjType.addConst();
2975   // - A volatile object is an object of type const T or a subobject of a
2976   //   volatile object.
2977   if (ObjType.isVolatileQualified())
2978     SubobjType.addVolatile();
2979   return SubobjType;
2980 }
2981
2982 /// Find the designated sub-object of an rvalue.
2983 template<typename SubobjectHandler>
2984 typename SubobjectHandler::result_type
2985 findSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, const CompleteObject &Obj,
2986               const SubobjectDesignator &Sub, SubobjectHandler &handler) {
2987   if (Sub.Invalid)
2988     // A diagnostic will have already been produced.
2989     return handler.failed();
2990   if (Sub.isOnePastTheEnd() || Sub.isMostDerivedAnUnsizedArray()) {
2991     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2992       Info.FFDiag(E, Sub.isOnePastTheEnd()
2993                          ? diag::note_constexpr_access_past_end
2994                          : diag::note_constexpr_access_unsized_array)
2995           << handler.AccessKind;
2996     else
2997       Info.FFDiag(E);
2998     return handler.failed();
2999   }
3000
3001   APValue *O = Obj.Value;
3002   QualType ObjType = Obj.Type;
3003   const FieldDecl *LastField = nullptr;
3004   const FieldDecl *VolatileField = nullptr;
3005
3006   // Walk the designator's path to find the subobject.
3007   for (unsigned I = 0, N = Sub.Entries.size(); /**/; ++I) {
3008     // Reading an indeterminate value is undefined, but assigning over one is OK.
3009     if (O->isAbsent() || (O->isIndeterminate() && handler.AccessKind != AK_Assign)) {
3010       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
3011         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_uninit)
3012             << handler.AccessKind << O->isIndeterminate();
3013       return handler.failed();
3014     }
3015
3016     // C++ [class.ctor]p5:
3017     //    const and volatile semantics are not applied on an object under
3018     //    construction.
3019     if ((ObjType.isConstQualified() || ObjType.isVolatileQualified()) &&
3020         ObjType->isRecordType() &&
3021         Info.isEvaluatingConstructor(
3022             Obj.Base, llvm::makeArrayRef(Sub.Entries.begin(),
3023                                          Sub.Entries.begin() + I)) !=
3024                           ConstructionPhase::None) {
3025       ObjType = Info.Ctx.getCanonicalType(ObjType);
3026       ObjType.removeLocalConst();
3027       ObjType.removeLocalVolatile();
3028     }
3029
3030     // If this is our last pass, check that the final object type is OK.
3031     if (I == N || (I == N - 1 && ObjType->isAnyComplexType())) {
3032       // Accesses to volatile objects are prohibited.
3033       if (ObjType.isVolatileQualified() && isFormalAccess(handler.AccessKind)) {
3034         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
3035           int DiagKind;
3036           SourceLocation Loc;
3037           const NamedDecl *Decl = nullptr;
3038           if (VolatileField) {
3039             DiagKind = 2;
3040             Loc = VolatileField->getLocation();
3041             Decl = VolatileField;
3042           } else if (auto *VD = Obj.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
3043             DiagKind = 1;
3044             Loc = VD->getLocation();
3045             Decl = VD;
3046           } else {
3047             DiagKind = 0;
3048             if (auto *E = Obj.Base.dyn_cast<const Expr *>())
3049               Loc = E->getExprLoc();
3050           }
3051           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
3052               << handler.AccessKind << DiagKind << Decl;
3053           Info.Note(Loc, diag::note_constexpr_volatile_here) << DiagKind;
3054         } else {
3055           Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
3056         }
3057         return handler.failed();
3058       }
3059
3060       // If we are reading an object of class type, there may still be more
3061       // things we need to check: if there are any mutable subobjects, we
3062       // cannot perform this read. (This only happens when performing a trivial
3063       // copy or assignment.)
3064       if (ObjType->isRecordType() && handler.AccessKind == AK_Read &&
3065           !Obj.mayReadMutableMembers(Info) &&
3066           diagnoseUnreadableFields(Info, E, ObjType))
3067         return handler.failed();
3068     }
3069
3070     if (I == N) {
3071       if (!handler.found(*O, ObjType))
3072         return false;
3073
3074       // If we modified a bit-field, truncate it to the right width.
3075       if (isModification(handler.AccessKind) &&
3076           LastField && LastField->isBitField() &&
3077           !truncateBitfieldValue(Info, E, *O, LastField))
3078         return false;
3079
3080       return true;
3081     }
3082
3083     LastField = nullptr;
3084     if (ObjType->isArrayType()) {
3085       // Next subobject is an array element.
3086       const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(ObjType);
3087       assert(CAT && "vla in literal type?");
3088       uint64_t Index = Sub.Entries[I].getAsArrayIndex();
3089       if (CAT->getSize().ule(Index)) {
3090         // Note, it should not be possible to form a pointer with a valid
3091         // designator which points more than one past the end of the array.
3092         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
3093           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
3094             << handler.AccessKind;
3095         else
3096           Info.FFDiag(E);
3097         return handler.failed();
3098       }
3099
3100       ObjType = CAT->getElementType();
3101
3102       if (O->getArrayInitializedElts() > Index)
3103         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
3104       else if (handler.AccessKind != AK_Read) {
3105         expandArray(*O, Index);
3106         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
3107       } else
3108         O = &O->getArrayFiller();
3109     } else if (ObjType->isAnyComplexType()) {
3110       // Next subobject is a complex number.
3111       uint64_t Index = Sub.Entries[I].getAsArrayIndex();
3112       if (Index > 1) {
3113         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
3114           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
3115             << handler.AccessKind;
3116         else
3117           Info.FFDiag(E);
3118         return handler.failed();
3119       }
3120
3121       ObjType = getSubobjectType(
3122           ObjType, ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType());
3123
3124       assert(I == N - 1 && "extracting subobject of scalar?");
3125       if (O->isComplexInt()) {
3126         return handler.found(Index ? O->getComplexIntImag()
3127                                    : O->getComplexIntReal(), ObjType);
3128       } else {
3129         assert(O->isComplexFloat());
3130         return handler.found(Index ? O->getComplexFloatImag()
3131                                    : O->getComplexFloatReal(), ObjType);
3132       }
3133     } else if (const FieldDecl *Field = getAsField(Sub.Entries[I])) {
3134       if (Field->isMutable() && handler.AccessKind == AK_Read &&
3135           !Obj.mayReadMutableMembers(Info)) {
3136         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1)
3137           << Field;
3138         Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
3139         return handler.failed();
3140       }
3141
3142       // Next subobject is a class, struct or union field.
3143       RecordDecl *RD = ObjType->castAs<RecordType>()->getDecl();
3144       if (RD->isUnion()) {
3145         const FieldDecl *UnionField = O->getUnionField();
3146         if (!UnionField ||
3147             UnionField->getCanonicalDecl() != Field->getCanonicalDecl()) {
3148           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_inactive_union_member)
3149             << handler.AccessKind << Field << !UnionField << UnionField;
3150           return handler.failed();
3151         }
3152         O = &O->getUnionValue();
3153       } else
3154         O = &O->getStructField(Field->getFieldIndex());
3155
3156       ObjType = getSubobjectType(ObjType, Field->getType(), Field->isMutable());
3157       LastField = Field;
3158       if (Field->getType().isVolatileQualified())
3159         VolatileField = Field;
3160     } else {
3161       // Next subobject is a base class.
3162       const CXXRecordDecl *Derived = ObjType->getAsCXXRecordDecl();
3163       const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(Sub.Entries[I]);
3164       O = &O->getStructBase(getBaseIndex(Derived, Base));
3165
3166       ObjType = getSubobjectType(ObjType, Info.Ctx.getRecordType(Base));
3167     }
3168   }
3169 }
3170
3171 namespace {
3172 struct ExtractSubobjectHandler {
3173   EvalInfo &Info;
3174   APValue &Result;
3175
3176   static const AccessKinds AccessKind = AK_Read;
3177
3178   typedef bool result_type;
3179   bool failed() { return false; }
3180   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3181     Result = Subobj;
3182     return true;
3183   }
3184   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3185     Result = APValue(Value);
3186     return true;
3187   }
3188   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3189     Result = APValue(Value);
3190     return true;
3191   }
3192 };
3193 } // end anonymous namespace
3194
3195 const AccessKinds ExtractSubobjectHandler::AccessKind;
3196
3197 /// Extract the designated sub-object of an rvalue.
3198 static bool extractSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
3199                              const CompleteObject &Obj,
3200                              const SubobjectDesignator &Sub,
3201                              APValue &Result) {
3202   ExtractSubobjectHandler Handler = { Info, Result };
3203   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
3204 }
3205
3206 namespace {
3207 struct ModifySubobjectHandler {
3208   EvalInfo &Info;
3209   APValue &NewVal;
3210   const Expr *E;
3211
3212   typedef bool result_type;
3213   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
3214
3215   bool checkConst(QualType QT) {
3216     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3217     if (QT.isConstQualified()) {
3218       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3219       return false;
3220     }
3221     return true;
3222   }
3223
3224   bool failed() { return false; }
3225   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3226     if (!checkConst(SubobjType))
3227       return false;
3228     // We've been given ownership of NewVal, so just swap it in.
3229     Subobj.swap(NewVal);
3230     return true;
3231   }
3232   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3233     if (!checkConst(SubobjType))
3234       return false;
3235     if (!NewVal.isInt()) {
3236       // Maybe trying to write a cast pointer value into a complex?
3237       Info.FFDiag(E);
3238       return false;
3239     }
3240     Value = NewVal.getInt();
3241     return true;
3242   }
3243   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3244     if (!checkConst(SubobjType))
3245       return false;
3246     Value = NewVal.getFloat();
3247     return true;
3248   }
3249 };
3250 } // end anonymous namespace
3251
3252 const AccessKinds ModifySubobjectHandler::AccessKind;
3253
3254 /// Update the designated sub-object of an rvalue to the given value.
3255 static bool modifySubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
3256                             const CompleteObject &Obj,
3257                             const SubobjectDesignator &Sub,
3258                             APValue &NewVal) {
3259   ModifySubobjectHandler Handler = { Info, NewVal, E };
3260   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
3261 }
3262
3263 /// Find the position where two subobject designators diverge, or equivalently
3264 /// the length of the common initial subsequence.
3265 static unsigned FindDesignatorMismatch(QualType ObjType,
3266                                        const SubobjectDesignator &A,
3267                                        const SubobjectDesignator &B,
3268                                        bool &WasArrayIndex) {
3269   unsigned I = 0, N = std::min(A.Entries.size(), B.Entries.size());
3270   for (/**/; I != N; ++I) {
3271     if (!ObjType.isNull() &&
3272         (ObjType->isArrayType() || ObjType->isAnyComplexType())) {
3273       // Next subobject is an array element.
3274       if (A.Entries[I].getAsArrayIndex() != B.Entries[I].getAsArrayIndex()) {
3275         WasArrayIndex = true;
3276         return I;
3277       }
3278       if (ObjType->isAnyComplexType())
3279         ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
3280       else
3281         ObjType = ObjType->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
3282     } else {
3283       if (A.Entries[I].getAsBaseOrMember() !=
3284           B.Entries[I].getAsBaseOrMember()) {
3285         WasArrayIndex = false;
3286         return I;
3287       }
3288       if (const FieldDecl *FD = getAsField(A.Entries[I]))
3289         // Next subobject is a field.
3290         ObjType = FD->getType();
3291       else
3292         // Next subobject is a base class.
3293         ObjType = QualType();
3294     }
3295   }
3296   WasArrayIndex = false;
3297   return I;
3298 }
3299
3300 /// Determine whether the given subobject designators refer to elements of the
3301 /// same array object.
3302 static bool AreElementsOfSameArray(QualType ObjType,
3303                                    const SubobjectDesignator &A,
3304                                    const SubobjectDesignator &B) {
3305   if (A.Entries.size() != B.Entries.size())
3306     return false;
3307
3308   bool IsArray = A.MostDerivedIsArrayElement;
3309   if (IsArray && A.MostDerivedPathLength != A.Entries.size())
3310     // A is a subobject of the array element.
3311     return false;
3312
3313   // If A (and B) designates an array element, the last entry will be the array
3314   // index. That doesn't have to match. Otherwise, we're in the 'implicit array
3315   // of length 1' case, and the entire path must match.
3316   bool WasArrayIndex;
3317   unsigned CommonLength = FindDesignatorMismatch(ObjType, A, B, WasArrayIndex);
3318   return CommonLength >= A.Entries.size() - IsArray;
3319 }
3320
3321 /// Find the complete object to which an LValue refers.
3322 static CompleteObject findCompleteObject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
3323                                          AccessKinds AK, const LValue &LVal,
3324                                          QualType LValType) {
3325   if (LVal.InvalidBase) {
3326     Info.FFDiag(E);
3327     return CompleteObject();
3328   }
3329
3330   if (!LVal.Base) {
3331     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_null) << AK;
3332     return CompleteObject();
3333   }
3334
3335   CallStackFrame *Frame = nullptr;
3336   unsigned Depth = 0;
3337   if (LVal.getLValueCallIndex()) {
3338     std::tie(Frame, Depth) =
3339         Info.getCallFrameAndDepth(LVal.getLValueCallIndex());
3340     if (!Frame) {
3341       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_lifetime_ended, 1)
3342         << AK << LVal.Base.is<const ValueDecl*>();
3343       NoteLValueLocation(Info, LVal.Base);
3344       return CompleteObject();
3345     }
3346   }
3347
3348   bool IsAccess = isFormalAccess(AK);
3349
3350   // C++11 DR1311: An lvalue-to-rvalue conversion on a volatile-qualified type
3351   // is not a constant expression (even if the object is non-volatile). We also
3352   // apply this rule to C++98, in order to conform to the expected 'volatile'
3353   // semantics.
3354   if (IsAccess && LValType.isVolatileQualified()) {
3355     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus)
3356       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_type)
3357         << AK << LValType;
3358     else
3359       Info.FFDiag(E);
3360     return CompleteObject();
3361   }
3362
3363   // Compute value storage location and type of base object.
3364   APValue *BaseVal = nullptr;
3365   QualType BaseType = getType(LVal.Base);
3366
3367   if (const ValueDecl *D = LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
3368     // In C++98, const, non-volatile integers initialized with ICEs are ICEs.
3369     // In C++11, constexpr, non-volatile variables initialized with constant
3370     // expressions are constant expressions too. Inside constexpr functions,
3371     // parameters are constant expressions even if they're non-const.
3372     // In C++1y, objects local to a constant expression (those with a Frame) are
3373     // both readable and writable inside constant expressions.
3374     // In C, such things can also be folded, although they are not ICEs.
3375     const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D);
3376     if (VD) {
3377       if (const VarDecl *VDef = VD->getDefinition(Info.Ctx))
3378         VD = VDef;
3379     }
3380     if (!VD || VD->isInvalidDecl()) {
3381       Info.FFDiag(E);
3382       return CompleteObject();
3383     }
3384
3385     // Unless we're looking at a local variable or argument in a constexpr call,
3386     // the variable we're reading must be const.
3387     if (!Frame) {
3388       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
3389           declaresSameEntity(
3390               VD, Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl *>())) {
3391         // OK, we can read and modify an object if we're in the process of
3392         // evaluating its initializer, because its lifetime began in this
3393         // evaluation.
3394       } else if (isModification(AK)) {
3395         // All the remaining cases do not permit modification of the object.
3396         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_global);
3397         return CompleteObject();
3398       } else if (VD->isConstexpr()) {
3399         // OK, we can read this variable.
3400       } else if (BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) {
3401         // In OpenCL if a variable is in constant address space it is a const
3402         // value.
3403         if (!(BaseType.isConstQualified() ||
3404               (Info.getLangOpts().OpenCL &&
3405                BaseType.getAddressSpace() == LangAS::opencl_constant))) {
3406           if (!IsAccess)
3407             return CompleteObject(LVal.getLValueBase(), nullptr, BaseType);
3408           if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
3409             Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_const_int, 1) << VD;
3410             Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3411           } else {
3412             Info.FFDiag(E);
3413           }
3414           return CompleteObject();
3415         }
3416       } else if (!IsAccess) {
3417         return CompleteObject(LVal.getLValueBase(), nullptr, BaseType);
3418       } else if (BaseType->isFloatingType() && BaseType.isConstQualified()) {
3419         // We support folding of const floating-point types, in order to make
3420         // static const data members of such types (supported as an extension)
3421         // more useful.
3422         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3423           Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
3424           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3425         } else {
3426           Info.CCEDiag(E);
3427         }
3428       } else if (BaseType.isConstQualified() && VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
3429         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr) << VD;
3430         // Keep evaluating to see what we can do.
3431       } else {
3432         // FIXME: Allow folding of values of any literal type in all languages.
3433         if (Info.checkingPotentialConstantExpression() &&
3434             VD->getType().isConstQualified() && !VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
3435           // The definition of this variable could be constexpr. We can't
3436           // access it right now, but may be able to in future.
3437         } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3438           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
3439           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3440         } else {
3441           Info.FFDiag(E);
3442         }
3443         return CompleteObject();
3444       }
3445     }
3446
3447     if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, BaseVal, &LVal))
3448       return CompleteObject();
3449   } else {
3450     const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3451
3452     if (!Frame) {
3453       if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
3454               dyn_cast_or_null<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
3455         assert(MTE->getStorageDuration() == SD_Static &&
3456                "should have a frame for a non-global materialized temporary");
3457
3458         // Per C++1y [expr.const]p2:
3459         //  an lvalue-to-rvalue conversion [is not allowed unless it applies to]
3460         //   - a [...] glvalue of integral or enumeration type that refers to
3461         //     a non-volatile const object [...]
3462         //   [...]
3463         //   - a [...] glvalue of literal type that refers to a non-volatile
3464         //     object whose lifetime began within the evaluation of e.
3465         //
3466         // C++11 misses the 'began within the evaluation of e' check and
3467         // instead allows all temporaries, including things like:
3468         //   int &&r = 1;
3469         //   int x = ++r;
3470         //   constexpr int k = r;
3471         // Therefore we use the C++14 rules in C++11 too.
3472         const ValueDecl *VD = Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>();
3473         const ValueDecl *ED = MTE->getExtendingDecl();
3474         if (!(BaseType.isConstQualified() &&
3475               BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) &&
3476             !(VD && VD->getCanonicalDecl() == ED->getCanonicalDecl())) {
3477           if (!IsAccess)
3478             return CompleteObject(LVal.getLValueBase(), nullptr, BaseType);
3479           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_static_temporary, 1) << AK;
3480           Info.Note(MTE->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
3481           return CompleteObject();
3482         }
3483
3484         BaseVal = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(MTE, false);
3485         assert(BaseVal && "got reference to unevaluated temporary");
3486       } else {
3487         if (!IsAccess)
3488           return CompleteObject(LVal.getLValueBase(), nullptr, BaseType);
3489         APValue Val;
3490         LVal.moveInto(Val);
3491         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_unreadable_object)
3492             << AK
3493             << Val.getAsString(Info.Ctx,
3494                                Info.Ctx.getLValueReferenceType(LValType));
3495         NoteLValueLocation(Info, LVal.Base);
3496         return CompleteObject();
3497       }
3498     } else {
3499       BaseVal = Frame->getTemporary(Base, LVal.Base.getVersion());
3500       assert(BaseVal && "missing value for temporary");
3501     }
3502   }
3503
3504   // In C++14, we can't safely access any mutable state when we might be
3505   // evaluating after an unmodeled side effect.
3506   //
3507   // FIXME: Not all local state is mutable. Allow local constant subobjects
3508   // to be read here (but take care with 'mutable' fields).
3509   if ((Frame && Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
3510        Info.EvalStatus.HasSideEffects) ||
3511       (isModification(AK) && Depth < Info.SpeculativeEvaluationDepth))
3512     return CompleteObject();
3513
3514   return CompleteObject(LVal.getLValueBase(), BaseVal, BaseType);
3515 }
3516
3517 /// Perform an lvalue-to-rvalue conversion on the given glvalue. This
3518 /// can also be used for 'lvalue-to-lvalue' conversions for looking up the
3519 /// glvalue referred to by an entity of reference type.
3520 ///
3521 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3522 /// \param Conv - The expression for which we are performing the conversion.
3523 ///               Used for diagnostics.
3524 /// \param Type - The type of the glvalue (before stripping cv-qualifiers in the
3525 ///               case of a non-class type).
3526 /// \param LVal - The glvalue on which we are attempting to perform this action.
3527 /// \param RVal - The produced value will be placed here.
3528 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
3529                                            QualType Type,
3530                                            const LValue &LVal, APValue &RVal) {
3531   if (LVal.Designator.Invalid)
3532     return false;
3533
3534   // Check for special cases where there is no existing APValue to look at.
3535   const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3536
3537   if (Base && !LVal.getLValueCallIndex() && !Type.isVolatileQualified()) {
3538     if (const CompoundLiteralExpr *CLE = dyn_cast<CompoundLiteralExpr>(Base)) {
3539       // In C99, a CompoundLiteralExpr is an lvalue, and we defer evaluating the
3540       // initializer until now for such expressions. Such an expression can't be
3541       // an ICE in C, so this only matters for fold.
3542       if (Type.isVolatileQualified()) {
3543         Info.FFDiag(Conv);
3544         return false;
3545       }
3546       APValue Lit;
3547       if (!Evaluate(Lit, Info, CLE->getInitializer()))
3548         return false;
3549       CompleteObject LitObj(LVal.Base, &Lit, Base->getType());
3550       return extractSubobject(Info, Conv, LitObj, LVal.Designator, RVal);
3551     } else if (isa<StringLiteral>(Base) || isa<PredefinedExpr>(Base)) {
3552       // Special-case character extraction so we don't have to construct an
3553       // APValue for the whole string.
3554       assert(LVal.Designator.Entries.size() <= 1 &&
3555              "Can only read characters from string literals");
3556       if (LVal.Designator.Entries.empty()) {
3557         // Fail for now for LValue to RValue conversion of an array.
3558         // (This shouldn't show up in C/C++, but it could be triggered by a
3559         // weird EvaluateAsRValue call from a tool.)
3560         Info.FFDiag(Conv);
3561         return false;
3562       }
3563       if (LVal.Designator.isOnePastTheEnd()) {
3564         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
3565           Info.FFDiag(Conv, diag::note_constexpr_access_past_end) << AK_Read;
3566         else
3567           Info.FFDiag(Conv);
3568         return false;
3569       }
3570       uint64_t CharIndex = LVal.Designator.Entries[0].getAsArrayIndex();
3571       RVal = APValue(extractStringLiteralCharacter(Info, Base, CharIndex));
3572       return true;
3573     }
3574   }
3575
3576   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, Conv, AK_Read, LVal, Type);
3577   return Obj && extractSubobject(Info, Conv, Obj, LVal.Designator, RVal);
3578 }
3579
3580 /// Perform an assignment of Val to LVal. Takes ownership of Val.
3581 static bool handleAssignment(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3582                              QualType LValType, APValue &Val) {
3583   if (LVal.Designator.Invalid)
3584     return false;
3585
3586   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3587     Info.FFDiag(E);
3588     return false;
3589   }
3590
3591   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3592   return Obj && modifySubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Val);
3593 }
3594
3595 namespace {
3596 struct CompoundAssignSubobjectHandler {
3597   EvalInfo &Info;
3598   const Expr *E;
3599   QualType PromotedLHSType;
3600   BinaryOperatorKind Opcode;
3601   const APValue &RHS;
3602
3603   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
3604
3605   typedef bool result_type;
3606
3607   bool checkConst(QualType QT) {
3608     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3609     if (QT.isConstQualified()) {
3610       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3611       return false;
3612     }
3613     return true;
3614   }
3615
3616   bool failed() { return false; }
3617   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3618     switch (Subobj.getKind()) {
3619     case APValue::Int:
3620       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3621     case APValue::Float:
3622       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3623     case APValue::ComplexInt:
3624     case APValue::ComplexFloat:
3625       // FIXME: Implement complex compound assignment.
3626       Info.FFDiag(E);
3627       return false;
3628     case APValue::LValue:
3629       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3630     default:
3631       // FIXME: can this happen?
3632       Info.FFDiag(E);
3633       return false;
3634     }
3635   }
3636   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3637     if (!checkConst(SubobjType))
3638       return false;
3639
3640     if (!SubobjType->isIntegerType()) {
3641       // We don't support compound assignment on integer-cast-to-pointer
3642       // values.
3643       Info.FFDiag(E);
3644       return false;
3645     }
3646
3647     if (RHS.isInt()) {
3648       APSInt LHS =
3649           HandleIntToIntCast(Info, E, PromotedLHSType, SubobjType, Value);
3650       if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHS, Opcode, RHS.getInt(), LHS))
3651         return false;
3652       Value = HandleIntToIntCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType, LHS);
3653       return true;
3654     } else if (RHS.isFloat()) {
3655       APFloat FValue(0.0);
3656       return HandleIntToFloatCast(Info, E, SubobjType, Value, PromotedLHSType,
3657                                   FValue) &&
3658              handleFloatFloatBinOp(Info, E, FValue, Opcode, RHS.getFloat()) &&
3659              HandleFloatToIntCast(Info, E, PromotedLHSType, FValue, SubobjType,
3660                                   Value);
3661     }
3662
3663     Info.FFDiag(E);
3664     return false;
3665   }
3666   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3667     return checkConst(SubobjType) &&
3668            HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType,
3669                                   Value) &&
3670            handleFloatFloatBinOp(Info, E, Value, Opcode, RHS.getFloat()) &&
3671            HandleFloatToFloatCast(Info, E, PromotedLHSType, SubobjType, Value);
3672   }
3673   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3674     if (!checkConst(SubobjType))
3675       return false;
3676
3677     QualType PointeeType;
3678     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3679       PointeeType = PT->getPointeeType();
3680
3681     if (PointeeType.isNull() || !RHS.isInt() ||
3682         (Opcode != BO_Add && Opcode != BO_Sub)) {
3683       Info.FFDiag(E);
3684       return false;
3685     }
3686
3687     APSInt Offset = RHS.getInt();
3688     if (Opcode == BO_Sub)
3689       negateAsSigned(Offset);
3690
3691     LValue LVal;
3692     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3693     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType, Offset))
3694       return false;
3695     LVal.moveInto(Subobj);
3696     return true;
3697   }
3698 };
3699 } // end anonymous namespace
3700
3701 const AccessKinds CompoundAssignSubobjectHandler::AccessKind;
3702
3703 /// Perform a compound assignment of LVal <op>= RVal.
3704 static bool handleCompoundAssignment(
3705     EvalInfo &Info, const Expr *E,
3706     const LValue &LVal, QualType LValType, QualType PromotedLValType,
3707     BinaryOperatorKind Opcode, const APValue &RVal) {
3708   if (LVal.Designator.Invalid)
3709     return false;
3710
3711   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3712     Info.FFDiag(E);
3713     return false;
3714   }
3715
3716   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3717   CompoundAssignSubobjectHandler Handler = { Info, E, PromotedLValType, Opcode,
3718                                              RVal };
3719   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3720 }
3721
3722 namespace {
3723 struct IncDecSubobjectHandler {
3724   EvalInfo &Info;
3725   const UnaryOperator *E;
3726   AccessKinds AccessKind;
3727   APValue *Old;
3728
3729   typedef bool result_type;
3730
3731   bool checkConst(QualType QT) {
3732     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3733     if (QT.isConstQualified()) {
3734       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3735       return false;
3736     }
3737     return true;
3738   }
3739
3740   bool failed() { return false; }
3741   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3742     // Stash the old value. Also clear Old, so we don't clobber it later
3743     // if we're post-incrementing a complex.
3744     if (Old) {
3745       *Old = Subobj;
3746       Old = nullptr;
3747     }
3748
3749     switch (Subobj.getKind()) {
3750     case APValue::Int:
3751       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3752     case APValue::Float:
3753       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3754     case APValue::ComplexInt:
3755       return found(Subobj.getComplexIntReal(),
3756                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3757                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3758     case APValue::ComplexFloat:
3759       return found(Subobj.getComplexFloatReal(),
3760                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3761                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3762     case APValue::LValue:
3763       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3764     default:
3765       // FIXME: can this happen?
3766       Info.FFDiag(E);
3767       return false;
3768     }
3769   }
3770   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3771     if (!checkConst(SubobjType))
3772       return false;
3773
3774     if (!SubobjType->isIntegerType()) {
3775       // We don't support increment / decrement on integer-cast-to-pointer
3776       // values.
3777       Info.FFDiag(E);
3778       return false;
3779     }
3780
3781     if (Old) *Old = APValue(Value);
3782
3783     // bool arithmetic promotes to int, and the conversion back to bool
3784     // doesn't reduce mod 2^n, so special-case it.
3785     if (SubobjType->isBooleanType()) {
3786       if (AccessKind == AK_Increment)
3787         Value = 1;
3788       else
3789         Value = !Value;
3790       return true;
3791     }
3792
3793     bool WasNegative = Value.isNegative();
3794     if (AccessKind == AK_Increment) {
3795       ++Value;
3796
3797       if (!WasNegative && Value.isNegative() && E->canOverflow()) {
3798         APSInt ActualValue(Value, /*IsUnsigned*/true);
3799         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3800       }
3801     } else {
3802       --Value;
3803
3804       if (WasNegative && !Value.isNegative() && E->canOverflow()) {
3805         unsigned BitWidth = Value.getBitWidth();
3806         APSInt ActualValue(Value.sext(BitWidth + 1), /*IsUnsigned*/false);
3807         ActualValue.setBit(BitWidth);
3808         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3809       }
3810     }
3811     return true;
3812   }
3813   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3814     if (!checkConst(SubobjType))
3815       return false;
3816
3817     if (Old) *Old = APValue(Value);
3818
3819     APFloat One(Value.getSemantics(), 1);
3820     if (AccessKind == AK_Increment)
3821       Value.add(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3822     else
3823       Value.subtract(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3824     return true;
3825   }
3826   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3827     if (!checkConst(SubobjType))
3828       return false;
3829
3830     QualType PointeeType;
3831     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3832       PointeeType = PT->getPointeeType();
3833     else {
3834       Info.FFDiag(E);
3835       return false;
3836     }
3837
3838     LValue LVal;
3839     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3840     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType,
3841                                      AccessKind == AK_Increment ? 1 : -1))
3842       return false;
3843     LVal.moveInto(Subobj);
3844     return true;
3845   }
3846 };
3847 } // end anonymous namespace
3848
3849 /// Perform an increment or decrement on LVal.
3850 static bool handleIncDec(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3851                          QualType LValType, bool IsIncrement, APValue *Old) {
3852   if (LVal.Designator.Invalid)
3853     return false;
3854
3855   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3856     Info.FFDiag(E);
3857     return false;
3858   }
3859
3860   AccessKinds AK = IsIncrement ? AK_Increment : AK_Decrement;
3861   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK, LVal, LValType);
3862   IncDecSubobjectHandler Handler = {Info, cast<UnaryOperator>(E), AK, Old};
3863   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3864 }
3865
3866 /// Build an lvalue for the object argument of a member function call.
3867 static bool EvaluateObjectArgument(EvalInfo &Info, const Expr *Object,
3868                                    LValue &This) {
3869   if (Object->getType()->isPointerType())
3870     return EvaluatePointer(Object, This, Info);
3871
3872   if (Object->isGLValue())
3873     return EvaluateLValue(Object, This, Info);
3874
3875   if (Object->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
3876     return EvaluateTemporary(Object, This, Info);
3877
3878   Info.FFDiag(Object, diag::note_constexpr_nonliteral) << Object->getType();
3879   return false;
3880 }
3881
3882 /// HandleMemberPointerAccess - Evaluate a member access operation and build an
3883 /// lvalue referring to the result.
3884 ///
3885 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3886 /// \param LV - An lvalue referring to the base of the member pointer.
3887 /// \param RHS - The member pointer expression.
3888 /// \param IncludeMember - Specifies whether the member itself is included in
3889 ///        the resulting LValue subobject designator. This is not possible when
3890 ///        creating a bound member function.
3891 /// \return The field or method declaration to which the member pointer refers,
3892 ///         or 0 if evaluation fails.
3893 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3894                                                   QualType LVType,
3895                                                   LValue &LV,
3896                                                   const Expr *RHS,
3897                                                   bool IncludeMember = true) {
3898   MemberPtr MemPtr;
3899   if (!EvaluateMemberPointer(RHS, MemPtr, Info))
3900     return nullptr;
3901
3902   // C++11 [expr.mptr.oper]p6: If the second operand is the null pointer to
3903   // member value, the behavior is undefined.
3904   if (!MemPtr.getDecl()) {
3905     // FIXME: Specific diagnostic.
3906     Info.FFDiag(RHS);
3907     return nullptr;
3908   }
3909
3910   if (MemPtr.isDerivedMember()) {
3911     // This is a member of some derived class. Truncate LV appropriately.
3912     // The end of the derived-to-base path for the base object must match the
3913     // derived-to-base path for the member pointer.
3914     if (LV.Designator.MostDerivedPathLength + MemPtr.Path.size() >
3915         LV.Designator.Entries.size()) {
3916       Info.FFDiag(RHS);
3917       return nullptr;
3918     }
3919     unsigned PathLengthToMember =
3920         LV.Designator.Entries.size() - MemPtr.Path.size();
3921     for (unsigned I = 0, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3922       const CXXRecordDecl *LVDecl = getAsBaseClass(
3923           LV.Designator.Entries[PathLengthToMember + I]);
3924       const CXXRecordDecl *MPDecl = MemPtr.Path[I];
3925       if (LVDecl->getCanonicalDecl() != MPDecl->getCanonicalDecl()) {
3926         Info.FFDiag(RHS);
3927         return nullptr;
3928       }
3929     }
3930
3931     // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3932     if (!CastToDerivedClass(Info, RHS, LV, MemPtr.getContainingRecord(),
3933                             PathLengthToMember))
3934       return nullptr;
3935   } else if (!MemPtr.Path.empty()) {
3936     // Extend the LValue path with the member pointer's path.
3937     LV.Designator.Entries.reserve(LV.Designator.Entries.size() +
3938                                   MemPtr.Path.size() + IncludeMember);
3939
3940     // Walk down to the appropriate base class.
3941     if (const PointerType *PT = LVType->getAs<PointerType>())
3942       LVType = PT->getPointeeType();
3943     const CXXRecordDecl *RD = LVType->getAsCXXRecordDecl();
3944     assert(RD && "member pointer access on non-class-type expression");
3945     // The first class in the path is that of the lvalue.
3946     for (unsigned I = 1, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3947       const CXXRecordDecl *Base = MemPtr.Path[N - I - 1];
3948       if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD, Base))
3949         return nullptr;
3950       RD = Base;
3951     }
3952     // Finally cast to the class containing the member.
3953     if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD,
3954                                 MemPtr.getContainingRecord()))
3955       return nullptr;
3956   }
3957
3958   // Add the member. Note that we cannot build bound member functions here.
3959   if (IncludeMember) {
3960     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3961       if (!HandleLValueMember(Info, RHS, LV, FD))
3962         return nullptr;
3963     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD =
3964                  dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3965       if (!HandleLValueIndirectMember(Info, RHS, LV, IFD))
3966         return nullptr;
3967     } else {
3968       llvm_unreachable("can't construct reference to bound member function");
3969     }
3970   }
3971
3972   return MemPtr.getDecl();
3973 }
3974
3975 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3976                                                   const BinaryOperator *BO,
3977                                                   LValue &LV,
3978                                                   bool IncludeMember = true) {
3979   assert(BO->getOpcode() == BO_PtrMemD || BO->getOpcode() == BO_PtrMemI);
3980
3981   if (!EvaluateObjectArgument(Info, BO->getLHS(), LV)) {
3982     if (Info.noteFailure()) {
3983       MemberPtr MemPtr;
3984       EvaluateMemberPointer(BO->getRHS(), MemPtr, Info);
3985     }
3986     return nullptr;
3987   }
3988
3989   return HandleMemberPointerAccess(Info, BO->getLHS()->getType(), LV,
3990                                    BO->getRHS(), IncludeMember);
3991 }
3992
3993 /// HandleBaseToDerivedCast - Apply the given base-to-derived cast operation on
3994 /// the provided lvalue, which currently refers to the base object.
3995 static bool HandleBaseToDerivedCast(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
3996                                     LValue &Result) {
3997   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
3998   if (D.Invalid || !Result.checkNullPointer(Info, E, CSK_Derived))
3999     return false;
4000
4001   QualType TargetQT = E->getType();
4002   if (const PointerType *PT = TargetQT->getAs<PointerType>())
4003     TargetQT = PT->getPointeeType();
4004
4005   // Check this cast lands within the final derived-to-base subobject path.
4006   if (D.MostDerivedPathLength + E->path_size() > D.Entries.size()) {
4007     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
4008       << D.MostDerivedType << TargetQT;
4009     return false;
4010   }
4011
4012   // Check the type of the final cast. We don't need to check the path,
4013   // since a cast can only be formed if the path is unique.
4014   unsigned NewEntriesSize = D.Entries.size() - E->path_size();
4015   const CXXRecordDecl *TargetType = TargetQT->getAsCXXRecordDecl();
4016   const CXXRecordDecl *FinalType;
4017   if (NewEntriesSize == D.MostDerivedPathLength)
4018     FinalType = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
4019   else
4020     FinalType = getAsBaseClass(D.Entries[NewEntriesSize - 1]);
4021   if (FinalType->getCanonicalDecl() != TargetType->getCanonicalDecl()) {
4022     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
4023       << D.MostDerivedType << TargetQT;
4024     return false;
4025   }
4026
4027   // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
4028   return CastToDerivedClass(Info, E, Result, TargetType, NewEntriesSize);
4029 }
4030
4031 namespace {
4032 enum EvalStmtResult {
4033   /// Evaluation failed.
4034   ESR_Failed,
4035   /// Hit a 'return' statement.
4036   ESR_Returned,
4037   /// Evaluation succeeded.
4038   ESR_Succeeded,
4039   /// Hit a 'continue' statement.
4040   ESR_Continue,
4041   /// Hit a 'break' statement.
4042   ESR_Break,
4043   /// Still scanning for 'case' or 'default' statement.
4044   ESR_CaseNotFound
4045 };
4046 }
4047
4048 static bool EvaluateVarDecl(EvalInfo &Info, const VarDecl *VD) {
4049   // We don't need to evaluate the initializer for a static local.
4050   if (!VD->hasLocalStorage())
4051     return true;
4052
4053   LValue Result;
4054   APValue &Val = createTemporary(VD, true, Result, *Info.CurrentCall);
4055
4056   const Expr *InitE = VD->getInit();
4057   if (!InitE) {
4058     Info.FFDiag(VD->getBeginLoc(), diag::note_constexpr_uninitialized)
4059         << false << VD->getType();
4060     Val = APValue();
4061     return false;
4062   }
4063
4064   if (InitE->isValueDependent())
4065     return false;
4066
4067   if (!EvaluateInPlace(Val, Info, Result, InitE)) {
4068     // Wipe out any partially-computed value, to allow tracking that this
4069     // evaluation failed.
4070     Val = APValue();
4071     return false;
4072   }
4073
4074   return true;
4075 }
4076
4077 static bool EvaluateDecl(EvalInfo &Info, const Decl *D) {
4078   bool OK = true;
4079
4080   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
4081     OK &= EvaluateVarDecl(Info, VD);
4082
4083   if (const DecompositionDecl *DD = dyn_cast<DecompositionDecl>(D))
4084     for (auto *BD : DD->bindings())
4085       if (auto *VD = BD->getHoldingVar())
4086         OK &= EvaluateDecl(Info, VD);
4087
4088   return OK;
4089 }
4090
4091
4092 /// Evaluate a condition (either a variable declaration or an expression).
4093 static bool EvaluateCond(EvalInfo &Info, const VarDecl *CondDecl,
4094                          const Expr *Cond, bool &Result) {
4095   FullExpressionRAII Scope(Info);
4096   if (CondDecl && !EvaluateDecl(Info, CondDecl))
4097     return false;
4098   return EvaluateAsBooleanCondition(Cond, Result, Info);
4099 }
4100
4101 namespace {
4102 /// A location where the result (returned value) of evaluating a
4103 /// statement should be stored.
4104 struct StmtResult {
4105   /// The APValue that should be filled in with the returned value.
4106   APValue &Value;
4107   /// The location containing the result, if any (used to support RVO).
4108   const LValue *Slot;
4109 };
4110
4111 struct TempVersionRAII {
4112   CallStackFrame &Frame;
4113
4114   TempVersionRAII(CallStackFrame &Frame) : Frame(Frame) {
4115     Frame.pushTempVersion();
4116   }
4117
4118   ~TempVersionRAII() {
4119     Frame.popTempVersion();
4120   }
4121 };
4122
4123 }
4124
4125 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
4126                                    const Stmt *S,
4127                                    const SwitchCase *SC = nullptr);
4128
4129 /// Evaluate the body of a loop, and translate the result as appropriate.
4130 static EvalStmtResult EvaluateLoopBody(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
4131                                        const Stmt *Body,
4132                                        const SwitchCase *Case = nullptr) {
4133   BlockScopeRAII Scope(Info);
4134   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Body, Case)) {
4135   case ESR_Break:
4136     return ESR_Succeeded;
4137   case ESR_Succeeded:
4138   case ESR_Continue:
4139     return ESR_Continue;
4140   case ESR_Failed:
4141   case ESR_Returned:
4142   case ESR_CaseNotFound:
4143     return ESR;
4144   }
4145   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
4146 }
4147
4148 /// Evaluate a switch statement.
4149 static EvalStmtResult EvaluateSwitch(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
4150                                      const SwitchStmt *SS) {
4151   BlockScopeRAII Scope(Info);
4152
4153   // Evaluate the switch condition.
4154   APSInt Value;
4155   {
4156     FullExpressionRAII Scope(Info);
4157     if (const Stmt *Init = SS->getInit()) {
4158       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
4159       if (ESR != ESR_Succeeded)
4160         return ESR;
4161     }
4162     if (SS->getConditionVariable() &&
4163         !EvaluateDecl(Info, SS->getConditionVariable()))
4164       return ESR_Failed;
4165     if (!EvaluateInteger(SS->getCond(), Value, Info))
4166       return ESR_Failed;
4167   }
4168
4169   // Find the switch case corresponding to the value of the condition.
4170   // FIXME: Cache this lookup.
4171   const SwitchCase *Found = nullptr;
4172   for (const SwitchCase *SC = SS->getSwitchCaseList(); SC;
4173        SC = SC->getNextSwitchCase()) {
4174     if (isa<DefaultStmt>(SC)) {
4175       Found = SC;
4176       continue;
4177     }
4178
4179     const CaseStmt *CS = cast<CaseStmt>(SC);
4180     APSInt LHS = CS->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx);
4181     APSInt RHS = CS->getRHS() ? CS->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx)
4182                               : LHS;
4183     if (LHS <= Value && Value <= RHS) {
4184       Found = SC;
4185       break;
4186     }
4187   }
4188
4189   if (!Found)
4190     return ESR_Succeeded;
4191
4192   // Search the switch body for the switch case and evaluate it from there.
4193   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SS->getBody(), Found)) {
4194   case ESR_Break:
4195     return ESR_Succeeded;
4196   case ESR_Succeeded:
4197   case ESR_Continue:
4198   case ESR_Failed:
4199   case ESR_Returned:
4200     return ESR;
4201   case ESR_CaseNotFound:
4202     // This can only happen if the switch case is nested within a statement
4203     // expression. We have no intention of supporting that.
4204     Info.FFDiag(Found->getBeginLoc(),
4205                 diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4206     return ESR_Failed;
4207   }
4208   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
4209 }
4210
4211 // Evaluate a statement.
4212 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
4213                                    const Stmt *S, const SwitchCase *Case) {
4214   if (!Info.nextStep(S))
4215     return ESR_Failed;
4216
4217   // If we're hunting down a 'case' or 'default' label, recurse through
4218   // substatements until we hit the label.
4219   if (Case) {
4220     // FIXME: We don't start the lifetime of objects whose initialization we
4221     // jump over. However, such objects must be of class type with a trivial
4222     // default constructor that initialize all subobjects, so must be empty,
4223     // so this almost never matters.
4224     switch (S->getStmtClass()) {
4225     case Stmt::CompoundStmtClass:
4226       // FIXME: Precompute which substatement of a compound statement we
4227       // would jump to, and go straight there rather than performing a
4228       // linear scan each time.
4229     case Stmt::LabelStmtClass:
4230     case Stmt::AttributedStmtClass:
4231     case Stmt::DoStmtClass:
4232       break;
4233
4234     case Stmt::CaseStmtClass:
4235     case Stmt::DefaultStmtClass:
4236       if (Case == S)
4237         Case = nullptr;
4238       break;
4239
4240     case Stmt::IfStmtClass: {
4241       // FIXME: Precompute which side of an 'if' we would jump to, and go
4242       // straight there rather than scanning both sides.
4243       const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
4244
4245       // Wrap the evaluation in a block scope, in case it's a DeclStmt
4246       // preceded by our switch label.
4247       BlockScopeRAII Scope(Info);
4248
4249       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, IS->getThen(), Case);
4250       if (ESR != ESR_CaseNotFound || !IS->getElse())
4251         return ESR;
4252       return EvaluateStmt(Result, Info, IS->getElse(), Case);
4253     }
4254
4255     case Stmt::WhileStmtClass: {
4256       EvalStmtResult ESR =
4257           EvaluateLoopBody(Result, Info, cast<WhileStmt>(S)->getBody(), Case);
4258       if (ESR != ESR_Continue)
4259         return ESR;
4260       break;
4261     }
4262
4263     case Stmt::ForStmtClass: {
4264       const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
4265       EvalStmtResult ESR =
4266           EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody(), Case);
4267       if (ESR != ESR_Continue)
4268         return ESR;
4269       if (FS->getInc()) {
4270         FullExpressionRAII IncScope(Info);
4271         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
4272           return ESR_Failed;
4273       }
4274       break;
4275     }
4276
4277     case Stmt::DeclStmtClass:
4278       // FIXME: If the variable has initialization that can't be jumped over,
4279       // bail out of any immediately-surrounding compound-statement too.
4280     default:
4281       return ESR_CaseNotFound;
4282     }
4283   }
4284
4285   switch (S->getStmtClass()) {
4286   default:
4287     if (const Expr *E = dyn_cast<Expr>(S)) {
4288       // Don't bother evaluating beyond an expression-statement which couldn't
4289       // be evaluated.
4290       FullExpressionRAII Scope(Info);
4291       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, E))
4292         return ESR_Failed;
4293       return ESR_Succeeded;
4294     }
4295
4296     Info.FFDiag(S->getBeginLoc());
4297     return ESR_Failed;
4298
4299   case Stmt::NullStmtClass:
4300     return ESR_Succeeded;
4301
4302   case Stmt::DeclStmtClass: {
4303     const DeclStmt *DS = cast<DeclStmt>(S);
4304     for (const auto *DclIt : DS->decls()) {
4305       // Each declaration initialization is its own full-expression.
4306       // FIXME: This isn't quite right; if we're performing aggregate
4307       // initialization, each braced subexpression is its own full-expression.
4308       FullExpressionRAII Scope(Info);
4309       if (!EvaluateDecl(Info, DclIt) && !Info.noteFailure())
4310         return ESR_Failed;
4311     }
4312     return ESR_Succeeded;
4313   }
4314
4315   case Stmt::ReturnStmtClass: {
4316     const Expr *RetExpr = cast<ReturnStmt>(S)->getRetValue();
4317     FullExpressionRAII Scope(Info);
4318     if (RetExpr &&
4319         !(Result.Slot
4320               ? EvaluateInPlace(Result.Value, Info, *Result.Slot, RetExpr)
4321               : Evaluate(Result.Value, Info, RetExpr)))
4322       return ESR_Failed;
4323     return ESR_Returned;
4324   }
4325
4326   case Stmt::CompoundStmtClass: {
4327     BlockScopeRAII Scope(Info);
4328
4329     const CompoundStmt *CS = cast<CompoundStmt>(S);
4330     for (const auto *BI : CS->body()) {
4331       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, BI, Case);
4332       if (ESR == ESR_Succeeded)
4333         Case = nullptr;
4334       else if (ESR != ESR_CaseNotFound)
4335         return ESR;
4336     }
4337     return Case ? ESR_CaseNotFound : ESR_Succeeded;
4338   }
4339
4340   case Stmt::IfStmtClass: {
4341     const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
4342
4343     // Evaluate the condition, as either a var decl or as an expression.
4344     BlockScopeRAII Scope(Info);
4345     if (const Stmt *Init = IS->getInit()) {
4346       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
4347       if (ESR != ESR_Succeeded)
4348         return ESR;
4349     }
4350     bool Cond;
4351     if (!EvaluateCond(Info, IS->getConditionVariable(), IS->getCond(), Cond))
4352       return ESR_Failed;
4353
4354     if (const Stmt *SubStmt = Cond ? IS->getThen() : IS->getElse()) {
4355       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SubStmt);
4356       if (ESR != ESR_Succeeded)
4357         return ESR;
4358     }
4359     return ESR_Succeeded;
4360   }
4361
4362   case Stmt::WhileStmtClass: {
4363     const WhileStmt *WS = cast<WhileStmt>(S);
4364     while (true) {
4365       BlockScopeRAII Scope(Info);
4366       bool Continue;
4367       if (!EvaluateCond(Info, WS->getConditionVariable(), WS->getCond(),
4368                         Continue))
4369         return ESR_Failed;
4370       if (!Continue)
4371         break;
4372
4373       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, WS->getBody());
4374       if (ESR != ESR_Continue)
4375         return ESR;
4376     }
4377     return ESR_Succeeded;
4378   }
4379
4380   case Stmt::DoStmtClass: {
4381     const DoStmt *DS = cast<DoStmt>(S);
4382     bool Continue;
4383     do {
4384       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, DS->getBody(), Case);
4385       if (ESR != ESR_Continue)
4386         return ESR;
4387       Case = nullptr;
4388
4389       FullExpressionRAII CondScope(Info);
4390       if (!EvaluateAsBooleanCondition(DS->getCond(), Continue, Info))
4391         return ESR_Failed;
4392     } while (Continue);
4393     return ESR_Succeeded;
4394   }
4395
4396   case Stmt::ForStmtClass: {
4397     const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
4398     BlockScopeRAII Scope(Info);
4399     if (FS->getInit()) {
4400       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getInit());
4401       if (ESR != ESR_Succeeded)
4402         return ESR;
4403     }
4404     while (true) {
4405       BlockScopeRAII Scope(Info);
4406       bool Continue = true;
4407       if (FS->getCond() && !EvaluateCond(Info, FS->getConditionVariable(),
4408                                          FS->getCond(), Continue))
4409         return ESR_Failed;
4410       if (!Continue)
4411         break;
4412
4413       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
4414       if (ESR != ESR_Continue)
4415         return ESR;
4416
4417       if (FS->getInc()) {
4418         FullExpressionRAII IncScope(Info);
4419         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
4420           return ESR_Failed;
4421       }
4422     }
4423     return ESR_Succeeded;
4424   }
4425
4426   case Stmt::CXXForRangeStmtClass: {
4427     const CXXForRangeStmt *FS = cast<CXXForRangeStmt>(S);
4428     BlockScopeRAII Scope(Info);
4429
4430     // Evaluate the init-statement if present.
4431     if (FS->getInit()) {
4432       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getInit());
4433       if (ESR != ESR_Succeeded)
4434         return ESR;
4435     }
4436
4437     // Initialize the __range variable.
4438     EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getRangeStmt());
4439     if (ESR != ESR_Succeeded)
4440       return ESR;
4441
4442     // Create the __begin and __end iterators.
4443     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getBeginStmt());
4444     if (ESR != ESR_Succeeded)
4445       return ESR;
4446     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getEndStmt());
4447     if (ESR != ESR_Succeeded)
4448       return ESR;
4449
4450     while (true) {
4451       // Condition: __begin != __end.
4452       {
4453         bool Continue = true;
4454         FullExpressionRAII CondExpr(Info);
4455         if (!EvaluateAsBooleanCondition(FS->getCond(), Continue, Info))
4456           return ESR_Failed;
4457         if (!Continue)
4458           break;
4459       }
4460
4461       // User's variable declaration, initialized by *__begin.
4462       BlockScopeRAII InnerScope(Info);
4463       ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getLoopVarStmt());
4464       if (ESR != ESR_Succeeded)
4465         return ESR;
4466
4467       // Loop body.
4468       ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
4469       if (ESR != ESR_Continue)
4470         return ESR;
4471
4472       // Increment: ++__begin
4473       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
4474         return ESR_Failed;
4475     }
4476
4477     return ESR_Succeeded;
4478   }
4479
4480   case Stmt::SwitchStmtClass:
4481     return EvaluateSwitch(Result, Info, cast<SwitchStmt>(S));
4482
4483   case Stmt::ContinueStmtClass:
4484     return ESR_Continue;
4485
4486   case Stmt::BreakStmtClass:
4487     return ESR_Break;
4488
4489   case Stmt::LabelStmtClass:
4490     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<LabelStmt>(S)->getSubStmt(), Case);
4491
4492   case Stmt::AttributedStmtClass:
4493     // As a general principle, C++11 attributes can be ignored without
4494     // any semantic impact.
4495     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<AttributedStmt>(S)->getSubStmt(),
4496                         Case);
4497
4498   case Stmt::CaseStmtClass:
4499   case Stmt::DefaultStmtClass:
4500     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<SwitchCase>(S)->getSubStmt(), Case);
4501   case Stmt::CXXTryStmtClass:
4502     // Evaluate try blocks by evaluating all sub statements.
4503     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<CXXTryStmt>(S)->getTryBlock(), Case);
4504   }
4505 }
4506
4507 /// CheckTrivialDefaultConstructor - Check whether a constructor is a trivial
4508 /// default constructor. If so, we'll fold it whether or not it's marked as
4509 /// constexpr. If it is marked as constexpr, we will never implicitly define it,
4510 /// so we need special handling.
4511 static bool CheckTrivialDefaultConstructor(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
4512                                            const CXXConstructorDecl *CD,
4513                                            bool IsValueInitialization) {
4514   if (!CD->isTrivial() || !CD->isDefaultConstructor())
4515     return false;
4516
4517   // Value-initialization does not call a trivial default constructor, so such a
4518   // call is a core constant expression whether or not the constructor is
4519   // constexpr.
4520   if (!CD->isConstexpr() && !IsValueInitialization) {
4521     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4522       // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function,
4523       // we should be much more explicit about why it's not constexpr.
4524       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4525         << /*IsConstexpr*/0 << /*IsConstructor*/1 << CD;
4526       Info.Note(CD->getLocation(), diag::note_declared_at);
4527     } else {
4528       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4529     }
4530   }
4531   return true;
4532 }
4533
4534 /// CheckConstexprFunction - Check that a function can be called in a constant
4535 /// expression.
4536 static bool CheckConstexprFunction(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
4537                                    const FunctionDecl *Declaration,
4538                                    const FunctionDecl *Definition,
4539                                    const Stmt *Body) {
4540   // Potential constant expressions can contain calls to declared, but not yet
4541   // defined, constexpr functions.
4542   if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && !Definition &&
4543       Declaration->isConstexpr())
4544     return false;
4545
4546   // Bail out if the function declaration itself is invalid.  We will
4547   // have produced a relevant diagnostic while parsing it, so just
4548   // note the problematic sub-expression.
4549   if (Declaration->isInvalidDecl()) {
4550     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4551     return false;
4552   }
4553
4554   // DR1872: An instantiated virtual constexpr function can't be called in a
4555   // constant expression (prior to C++20). We can still constant-fold such a
4556   // call.
4557   if (!Info.Ctx.getLangOpts().CPlusPlus2a && isa<CXXMethodDecl>(Declaration) &&
4558       cast<CXXMethodDecl>(Declaration)->isVirtual())
4559     Info.CCEDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_virtual_call);
4560
4561   if (Definition && Definition->isInvalidDecl()) {
4562     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4563     return false;
4564   }
4565
4566   // Can we evaluate this function call?
4567   if (Definition && Definition->isConstexpr() && Body)
4568     return true;
4569
4570   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4571     const FunctionDecl *DiagDecl = Definition ? Definition : Declaration;
4572
4573     // If this function is not constexpr because it is an inherited
4574     // non-constexpr constructor, diagnose that directly.
4575     auto *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(DiagDecl);
4576     if (CD && CD->isInheritingConstructor()) {
4577       auto *Inherited = CD->getInheritedConstructor().getConstructor();
4578       if (!Inherited->isConstexpr())
4579         DiagDecl = CD = Inherited;
4580     }
4581
4582     // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function
4583     // or an inheriting constructor, we should be much more explicit about why
4584     // it's not constexpr.
4585     if (CD && CD->isInheritingConstructor())
4586       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_inhctor, 1)
4587         << CD->getInheritedConstructor().getConstructor()->getParent();
4588     else
4589       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4590         << DiagDecl->isConstexpr() << (bool)CD << DiagDecl;
4591     Info.Note(DiagDecl->getLocation(), diag::note_declared_at);
4592   } else {
4593     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4594   }
4595   return false;
4596 }
4597
4598 namespace {
4599 struct CheckDynamicTypeHandler {
4600   AccessKinds AccessKind;
4601   typedef bool result_type;
4602   bool failed() { return false; }
4603   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) { return true; }
4604   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) { return true; }
4605   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) { return true; }
4606 };
4607 } // end anonymous namespace
4608
4609 /// Check that we can access the notional vptr of an object / determine its
4610 /// dynamic type.
4611 static bool checkDynamicType(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &This,
4612                              AccessKinds AK, bool Polymorphic) {
4613   if (This.Designator.Invalid)
4614     return false;
4615
4616   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK, This, QualType());
4617
4618   if (!Obj)
4619     return false;
4620
4621   if (!Obj.Value) {
4622     // The object is not usable in constant expressions, so we can't inspect
4623     // its value to see if it's in-lifetime or what the active union members
4624     // are. We can still check for a one-past-the-end lvalue.
4625     if (This.Designator.isOnePastTheEnd() ||
4626         This.Designator.isMostDerivedAnUnsizedArray()) {
4627       Info.FFDiag(E, This.Designator.isOnePastTheEnd()
4628                          ? diag::note_constexpr_access_past_end
4629                          : diag::note_constexpr_access_unsized_array)
4630           << AK;
4631       return false;
4632     } else if (Polymorphic) {
4633       // Conservatively refuse to perform a polymorphic operation if we would
4634       // not be able to read a notional 'vptr' value.
4635       APValue Val;
4636       This.moveInto(Val);
4637       QualType StarThisType =
4638           Info.Ctx.getLValueReferenceType(This.Designator.getType(Info.Ctx));
4639       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_polymorphic_unknown_dynamic_type)
4640           << AK << Val.getAsString(Info.Ctx, StarThisType);
4641       return false;
4642     }
4643     return true;
4644   }
4645
4646   CheckDynamicTypeHandler Handler{AK};
4647   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, This.Designator, Handler);
4648 }
4649
4650 /// Check that the pointee of the 'this' pointer in a member function call is
4651 /// either within its lifetime or in its period of construction or destruction.
4652 static bool checkNonVirtualMemberCallThisPointer(EvalInfo &Info, const Expr *E,
4653                                                  const LValue &This) {
4654   return checkDynamicType(Info, E, This, AK_MemberCall, false);
4655 }
4656
4657 struct DynamicType {
4658   /// The dynamic class type of the object.
4659   const CXXRecordDecl *Type;
4660   /// The corresponding path length in the lvalue.
4661   unsigned PathLength;
4662 };
4663
4664 static const CXXRecordDecl *getBaseClassType(SubobjectDesignator &Designator,
4665                                              unsigned PathLength) {
4666   assert(PathLength >= Designator.MostDerivedPathLength && PathLength <=
4667       Designator.Entries.size() && "invalid path length");
4668   return (PathLength == Designator.MostDerivedPathLength)
4669              ? Designator.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl()
4670              : getAsBaseClass(Designator.Entries[PathLength - 1]);
4671 }
4672
4673 /// Determine the dynamic type of an object.
4674 static Optional<DynamicType> ComputeDynamicType(EvalInfo &Info, const Expr *E,
4675                                                 LValue &This, AccessKinds AK) {
4676   // If we don't have an lvalue denoting an object of class type, there is no
4677   // meaningful dynamic type. (We consider objects of non-class type to have no
4678   // dynamic type.)
4679   if (!checkDynamicType(Info, E, This, AK, true))
4680     return None;
4681
4682   // Refuse to compute a dynamic type in the presence of virtual bases. This
4683   // shouldn't happen other than in constant-folding situations, since literal
4684   // types can't have virtual bases.
4685   //
4686   // Note that consumers of DynamicType assume that the type has no virtual
4687   // bases, and will need modifications if this restriction is relaxed.
4688   const CXXRecordDecl *Class =
4689       This.Designator.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
4690   if (!Class || Class->getNumVBases()) {
4691     Info.FFDiag(E);
4692     return None;
4693   }
4694
4695   // FIXME: For very deep class hierarchies, it might be beneficial to use a
4696   // binary search here instead. But the overwhelmingly common case is that
4697   // we're not in the middle of a constructor, so it probably doesn't matter
4698   // in practice.
4699   ArrayRef<APValue::LValuePathEntry> Path = This.Designator.Entries;
4700   for (unsigned PathLength = This.Designator.MostDerivedPathLength;
4701        PathLength <= Path.size(); ++PathLength) {
4702     switch (Info.isEvaluatingConstructor(This.getLValueBase(),
4703                                          Path.slice(0, PathLength))) {
4704     case ConstructionPhase::Bases:
4705       // We're constructing a base class. This is not the dynamic type.
4706       break;
4707
4708     case ConstructionPhase::None:
4709     case ConstructionPhase::AfterBases:
4710       // We've finished constructing the base classes, so this is the dynamic
4711       // type.
4712       return DynamicType{getBaseClassType(This.Designator, PathLength),
4713                          PathLength};
4714     }
4715   }
4716
4717   // CWG issue 1517: we're constructing a base class of the object described by
4718   // 'This', so that object has not yet begun its period of construction and
4719   // any polymorphic operation on it results in undefined behavior.
4720   Info.FFDiag(E);
4721   return None;
4722 }
4723
4724 /// Perform virtual dispatch.
4725 static const CXXMethodDecl *HandleVirtualDispatch(
4726     EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &This, const CXXMethodDecl *Found,
4727     llvm::SmallVectorImpl<QualType> &CovariantAdjustmentPath) {
4728   Optional<DynamicType> DynType =
4729       ComputeDynamicType(Info, E, This, AK_MemberCall);
4730   if (!DynType)
4731     return nullptr;
4732
4733   // Find the final overrider. It must be declared in one of the classes on the
4734   // path from the dynamic type to the static type.
4735   // FIXME: If we ever allow literal types to have virtual base classes, that
4736   // won't be true.
4737   const CXXMethodDecl *Callee = Found;
4738   unsigned PathLength = DynType->PathLength;
4739   for (/**/; PathLength <= This.Designator.Entries.size(); ++PathLength) {
4740     const CXXRecordDecl *Class = getBaseClassType(This.Designator, PathLength);
4741     const CXXMethodDecl *Overrider =
4742         Found->getCorrespondingMethodDeclaredInClass(Class, false);
4743     if (Overrider) {
4744       Callee = Overrider;
4745       break;
4746     }
4747   }
4748
4749   // C++2a [class.abstract]p6:
4750   //   the effect of making a virtual call to a pure virtual function [...] is
4751   //   undefined
4752   if (Callee->isPure()) {
4753     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_pure_virtual_call, 1) << Callee;
4754     Info.Note(Callee->getLocation(), diag::note_declared_at);
4755     return nullptr;
4756   }
4757
4758   // If necessary, walk the rest of the path to determine the sequence of
4759   // covariant adjustment steps to apply.
4760   if (!Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(Callee->getReturnType(),
4761                                        Found->getReturnType())) {
4762     CovariantAdjustmentPath.push_back(Callee->getReturnType());
4763     for (unsigned CovariantPathLength = PathLength + 1;
4764          CovariantPathLength != This.Designator.Entries.size();
4765          ++CovariantPathLength) {
4766       const CXXRecordDecl *NextClass =
4767           getBaseClassType(This.Designator, CovariantPathLength);
4768       const CXXMethodDecl *Next =
4769           Found->getCorrespondingMethodDeclaredInClass(NextClass, false);
4770       if (Next && !Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(
4771                       Next->getReturnType(), CovariantAdjustmentPath.back()))
4772         CovariantAdjustmentPath.push_back(Next->getReturnType());
4773     }
4774     if (!Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(Found->getReturnType(),
4775                                          CovariantAdjustmentPath.back()))
4776       CovariantAdjustmentPath.push_back(Found->getReturnType());
4777   }
4778
4779   // Perform 'this' adjustment.
4780   if (!CastToDerivedClass(Info, E, This, Callee->getParent(), PathLength))
4781     return nullptr;
4782
4783   return Callee;
4784 }
4785
4786 /// Perform the adjustment from a value returned by a virtual function to
4787 /// a value of the statically expected type, which may be a pointer or
4788 /// reference to a base class of the returned type.
4789 static bool HandleCovariantReturnAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
4790                                             APValue &Result,
4791                                             ArrayRef<QualType> Path) {
4792   assert(Result.isLValue() &&
4793          "unexpected kind of APValue for covariant return");
4794   if (Result.isNullPointer())
4795     return true;
4796
4797   LValue LVal;
4798   LVal.setFrom(Info.Ctx, Result);
4799
4800   const CXXRecordDecl *OldClass = Path[0]->getPointeeCXXRecordDecl();
4801   for (unsigned I = 1; I != Path.size(); ++I) {
4802     const CXXRecordDecl *NewClass = Path[I]->getPointeeCXXRecordDecl();
4803     assert(OldClass && NewClass && "unexpected kind of covariant return");
4804     if (OldClass != NewClass &&
4805         !CastToBaseClass(Info, E, LVal, OldClass, NewClass))
4806       return false;
4807     OldClass = NewClass;
4808   }
4809
4810   LVal.moveInto(Result);
4811   return true;
4812 }
4813
4814 /// Determine whether \p Base, which is known to be a direct base class of
4815 /// \p Derived, is a public base class.
4816 static bool isBaseClassPublic(const CXXRecordDecl *Derived,
4817                               const CXXRecordDecl *Base) {
4818   for (const CXXBaseSpecifier &BaseSpec : Derived->bases()) {
4819     auto *BaseClass = BaseSpec.getType()->getAsCXXRecordDecl();
4820     if (BaseClass && declaresSameEntity(BaseClass, Base))
4821       return BaseSpec.getAccessSpecifier() == AS_public;
4822   }
4823   llvm_unreachable("Base is not a direct base of Derived");
4824 }
4825
4826 /// Apply the given dynamic cast operation on the provided lvalue.
4827 ///
4828 /// This implements the hard case of dynamic_cast, requiring a "runtime check"
4829 /// to find a suitable target subobject.
4830 static bool HandleDynamicCast(EvalInfo &Info, const ExplicitCastExpr *E,
4831                               LValue &Ptr) {
4832   // We can't do anything with a non-symbolic pointer value.
4833   SubobjectDesignator &D = Ptr.Designator;
4834   if (D.Invalid)
4835     return false;
4836
4837   // C++ [expr.dynamic.cast]p6:
4838   //   If v is a null pointer value, the result is a null pointer value.
4839   if (Ptr.isNullPointer() && !E->isGLValue())
4840     return true;
4841
4842   // For all the other cases, we need the pointer to point to an object within
4843   // its lifetime / period of construction / destruction, and we need to know
4844   // its dynamic type.
4845   Optional<DynamicType> DynType =
4846       ComputeDynamicType(Info, E, Ptr, AK_DynamicCast);
4847   if (!DynType)
4848     return false;
4849
4850   // C++ [expr.dynamic.cast]p7:
4851   //   If T is "pointer to cv void", then the result is a pointer to the most
4852   //   derived object
4853   if (E->getType()->isVoidPointerType())
4854     return CastToDerivedClass(Info, E, Ptr, DynType->Type, DynType->PathLength);
4855
4856   const CXXRecordDecl *C = E->getTypeAsWritten()->getPointeeCXXRecordDecl();
4857   assert(C && "dynamic_cast target is not void pointer nor class");
4858   CanQualType CQT = Info.Ctx.getCanonicalType(Info.Ctx.getRecordType(C));
4859
4860   auto RuntimeCheckFailed = [&] (CXXBasePaths *Paths) {
4861     // C++ [expr.dynamic.cast]p9:
4862     if (!E->isGLValue()) {
4863       //   The value of a failed cast to pointer type is the null pointer value
4864       //   of the required result type.
4865       auto TargetVal = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(E->getType());
4866       Ptr.setNull(E->getType(), TargetVal);
4867       return true;
4868     }
4869
4870     //   A failed cast to reference type throws [...] std::bad_cast.
4871     unsigned DiagKind;
4872     if (!Paths && (declaresSameEntity(DynType->Type, C) ||
4873                    DynType->Type->isDerivedFrom(C)))
4874       DiagKind = 0;
4875     else if (!Paths || Paths->begin() == Paths->end())
4876       DiagKind = 1;
4877     else if (Paths->isAmbiguous(CQT))
4878       DiagKind = 2;
4879     else {
4880       assert(Paths->front().Access != AS_public && "why did the cast fail?");
4881       DiagKind = 3;
4882     }
4883     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_dynamic_cast_to_reference_failed)
4884         << DiagKind << Ptr.Designator.getType(Info.Ctx)
4885         << Info.Ctx.getRecordType(DynType->Type)
4886         << E->getType().getUnqualifiedType();
4887     return false;
4888   };
4889
4890   // Runtime check, phase 1:
4891   //   Walk from the base subobject towards the derived object looking for the
4892   //   target type.
4893   for (int PathLength = Ptr.Designator.Entries.size();
4894        PathLength >= (int)DynType->PathLength; --PathLength) {
4895     const CXXRecordDecl *Class = getBaseClassType(Ptr.Designator, PathLength);
4896     if (declaresSameEntity(Class, C))
4897       return CastToDerivedClass(Info, E, Ptr, Class, PathLength);
4898     // We can only walk across public inheritance edges.
4899     if (PathLength > (int)DynType->PathLength &&
4900         !isBaseClassPublic(getBaseClassType(Ptr.Designator, PathLength - 1),
4901                            Class))
4902       return RuntimeCheckFailed(nullptr);
4903   }
4904
4905   // Runtime check, phase 2:
4906   //   Search the dynamic type for an unambiguous public base of type C.
4907   CXXBasePaths Paths(/*FindAmbiguities=*/true,
4908                      /*RecordPaths=*/true, /*DetectVirtual=*/false);
4909   if (DynType->Type->isDerivedFrom(C, Paths) && !Paths.isAmbiguous(CQT) &&
4910       Paths.front().Access == AS_public) {
4911     // Downcast to the dynamic type...
4912     if (!CastToDerivedClass(Info, E, Ptr, DynType->Type, DynType->PathLength))
4913       return false;
4914     // ... then upcast to the chosen base class subobject.
4915     for (CXXBasePathElement &Elem : Paths.front())
4916       if (!HandleLValueBase(Info, E, Ptr, Elem.Class, Elem.Base))
4917         return false;
4918     return true;
4919   }
4920
4921   // Otherwise, the runtime check fails.
4922   return RuntimeCheckFailed(&Paths);
4923 }
4924
4925 namespace {
4926 struct StartLifetimeOfUnionMemberHandler {
4927   const FieldDecl *Field;
4928
4929   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
4930
4931   APValue getDefaultInitValue(QualType SubobjType) {
4932     if (auto *RD = SubobjType->getAsCXXRecordDecl()) {
4933       if (RD->isUnion())
4934         return APValue((const FieldDecl*)nullptr);
4935
4936       APValue Struct(APValue::UninitStruct(), RD->getNumBases(),
4937                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
4938
4939       unsigned Index = 0;
4940       for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = RD->bases_begin(),
4941              End = RD->bases_end(); I != End; ++I, ++Index)
4942         Struct.getStructBase(Index) = getDefaultInitValue(I->getType());
4943
4944       for (const auto *I : RD->fields()) {
4945         if (I->isUnnamedBitfield())
4946           continue;
4947         Struct.getStructField(I->getFieldIndex()) =
4948             getDefaultInitValue(I->getType());
4949       }
4950       return Struct;
4951     }
4952
4953     if (auto *AT = dyn_cast_or_null<ConstantArrayType>(
4954             SubobjType->getAsArrayTypeUnsafe())) {
4955       APValue Array(APValue::UninitArray(), 0, AT->getSize().getZExtValue());
4956       if (Array.hasArrayFiller())
4957         Array.getArrayFiller() = getDefaultInitValue(AT->getElementType());
4958       return Array;
4959     }
4960
4961     return APValue::IndeterminateValue();
4962   }
4963
4964   typedef bool result_type;
4965   bool failed() { return false; }
4966   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
4967     // We are supposed to perform no initialization but begin the lifetime of
4968     // the object. We interpret that as meaning to do what default
4969     // initialization of the object would do if all constructors involved were
4970     // trivial:
4971     //  * All base, non-variant member, and array element subobjects' lifetimes
4972     //    begin
4973     //  * No variant members' lifetimes begin
4974     //  * All scalar subobjects whose lifetimes begin have indeterminate values
4975     assert(SubobjType->isUnionType());
4976     if (!declaresSameEntity(Subobj.getUnionField(), Field))
4977       Subobj.setUnion(Field, getDefaultInitValue(Field->getType()));
4978     return true;
4979   }
4980   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
4981     llvm_unreachable("wrong value kind for union object");
4982   }
4983   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
4984     llvm_unreachable("wrong value kind for union object");
4985   }
4986 };
4987 } // end anonymous namespace
4988
4989 const AccessKinds StartLifetimeOfUnionMemberHandler::AccessKind;
4990
4991 /// Handle a builtin simple-assignment or a call to a trivial assignment
4992 /// operator whose left-hand side might involve a union member access. If it
4993 /// does, implicitly start the lifetime of any accessed union elements per
4994 /// C++20 [class.union]5.
4995 static bool HandleUnionActiveMemberChange(EvalInfo &Info, const Expr *LHSExpr,
4996                                           const LValue &LHS) {
4997   if (LHS.InvalidBase || LHS.Designator.Invalid)
4998     return false;
4999
5000   llvm::SmallVector<std::pair<unsigned, const FieldDecl*>, 4> UnionPathLengths;
5001   // C++ [class.union]p5:
5002   //   define the set S(E) of subexpressions of E as follows:
5003   unsigned PathLength = LHS.Designator.Entries.size();
5004   for (const Expr *E = LHSExpr; E != nullptr;) {
5005     //   -- If E is of the form A.B, S(E) contains the elements of S(A)...
5006     if (auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(E)) {
5007       auto *FD = dyn_cast<FieldDecl>(ME->getMemberDecl());
5008       if (!FD)
5009         break;
5010
5011       //    ... and also contains A.B if B names a union member
5012       if (FD->getParent()->isUnion())
5013         UnionPathLengths.push_back({PathLength - 1, FD});
5014
5015       E = ME->getBase();
5016       --PathLength;
5017       assert(declaresSameEntity(FD,
5018                                 LHS.Designator.Entries[PathLength]
5019                                     .getAsBaseOrMember().getPointer()));
5020
5021       //   -- If E is of the form A[B] and is interpreted as a built-in array
5022       //      subscripting operator, S(E) is [S(the array operand, if any)].
5023     } else if (auto *ASE = dyn_cast<ArraySubscriptExpr>(E)) {
5024       // Step over an ArrayToPointerDecay implicit cast.
5025       auto *Base = ASE->getBase()->IgnoreImplicit();
5026       if (!Base->getType()->isArrayType())
5027         break;
5028
5029       E = Base;
5030       --PathLength;
5031
5032     } else if (auto *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(E)) {
5033       // Step over a derived-to-base conversion.
5034       E = ICE->getSubExpr();
5035       if (ICE->getCastKind() == CK_NoOp)
5036         continue;
5037       if (ICE->getCastKind() != CK_DerivedToBase &&
5038           ICE->getCastKind() != CK_UncheckedDerivedToBase)
5039         break;
5040       // Walk path backwards as we walk up from the base to the derived class.
5041       for (const CXXBaseSpecifier *Elt : llvm::reverse(ICE->path())) {
5042         --PathLength;
5043         (void)Elt;
5044         assert(declaresSameEntity(Elt->getType()->getAsCXXRecordDecl(),
5045                                   LHS.Designator.Entries[PathLength]
5046                                       .getAsBaseOrMember().getPointer()));
5047       }
5048
5049     //   -- Otherwise, S(E) is empty.
5050     } else {
5051       break;
5052     }
5053   }
5054
5055   // Common case: no unions' lifetimes are started.
5056   if (UnionPathLengths.empty())
5057     return true;
5058
5059   //   if modification of X [would access an inactive union member], an object
5060   //   of the type of X is implicitly created
5061   CompleteObject Obj =
5062       findCompleteObject(Info, LHSExpr, AK_Assign, LHS, LHSExpr->getType());
5063   if (!Obj)
5064     return false;
5065   for (std::pair<unsigned, const FieldDecl *> LengthAndField :
5066            llvm::reverse(UnionPathLengths)) {
5067     // Form a designator for the union object.
5068     SubobjectDesignator D = LHS.Designator;
5069     D.truncate(Info.Ctx, LHS.Base, LengthAndField.first);
5070
5071     StartLifetimeOfUnionMemberHandler StartLifetime{LengthAndField.second};
5072     if (!findSubobject(Info, LHSExpr, Obj, D, StartLifetime))
5073       return false;
5074   }
5075
5076   return true;
5077 }
5078
5079 /// Determine if a class has any fields that might need to be copied by a
5080 /// trivial copy or move operation.
5081 static bool hasFields(const CXXRecordDecl *RD) {
5082   if (!RD || RD->isEmpty())
5083     return false;
5084   for (auto *FD : RD->fields()) {
5085     if (FD->isUnnamedBitfield())
5086       continue;
5087     return true;
5088   }
5089   for (auto &Base : RD->bases())
5090     if (hasFields(Base.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
5091       return true;
5092   return false;
5093 }
5094
5095 namespace {
5096 typedef SmallVector<APValue, 8> ArgVector;
5097 }
5098
5099 /// EvaluateArgs - Evaluate the arguments to a function call.
5100 static bool EvaluateArgs(ArrayRef<const Expr *> Args, ArgVector &ArgValues,
5101                          EvalInfo &Info, const FunctionDecl *Callee) {
5102   bool Success = true;
5103   llvm::SmallBitVector ForbiddenNullArgs;
5104   if (Callee->hasAttr<NonNullAttr>()) {
5105     ForbiddenNullArgs.resize(Args.size());
5106     for (const auto *Attr : Callee->specific_attrs<NonNullAttr>()) {
5107       if (!Attr->args_size()) {
5108         ForbiddenNullArgs.set();
5109         break;
5110       } else
5111         for (auto Idx : Attr->args()) {
5112           unsigned ASTIdx = Idx.getASTIndex();
5113           if (ASTIdx >= Args.size())
5114             continue;
5115           ForbiddenNullArgs[ASTIdx] = 1;
5116         }
5117     }
5118   }
5119   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
5120        I != E; ++I) {
5121     if (!Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I)) {
5122       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
5123       // initializers even if some of them fail.
5124       if (!Info.noteFailure())
5125         return false;
5126       Success = false;
5127     } else if (!ForbiddenNullArgs.empty() &&
5128                ForbiddenNullArgs[I - Args.begin()] &&
5129                ArgValues[I - Args.begin()].isNullPointer()) {
5130       Info.CCEDiag(*I, diag::note_non_null_attribute_failed);
5131       if (!Info.noteFailure())
5132         return false;
5133       Success = false;
5134     }
5135   }
5136   return Success;
5137 }
5138
5139 /// Evaluate a function call.
5140 static bool HandleFunctionCall(SourceLocation CallLoc,
5141                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
5142                                ArrayRef<const Expr*> Args, const Stmt *Body,
5143                                EvalInfo &Info, APValue &Result,
5144                                const LValue *ResultSlot) {
5145   ArgVector ArgValues(Args.size());
5146   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info, Callee))
5147     return false;
5148
5149   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
5150     return false;
5151
5152   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Callee, This, ArgValues.data());
5153
5154   // For a trivial copy or move assignment, perform an APValue copy. This is
5155   // essential for unions, where the operations performed by the assignment
5156   // operator cannot be represented as statements.
5157   //
5158   // Skip this for non-union classes with no fields; in that case, the defaulted
5159   // copy/move does not actually read the object.
5160   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
5161   if (MD && MD->isDefaulted() &&
5162       (MD->getParent()->isUnion() ||
5163        (MD->isTrivial() && hasFields(MD->getParent())))) {
5164     assert(This &&
5165            (MD->isCopyAssignmentOperator() || MD->isMoveAssignmentOperator()));
5166     LValue RHS;
5167     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
5168     APValue RHSValue;
5169     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, Args[0], Args[0]->getType(),
5170                                         RHS, RHSValue))
5171       return false;
5172     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus2a && MD->isTrivial() &&
5173         !HandleUnionActiveMemberChange(Info, Args[0], *This))
5174       return false;
5175     if (!handleAssignment(Info, Args[0], *This, MD->getThisType(),
5176                           RHSValue))
5177       return false;
5178     This->moveInto(Result);
5179     return true;
5180   } else if (MD && isLambdaCallOperator(MD)) {
5181     // We're in a lambda; determine the lambda capture field maps unless we're
5182     // just constexpr checking a lambda's call operator. constexpr checking is
5183     // done before the captures have been added to the closure object (unless
5184     // we're inferring constexpr-ness), so we don't have access to them in this
5185     // case. But since we don't need the captures to constexpr check, we can
5186     // just ignore them.
5187     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
5188       MD->getParent()->getCaptureFields(Frame.LambdaCaptureFields,
5189                                         Frame.LambdaThisCaptureField);
5190   }
5191
5192   StmtResult Ret = {Result, ResultSlot};
5193   EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Ret, Info, Body);
5194   if (ESR == ESR_Succeeded) {
5195     if (Callee->getReturnType()->isVoidType())
5196       return true;
5197     Info.FFDiag(Callee->getEndLoc(), diag::note_constexpr_no_return);
5198   }
5199   return ESR == ESR_Returned;
5200 }
5201
5202 /// Evaluate a constructor call.
5203 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
5204                                   APValue *ArgValues,
5205                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
5206                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
5207   SourceLocation CallLoc = E->getExprLoc();
5208   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
5209     return false;
5210
5211   const CXXRecordDecl *RD = Definition->getParent();
5212   if (RD->getNumVBases()) {
5213     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
5214     return false;
5215   }
5216
5217   EvalInfo::EvaluatingConstructorRAII EvalObj(
5218       Info,
5219       ObjectUnderConstruction{This.getLValueBase(), This.Designator.Entries},
5220       RD->getNumBases());
5221   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Definition, &This, ArgValues);
5222
5223   // FIXME: Creating an APValue just to hold a nonexistent return value is
5224   // wasteful.
5225   APValue RetVal;
5226   StmtResult Ret = {RetVal, nullptr};
5227
5228   // If it's a delegating constructor, delegate.
5229   if (Definition->isDelegatingConstructor()) {
5230     CXXConstructorDecl::init_const_iterator I = Definition->init_begin();
5231     {
5232       FullExpressionRAII InitScope(Info);
5233       if (!EvaluateInPlace(Result, Info, This, (*I)->getInit()))
5234         return false;
5235     }
5236     return EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
5237   }
5238
5239   // For a trivial copy or move constructor, perform an APValue copy. This is
5240   // essential for unions (or classes with anonymous union members), where the
5241   // operations performed by the constructor cannot be represented by
5242   // ctor-initializers.
5243   //
5244   // Skip this for empty non-union classes; we should not perform an
5245   // lvalue-to-rvalue conversion on them because their copy constructor does not
5246   // actually read them.
5247   if (Definition->isDefaulted() && Definition->isCopyOrMoveConstructor() &&
5248       (Definition->getParent()->isUnion() ||
5249        (Definition->isTrivial() && hasFields(Definition->getParent())))) {
5250     LValue RHS;
5251     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
5252     return handleLValueToRValueConversion(
5253         Info, E, Definition->getParamDecl(0)->getType().getNonReferenceType(),
5254         RHS, Result);
5255   }
5256
5257   // Reserve space for the struct members.
5258   if (!RD->isUnion() && !Result.hasValue())
5259     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), RD->getNumBases(),
5260                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
5261
5262   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
5263   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
5264
5265   // A scope for temporaries lifetime-extended by reference members.
5266   BlockScopeRAII LifetimeExtendedScope(Info);
5267
5268   bool Success = true;
5269   unsigned BasesSeen = 0;
5270 #ifndef NDEBUG
5271   CXXRecordDecl::base_class_const_iterator BaseIt = RD->bases_begin();
5272 #endif
5273   for (const auto *I : Definition->inits()) {
5274     LValue Subobject = This;
5275     LValue SubobjectParent = This;
5276     APValue *Value = &Result;
5277
5278     // Determine the subobject to initialize.
5279     FieldDecl *FD = nullptr;
5280     if (I->isBaseInitializer()) {
5281       QualType BaseType(I->getBaseClass(), 0);
5282 #ifndef NDEBUG
5283       // Non-virtual base classes are initialized in the order in the class
5284       // definition. We have already checked for virtual base classes.
5285       assert(!BaseIt->isVirtual() && "virtual base for literal type");
5286       assert(Info.Ctx.hasSameType(BaseIt->getType(), BaseType) &&
5287              "base class initializers not in expected order");
5288       ++BaseIt;
5289 #endif
5290       if (!HandleLValueDirectBase(Info, I->getInit(), Subobject, RD,
5291                                   BaseType->getAsCXXRecordDecl(), &Layout))
5292         return false;
5293       Value = &Result.getStructBase(BasesSeen++);
5294     } else if ((FD = I->getMember())) {
5295       if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD, &Layout))
5296         return false;
5297       if (RD->isUnion()) {
5298         Result = APValue(FD);
5299         Value = &Result.getUnionValue();
5300       } else {
5301         Value = &Result.getStructField(FD->getFieldIndex());
5302       }
5303     } else if (IndirectFieldDecl *IFD = I->getIndirectMember()) {
5304       // Walk the indirect field decl's chain to find the object to initialize,
5305       // and make sure we've initialized every step along it.
5306       auto IndirectFieldChain = IFD->chain();
5307       for (auto *C : IndirectFieldChain) {
5308         FD = cast<FieldDecl>(C);
5309         CXXRecordDecl *CD = cast<CXXRecordDecl>(FD->getParent());
5310         // Switch the union field if it differs. This happens if we had
5311         // preceding zero-initialization, and we're now initializing a union
5312         // subobject other than the first.
5313         // FIXME: In this case, the values of the other subobjects are
5314         // specified, since zero-initialization sets all padding bits to zero.
5315         if (!Value->hasValue() ||
5316             (Value->isUnion() && Value->getUnionField() != FD)) {
5317           if (CD->isUnion())
5318             *Value = APValue(FD);
5319           else
5320             *Value = APValue(APValue::UninitStruct(), CD->getNumBases(),
5321                              std::distance(CD->field_begin(), CD->field_end()));
5322         }
5323         // Store Subobject as its parent before updating it for the last element
5324         // in the chain.
5325         if (C == IndirectFieldChain.back())
5326           SubobjectParent = Subobject;
5327         if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD))
5328           return false;
5329         if (CD->isUnion())
5330           Value = &Value->getUnionValue();
5331         else
5332           Value = &Value->getStructField(FD->getFieldIndex());
5333       }
5334     } else {
5335       llvm_unreachable("unknown base initializer kind");
5336     }
5337
5338     // Need to override This for implicit field initializers as in this case
5339     // This refers to innermost anonymous struct/union containing initializer,
5340     // not to currently constructed class.
5341     const Expr *Init = I->getInit();
5342     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &SubobjectParent,
5343                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(Init));
5344     FullExpressionRAII InitScope(Info);
5345     if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Subobject, Init) ||
5346         (FD && FD->isBitField() &&
5347          !truncateBitfieldValue(Info, Init, *Value, FD))) {
5348       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
5349       // initializers even if some of them fail.
5350       if (!Info.noteFailure())
5351         return false;
5352       Success = false;
5353     }
5354
5355     // This is the point at which the dynamic type of the object becomes this
5356     // class type.
5357     if (I->isBaseInitializer() && BasesSeen == RD->getNumBases())
5358       EvalObj.finishedConstructingBases();
5359   }
5360
5361   return Success &&
5362          EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
5363 }
5364
5365 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
5366                                   ArrayRef<const Expr*> Args,
5367                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
5368                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
5369   ArgVector ArgValues(Args.size());
5370   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info, Definition))
5371     return false;
5372
5373   return HandleConstructorCall(E, This, ArgValues.data(), Definition,
5374                                Info, Result);
5375 }
5376
5377 //===----------------------------------------------------------------------===//
5378 // Generic Evaluation
5379 //===----------------------------------------------------------------------===//
5380 namespace {
5381
5382 class BitCastBuffer {
5383   // FIXME: We're going to need bit-level granularity when we support
5384   // bit-fields.
5385   // FIXME: Its possible under the C++ standard for 'char' to not be 8 bits, but
5386   // we don't support a host or target where that is the case. Still, we should
5387   // use a more generic type in case we ever do.
5388   SmallVector<Optional<unsigned char>, 32> Bytes;
5389
5390   static_assert(std::numeric_limits<unsigned char>::digits >= 8,
5391                 "Need at least 8 bit unsigned char");
5392
5393   bool TargetIsLittleEndian;
5394
5395 public:
5396   BitCastBuffer(CharUnits Width, bool TargetIsLittleEndian)
5397       : Bytes(Width.getQuantity()),
5398         TargetIsLittleEndian(TargetIsLittleEndian) {}
5399
5400   LLVM_NODISCARD
5401   bool readObject(CharUnits Offset, CharUnits Width,
5402                   SmallVectorImpl<unsigned char> &Output) const {
5403     for (CharUnits I = Offset, E = Offset + Width; I != E; ++I) {
5404       // If a byte of an integer is uninitialized, then the whole integer is
5405       // uninitalized.
5406       if (!Bytes[I.getQuantity()])
5407         return false;
5408       Output.push_back(*Bytes[I.getQuantity()]);
5409     }
5410     if (llvm::sys::IsLittleEndianHost != TargetIsLittleEndian)
5411       std::reverse(Output.begin(), Output.end());
5412     return true;
5413   }
5414
5415   void writeObject(CharUnits Offset, SmallVectorImpl<unsigned char> &Input) {
5416     if (llvm::sys::IsLittleEndianHost != TargetIsLittleEndian)
5417       std::reverse(Input.begin(), Input.end());
5418
5419     size_t Index = 0;
5420     for (unsigned char Byte : Input) {
5421       assert(!Bytes[Offset.getQuantity() + Index] && "overwriting a byte?");
5422       Bytes[Offset.getQuantity() + Index] = Byte;
5423       ++Index;
5424     }
5425   }
5426
5427   size_t size() { return Bytes.size(); }
5428 };
5429
5430 /// Traverse an APValue to produce an BitCastBuffer, emulating how the current
5431 /// target would represent the value at runtime.
5432 class APValueToBufferConverter {
5433   EvalInfo &Info;
5434   BitCastBuffer Buffer;
5435   const CastExpr *BCE;
5436
5437   APValueToBufferConverter(EvalInfo &Info, CharUnits ObjectWidth,
5438                            const CastExpr *BCE)
5439       : Info(Info),
5440         Buffer(ObjectWidth, Info.Ctx.getTargetInfo().isLittleEndian()),
5441         BCE(BCE) {}
5442
5443   bool visit(const APValue &Val, QualType Ty) {
5444     return visit(Val, Ty, CharUnits::fromQuantity(0));
5445   }
5446
5447   // Write out Val with type Ty into Buffer starting at Offset.
5448   bool visit(const APValue &Val, QualType Ty, CharUnits Offset) {
5449     assert((size_t)Offset.getQuantity() <= Buffer.size());
5450
5451     // As a special case, nullptr_t has an indeterminate value.
5452     if (Ty->isNullPtrType())
5453       return true;
5454
5455     // Dig through Src to find the byte at SrcOffset.
5456     switch (Val.getKind()) {
5457     case APValue::Indeterminate:
5458     case APValue::None:
5459       return true;
5460
5461     case APValue::Int:
5462       return visitInt(Val.getInt(), Ty, Offset);
5463     case APValue::Float:
5464       return visitFloat(Val.getFloat(), Ty, Offset);
5465     case APValue::Array:
5466       return visitArray(Val, Ty, Offset);
5467     case APValue::Struct:
5468       return visitRecord(Val, Ty, Offset);
5469
5470     case APValue::ComplexInt:
5471     case APValue::ComplexFloat:
5472     case APValue::Vector:
5473     case APValue::FixedPoint:
5474       // FIXME: We should support these.
5475
5476     case APValue::Union:
5477     case APValue::MemberPointer:
5478     case APValue::AddrLabelDiff: {
5479       Info.FFDiag(BCE->getBeginLoc(),
5480                   diag::note_constexpr_bit_cast_unsupported_type)
5481           << Ty;
5482       return false;
5483     }
5484
5485     case APValue::LValue:
5486       llvm_unreachable("LValue subobject in bit_cast?");
5487     }
5488     llvm_unreachable("Unhandled APValue::ValueKind");
5489   }
5490
5491   bool visitRecord(const APValue &Val, QualType Ty, CharUnits Offset) {
5492     const RecordDecl *RD = Ty->getAsRecordDecl();
5493     const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
5494
5495     // Visit the base classes.
5496     if (auto *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD)) {
5497       for (size_t I = 0, E = CXXRD->getNumBases(); I != E; ++I) {
5498         const CXXBaseSpecifier &BS = CXXRD->bases_begin()[I];
5499         CXXRecordDecl *BaseDecl = BS.getType()->getAsCXXRecordDecl();
5500
5501         if (!visitRecord(Val.getStructBase(I), BS.getType(),
5502                          Layout.getBaseClassOffset(BaseDecl) + Offset))
5503           return false;
5504       }
5505     }
5506
5507     // Visit the fields.
5508     unsigned FieldIdx = 0;
5509     for (FieldDecl *FD : RD->fields()) {
5510       if (FD->isBitField()) {
5511         Info.FFDiag(BCE->getBeginLoc(),
5512                     diag::note_constexpr_bit_cast_unsupported_bitfield);
5513         return false;
5514       }
5515
5516       uint64_t FieldOffsetBits = Layout.getFieldOffset(FieldIdx);
5517
5518       assert(FieldOffsetBits % Info.Ctx.getCharWidth() == 0 &&
5519              "only bit-fields can have sub-char alignment");
5520       CharUnits FieldOffset =
5521           Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(FieldOffsetBits) + Offset;
5522       QualType FieldTy = FD->getType();
5523       if (!visit(Val.getStructField(FieldIdx), FieldTy, FieldOffset))
5524         return false;
5525       ++FieldIdx;
5526     }
5527
5528     return true;
5529   }
5530
5531   bool visitArray(const APValue &Val, QualType Ty, CharUnits Offset) {
5532     const auto *CAT =
5533         dyn_cast_or_null<ConstantArrayType>(Ty->getAsArrayTypeUnsafe());
5534     if (!CAT)
5535       return false;
5536
5537     CharUnits ElemWidth = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(CAT->getElementType());
5538     unsigned NumInitializedElts = Val.getArrayInitializedElts();
5539     unsigned ArraySize = Val.getArraySize();
5540     // First, initialize the initialized elements.
5541     for (unsigned I = 0; I != NumInitializedElts; ++I) {
5542       const APValue &SubObj = Val.getArrayInitializedElt(I);
5543       if (!visit(SubObj, CAT->getElementType(), Offset + I * ElemWidth))
5544         return false;
5545     }
5546
5547     // Next, initialize the rest of the array using the filler.
5548     if (Val.hasArrayFiller()) {
5549       const APValue &Filler = Val.getArrayFiller();
5550       for (unsigned I = NumInitializedElts; I != ArraySize; ++I) {
5551         if (!visit(Filler, CAT->getElementType(), Offset + I * ElemWidth))
5552           return false;
5553       }
5554     }
5555
5556     return true;
5557   }
5558
5559   bool visitInt(const APSInt &Val, QualType Ty, CharUnits Offset) {
5560     CharUnits Width = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(Ty);
5561     SmallVector<unsigned char, 8> Bytes(Width.getQuantity());
5562     llvm::StoreIntToMemory(Val, &*Bytes.begin(), Width.getQuantity());
5563     Buffer.writeObject(Offset, Bytes);
5564     return true;
5565   }
5566
5567   bool visitFloat(const APFloat &Val, QualType Ty, CharUnits Offset) {
5568     APSInt AsInt(Val.bitcastToAPInt());
5569     return visitInt(AsInt, Ty, Offset);
5570   }
5571
5572 public:
5573   static Optional<BitCastBuffer> convert(EvalInfo &Info, const APValue &Src,
5574                                          const CastExpr *BCE) {
5575     CharUnits DstSize = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(BCE->getType());
5576     APValueToBufferConverter Converter(Info, DstSize, BCE);
5577     if (!Converter.visit(Src, BCE->getSubExpr()->getType()))
5578       return None;
5579     return Converter.Buffer;
5580   }
5581 };
5582
5583 /// Write an BitCastBuffer into an APValue.
5584 class BufferToAPValueConverter {
5585   EvalInfo &Info;
5586   const BitCastBuffer &Buffer;
5587   const CastExpr *BCE;
5588
5589   BufferToAPValueConverter(EvalInfo &Info, const BitCastBuffer &Buffer,
5590                            const CastExpr *BCE)
5591       : Info(Info), Buffer(Buffer), BCE(BCE) {}
5592
5593   // Emit an unsupported bit_cast type error. Sema refuses to build a bit_cast
5594   // with an invalid type, so anything left is a deficiency on our part (FIXME).
5595   // Ideally this will be unreachable.
5596   llvm::NoneType unsupportedType(QualType Ty) {
5597     Info.FFDiag(BCE->getBeginLoc(),
5598                 diag::note_constexpr_bit_cast_unsupported_type)
5599         << Ty;
5600     return None;
5601   }
5602
5603   Optional<APValue> visit(const BuiltinType *T, CharUnits Offset,
5604                           const EnumType *EnumSugar = nullptr) {
5605     if (T->isNullPtrType()) {
5606       uint64_t NullValue = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(QualType(T, 0));
5607       return APValue((Expr *)nullptr,
5608                      /*Offset=*/CharUnits::fromQuantity(NullValue),
5609                      APValue::NoLValuePath{}, /*IsNullPtr=*/true);
5610     }
5611
5612     CharUnits SizeOf = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(T);
5613     SmallVector<uint8_t, 8> Bytes;
5614     if (!Buffer.readObject(Offset, SizeOf, Bytes)) {
5615       // If this is std::byte or unsigned char, then its okay to store an
5616       // indeterminate value.
5617       bool IsStdByte = EnumSugar && EnumSugar->isStdByteType();
5618       bool IsUChar =
5619           !EnumSugar && (T->isSpecificBuiltinType(BuiltinType::UChar) ||
5620                          T->isSpecificBuiltinType(BuiltinType::Char_U));
5621       if (!IsStdByte && !IsUChar) {
5622         QualType DisplayType(EnumSugar ? (const Type *)EnumSugar : T, 0);
5623         Info.FFDiag(BCE->getExprLoc(),
5624                     diag::note_constexpr_bit_cast_indet_dest)
5625             << DisplayType << Info.Ctx.getLangOpts().CharIsSigned;
5626         return None;
5627       }
5628
5629       return APValue::IndeterminateValue();
5630     }
5631
5632     APSInt Val(SizeOf.getQuantity() * Info.Ctx.getCharWidth(), true);
5633     llvm::LoadIntFromMemory(Val, &*Bytes.begin(), Bytes.size());
5634
5635     if (T->isIntegralOrEnumerationType()) {
5636       Val.setIsSigned(T->isSignedIntegerOrEnumerationType());
5637       return APValue(Val);
5638     }
5639
5640     if (T->isRealFloatingType()) {
5641       const llvm::fltSemantics &Semantics =
5642           Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(QualType(T, 0));
5643       return APValue(APFloat(Semantics, Val));
5644     }
5645
5646     return unsupportedType(QualType(T, 0));
5647   }
5648
5649   Optional<APValue> visit(const RecordType *RTy, CharUnits Offset) {
5650     const RecordDecl *RD = RTy->getAsRecordDecl();
5651     const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
5652
5653     unsigned NumBases = 0;
5654     if (auto *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD))
5655       NumBases = CXXRD->getNumBases();
5656
5657     APValue ResultVal(APValue::UninitStruct(), NumBases,
5658                       std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
5659
5660     // Visit the base classes.
5661     if (auto *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD)) {
5662       for (size_t I = 0, E = CXXRD->getNumBases(); I != E; ++I) {
5663         const CXXBaseSpecifier &BS = CXXRD->bases_begin()[I];
5664         CXXRecordDecl *BaseDecl = BS.getType()->getAsCXXRecordDecl();
5665         if (BaseDecl->isEmpty() ||
5666             Info.Ctx.getASTRecordLayout(BaseDecl).getNonVirtualSize().isZero())
5667           continue;
5668
5669         Optional<APValue> SubObj = visitType(
5670             BS.getType(), Layout.getBaseClassOffset(BaseDecl) + Offset);
5671         if (!SubObj)
5672           return None;
5673         ResultVal.getStructBase(I) = *SubObj;
5674       }
5675     }
5676
5677     // Visit the fields.
5678     unsigned FieldIdx = 0;
5679     for (FieldDecl *FD : RD->fields()) {
5680       // FIXME: We don't currently support bit-fields. A lot of the logic for
5681       // this is in CodeGen, so we need to factor it around.
5682       if (FD->isBitField()) {
5683         Info.FFDiag(BCE->getBeginLoc(),
5684                     diag::note_constexpr_bit_cast_unsupported_bitfield);
5685         return None;
5686       }
5687
5688       uint64_t FieldOffsetBits = Layout.getFieldOffset(FieldIdx);
5689       assert(FieldOffsetBits % Info.Ctx.getCharWidth() == 0);
5690
5691       CharUnits FieldOffset =
5692           CharUnits::fromQuantity(FieldOffsetBits / Info.Ctx.getCharWidth()) +
5693           Offset;
5694       QualType FieldTy = FD->getType();
5695       Optional<APValue> SubObj = visitType(FieldTy, FieldOffset);
5696       if (!SubObj)
5697         return None;
5698       ResultVal.getStructField(FieldIdx) = *SubObj;
5699       ++FieldIdx;
5700     }
5701
5702     return ResultVal;
5703   }
5704
5705   Optional<APValue> visit(const EnumType *Ty, CharUnits Offset) {
5706     QualType RepresentationType = Ty->getDecl()->getIntegerType();
5707     assert(!RepresentationType.isNull() &&
5708            "enum forward decl should be caught by Sema");
5709     const BuiltinType *AsBuiltin =
5710         RepresentationType.getCanonicalType()->getAs<BuiltinType>();
5711     assert(AsBuiltin && "non-integral enum underlying type?");
5712     // Recurse into the underlying type. Treat std::byte transparently as
5713     // unsigned char.
5714     return visit(AsBuiltin, Offset, /*EnumTy=*/Ty);
5715   }
5716
5717   Optional<APValue> visit(const ConstantArrayType *Ty, CharUnits Offset) {
5718     size_t Size = Ty->getSize().getLimitedValue();
5719     CharUnits ElementWidth = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(Ty->getElementType());
5720
5721     APValue ArrayValue(APValue::UninitArray(), Size, Size);
5722     for (size_t I = 0; I != Size; ++I) {
5723       Optional<APValue> ElementValue =
5724           visitType(Ty->getElementType(), Offset + I * ElementWidth);
5725       if (!ElementValue)
5726         return None;
5727       ArrayValue.getArrayInitializedElt(I) = std::move(*ElementValue);
5728     }
5729
5730     return ArrayValue;
5731   }
5732
5733   Optional<APValue> visit(const Type *Ty, CharUnits Offset) {
5734     return unsupportedType(QualType(Ty, 0));
5735   }
5736
5737   Optional<APValue> visitType(QualType Ty, CharUnits Offset) {
5738     QualType Can = Ty.getCanonicalType();
5739
5740     switch (Can->getTypeClass()) {
5741 #define TYPE(Class, Base)                                                      \
5742   case Type::Class:                                                            \
5743     return visit(cast<Class##Type>(Can.getTypePtr()), Offset);
5744 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Base)
5745 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Base)                                        \
5746   case Type::Class:                                                            \
5747     llvm_unreachable("non-canonical type should be impossible!");
5748 #define DEPENDENT_TYPE(Class, Base)                                            \
5749   case Type::Class:                                                            \
5750     llvm_unreachable(                                                          \
5751         "dependent types aren't supported in the constant evaluator!");
5752 #define NON_CANONICAL_UNLESS_DEPENDENT(Class, Base)                            \
5753   case Type::Class:                                                            \
5754     llvm_unreachable("either dependent or not canonical!");
5755 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
5756     }
5757     llvm_unreachable("Unhandled Type::TypeClass");
5758   }
5759
5760 public:
5761   // Pull out a full value of type DstType.
5762   static Optional<APValue> convert(EvalInfo &Info, BitCastBuffer &Buffer,
5763                                    const CastExpr *BCE) {
5764     BufferToAPValueConverter Converter(Info, Buffer, BCE);
5765     return Converter.visitType(BCE->getType(), CharUnits::fromQuantity(0));
5766   }
5767 };
5768
5769 static bool checkBitCastConstexprEligibilityType(SourceLocation Loc,
5770                                                  QualType Ty, EvalInfo *Info,
5771                                                  const ASTContext &Ctx,
5772                                                  bool CheckingDest) {
5773   Ty = Ty.getCanonicalType();
5774
5775   auto diag = [&](int Reason) {
5776     if (Info)
5777       Info->FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_bit_cast_invalid_type)
5778           << CheckingDest << (Reason == 4) << Reason;
5779     return false;
5780   };
5781   auto note = [&](int Construct, QualType NoteTy, SourceLocation NoteLoc) {
5782     if (Info)
5783       Info->Note(NoteLoc, diag::note_constexpr_bit_cast_invalid_subtype)
5784           << NoteTy << Construct << Ty;
5785     return false;
5786   };
5787
5788   if (Ty->isUnionType())
5789     return diag(0);
5790   if (Ty->isPointerType())
5791     return diag(1);
5792   if (Ty->isMemberPointerType())
5793     return diag(2);
5794   if (Ty.isVolatileQualified())
5795     return diag(3);
5796
5797   if (RecordDecl *Record = Ty->getAsRecordDecl()) {
5798     if (auto *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Record)) {
5799       for (CXXBaseSpecifier &BS : CXXRD->bases())
5800         if (!checkBitCastConstexprEligibilityType(Loc, BS.getType(), Info, Ctx,
5801                                                   CheckingDest))
5802           return note(1, BS.getType(), BS.getBeginLoc());
5803     }
5804     for (FieldDecl *FD : Record->fields()) {
5805       if (FD->getType()->isReferenceType())
5806         return diag(4);
5807       if (!checkBitCastConstexprEligibilityType(Loc, FD->getType(), Info, Ctx,
5808                                                 CheckingDest))
5809         return note(0, FD->getType(), FD->getBeginLoc());
5810     }
5811   }
5812
5813   if (Ty->isArrayType() &&
5814       !checkBitCastConstexprEligibilityType(Loc, Ctx.getBaseElementType(Ty),
5815                                             Info, Ctx, CheckingDest))
5816     return false;
5817
5818   return true;
5819 }
5820
5821 static bool checkBitCastConstexprEligibility(EvalInfo *Info,
5822                                              const ASTContext &Ctx,
5823                                              const CastExpr *BCE) {
5824   bool DestOK = checkBitCastConstexprEligibilityType(
5825       BCE->getBeginLoc(), BCE->getType(), Info, Ctx, true);
5826   bool SourceOK = DestOK && checkBitCastConstexprEligibilityType(
5827                                 BCE->getBeginLoc(),
5828                                 BCE->getSubExpr()->getType(), Info, Ctx, false);
5829   return SourceOK;
5830 }
5831
5832 static bool handleLValueToRValueBitCast(EvalInfo &Info, APValue &DestValue,
5833                                         APValue &SourceValue,
5834                                         const CastExpr *BCE) {
5835   assert(CHAR_BIT == 8 && Info.Ctx.getTargetInfo().getCharWidth() == 8 &&
5836          "no host or target supports non 8-bit chars");
5837   assert(SourceValue.isLValue() &&
5838          "LValueToRValueBitcast requires an lvalue operand!");
5839
5840   if (!checkBitCastConstexprEligibility(&Info, Info.Ctx, BCE))
5841     return false;
5842
5843   LValue SourceLValue;
5844   APValue SourceRValue;
5845   SourceLValue.setFrom(Info.Ctx, SourceValue);
5846   if (!handleLValueToRValueConversion(Info, BCE,
5847                                       BCE->getSubExpr()->getType().withConst(),
5848                                       SourceLValue, SourceRValue))
5849     return false;
5850
5851   // Read out SourceValue into a char buffer.
5852   Optional<BitCastBuffer> Buffer =
5853       APValueToBufferConverter::convert(Info, SourceRValue, BCE);
5854   if (!Buffer)
5855     return false;
5856
5857   // Write out the buffer into a new APValue.
5858   Optional<APValue> MaybeDestValue =
5859       BufferToAPValueConverter::convert(Info, *Buffer, BCE);
5860   if (!MaybeDestValue)
5861     return false;
5862
5863   DestValue = std::move(*MaybeDestValue);
5864   return true;
5865 }
5866
5867 template <class Derived>
5868 class ExprEvaluatorBase
5869   : public ConstStmtVisitor<Derived, bool> {
5870 private:
5871   Derived &getDerived() { return static_cast<Derived&>(*this); }
5872   bool DerivedSuccess(const APValue &V, const Expr *E) {
5873     return getDerived().Success(V, E);
5874   }
5875   bool DerivedZeroInitialization(const Expr *E) {
5876     return getDerived().ZeroInitialization(E);
5877   }
5878
5879   // Check whether a conditional operator with a non-constant condition is a
5880   // potential constant expression. If neither arm is a potential constant
5881   // expression, then the conditional operator is not either.
5882   template<typename ConditionalOperator>
5883   void CheckPotentialConstantConditional(const ConditionalOperator *E) {
5884     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
5885
5886     // Speculatively evaluate both arms.
5887     SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diag;
5888     {
5889       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
5890       StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
5891       if (Diag.empty())
5892         return;
5893     }
5894
5895     {
5896       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
5897       Diag.clear();
5898       StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
5899       if (Diag.empty())
5900         return;
5901     }
5902
5903     Error(E, diag::note_constexpr_conditional_never_const);
5904   }
5905
5906
5907   template<typename ConditionalOperator>
5908   bool HandleConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
5909     bool BoolResult;
5910     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getCond(), BoolResult, Info)) {
5911       if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && Info.noteFailure()) {
5912         CheckPotentialConstantConditional(E);
5913         return false;
5914       }
5915       if (Info.noteFailure()) {
5916         StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
5917         StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
5918       }
5919       return false;
5920     }
5921
5922     Expr *EvalExpr = BoolResult ? E->getTrueExpr() : E->getFalseExpr();
5923     return StmtVisitorTy::Visit(EvalExpr);
5924   }
5925
5926 protected:
5927   EvalInfo &Info;
5928   typedef ConstStmtVisitor<Derived, bool> StmtVisitorTy;
5929   typedef ExprEvaluatorBase ExprEvaluatorBaseTy;
5930
5931   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
5932     return Info.CCEDiag(E, D);
5933   }
5934
5935   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Error(E); }
5936
5937 public:
5938   ExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info) : Info(Info) {}
5939
5940   EvalInfo &getEvalInfo() { return Info; }
5941
5942   /// Report an evaluation error. This should only be called when an error is
5943   /// first discovered. When propagating an error, just return false.
5944   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
5945     Info.FFDiag(E, D);
5946     return false;
5947   }
5948   bool Error(const Expr *E) {
5949     return Error(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
5950   }
5951
5952   bool VisitStmt(const Stmt *) {
5953     llvm_unreachable("Expression evaluator should not be called on stmts");
5954   }
5955   bool VisitExpr(const Expr *E) {
5956     return Error(E);
5957   }
5958
5959   bool VisitConstantExpr(const ConstantExpr *E)
5960     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
5961   bool VisitParenExpr(const ParenExpr *E)
5962     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
5963   bool VisitUnaryExtension(const UnaryOperator *E)
5964     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
5965   bool VisitUnaryPlus(const UnaryOperator *E)
5966     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
5967   bool VisitChooseExpr(const ChooseExpr *E)
5968     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getChosenSubExpr()); }
5969   bool VisitGenericSelectionExpr(const GenericSelectionExpr *E)
5970     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getResultExpr()); }
5971   bool VisitSubstNonTypeTemplateParmExpr(const SubstNonTypeTemplateParmExpr *E)
5972     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getReplacement()); }
5973   bool VisitCXXDefaultArgExpr(const CXXDefaultArgExpr *E) {
5974     TempVersionRAII RAII(*Info.CurrentCall);
5975     SourceLocExprScopeGuard Guard(E, Info.CurrentCall->CurSourceLocExprScope);
5976     return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr());
5977   }
5978   bool VisitCXXDefaultInitExpr(const CXXDefaultInitExpr *E) {
5979     TempVersionRAII RAII(*Info.CurrentCall);
5980     // The initializer may not have been parsed yet, or might be erroneous.
5981     if (!E->getExpr())
5982       return Error(E);
5983     SourceLocExprScopeGuard Guard(E, Info.CurrentCall->CurSourceLocExprScope);
5984     return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr());
5985   }
5986
5987   // We cannot create any objects for which cleanups are required, so there is
5988   // nothing to do here; all cleanups must come from unevaluated subexpressions.
5989   bool VisitExprWithCleanups(const ExprWithCleanups *E)
5990     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
5991
5992   bool VisitCXXReinterpretCastExpr(const CXXReinterpretCastExpr *E) {
5993     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 0;
5994     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
5995   }
5996   bool VisitCXXDynamicCastExpr(const CXXDynamicCastExpr *E) {
5997     if (!Info.Ctx.getLangOpts().CPlusPlus2a)
5998       CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 1;
5999     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
6000   }
6001   bool VisitBuiltinBitCastExpr(const BuiltinBitCastExpr *E) {
6002     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
6003   }
6004
6005   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
6006     switch (E->getOpcode()) {
6007     default:
6008       return Error(E);
6009
6010     case BO_Comma:
6011       VisitIgnoredValue(E->getLHS());
6012       return StmtVisitorTy::Visit(E->getRHS());
6013
6014     case BO_PtrMemD:
6015     case BO_PtrMemI: {
6016       LValue Obj;
6017       if (!HandleMemberPointerAccess(Info, E, Obj))
6018         return false;
6019       APValue Result;
6020       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Obj, Result))
6021         return false;
6022       return DerivedSuccess(Result, E);
6023     }
6024     }
6025   }
6026
6027   bool VisitBinaryConditionalOperator(const BinaryConditionalOperator *E) {
6028     // Evaluate and cache the common expression. We treat it as a temporary,
6029     // even though it's not quite the same thing.
6030     if (!Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getOpaqueValue(), false),
6031                   Info, E->getCommon()))
6032       return false;
6033
6034     return HandleConditionalOperator(E);
6035   }
6036
6037   bool VisitConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
6038     bool IsBcpCall = false;
6039     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
6040     // the result is a constant expression if it can be folded without
6041     // side-effects. This is an important GNU extension. See GCC PR38377
6042     // for discussion.
6043     if (const CallExpr *CallCE =
6044           dyn_cast<CallExpr>(E->getCond()->IgnoreParenCasts()))
6045       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
6046         IsBcpCall = true;
6047
6048     // Always assume __builtin_constant_p(...) ? ... : ... is a potential
6049     // constant expression; we can't check whether it's potentially foldable.
6050     if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && IsBcpCall)
6051       return false;
6052
6053     FoldConstant Fold(Info, IsBcpCall);
6054     if (!HandleConditionalOperator(E)) {
6055       Fold.keepDiagnostics();
6056       return false;
6057     }
6058
6059     return true;
6060   }
6061
6062   bool VisitOpaqueValueExpr(const OpaqueValueExpr *E) {
6063     if (APValue *Value = Info.CurrentCall->getCurrentTemporary(E))
6064       return DerivedSuccess(*Value, E);
6065
6066     const Expr *Source = E->getSourceExpr();
6067     if (!Source)
6068       return Error(E);
6069     if (Source == E) { // sanity checking.
6070       assert(0 && "OpaqueValueExpr recursively refers to itself");
6071       return Error(E);
6072     }
6073     return StmtVisitorTy::Visit(Source);
6074   }
6075
6076   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6077     APValue Result;
6078     if (!handleCallExpr(E, Result, nullptr))
6079       return false;
6080     return DerivedSuccess(Result, E);
6081   }
6082
6083   bool handleCallExpr(const CallExpr *E, APValue &Result,
6084                      const LValue *ResultSlot) {
6085     const Expr *Callee = E->getCallee()->IgnoreParens();
6086     QualType CalleeType = Callee->getType();
6087
6088     const FunctionDecl *FD = nullptr;
6089     LValue *This = nullptr, ThisVal;
6090     auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
6091     bool HasQualifier = false;
6092
6093     // Extract function decl and 'this' pointer from the callee.
6094     if (CalleeType->isSpecificBuiltinType(BuiltinType::BoundMember)) {
6095       const CXXMethodDecl *Member = nullptr;
6096       if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(Callee)) {
6097         // Explicit bound member calls, such as x.f() or p->g();
6098         if (!EvaluateObjectArgument(Info, ME->getBase(), ThisVal))
6099           return false;
6100         Member = dyn_cast<CXXMethodDecl>(ME->getMemberDecl());
6101         if (!Member)
6102           return Error(Callee);
6103         This = &ThisVal;
6104         HasQualifier = ME->hasQualifier();
6105       } else if (const BinaryOperator *BE = dyn_cast<BinaryOperator>(Callee)) {
6106         // Indirect bound member calls ('.*' or '->*').
6107         Member = dyn_cast_or_null<CXXMethodDecl>(
6108             HandleMemberPointerAccess(Info, BE, ThisVal, false));
6109         if (!Member)
6110           return Error(Callee);
6111         This = &ThisVal;
6112       } else
6113         return Error(Callee);
6114       FD = Member;
6115     } else if (CalleeType->isFunctionPointerType()) {
6116       LValue Call;
6117       if (!EvaluatePointer(Callee, Call, Info))
6118         return false;
6119
6120       if (!Call.getLValueOffset().isZero())
6121         return Error(Callee);
6122       FD = dyn_cast_or_null<FunctionDecl>(
6123                              Call.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>());
6124       if (!FD)
6125         return Error(Callee);
6126       // Don't call function pointers which have been cast to some other type.
6127       // Per DR (no number yet), the caller and callee can differ in noexcept.
6128       if (!Info.Ctx.hasSameFunctionTypeIgnoringExceptionSpec(
6129         CalleeType->getPointeeType(), FD->getType())) {
6130         return Error(E);
6131       }
6132
6133       // Overloaded operator calls to member functions are represented as normal
6134       // calls with '*this' as the first argument.
6135       const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
6136       if (MD && !MD->isStatic()) {
6137         // FIXME: When selecting an implicit conversion for an overloaded
6138         // operator delete, we sometimes try to evaluate calls to conversion
6139         // operators without a 'this' parameter!
6140         if (Args.empty())
6141           return Error(E);
6142
6143         if (!EvaluateObjectArgument(Info, Args[0], ThisVal))
6144           return false;
6145         This = &ThisVal;
6146         Args = Args.slice(1);
6147       } else if (MD && MD->isLambdaStaticInvoker()) {
6148         // Map the static invoker for the lambda back to the call operator.
6149         // Conveniently, we don't have to slice out the 'this' argument (as is
6150         // being done for the non-static case), since a static member function
6151         // doesn't have an implicit argument passed in.
6152         const CXXRecordDecl *ClosureClass = MD->getParent();
6153         assert(
6154             ClosureClass->captures_begin() == ClosureClass->captures_end() &&
6155             "Number of captures must be zero for conversion to function-ptr");
6156
6157         const CXXMethodDecl *LambdaCallOp =
6158             ClosureClass->getLambdaCallOperator();
6159
6160         // Set 'FD', the function that will be called below, to the call
6161         // operator.  If the closure object represents a generic lambda, find
6162         // the corresponding specialization of the call operator.
6163
6164         if (ClosureClass->isGenericLambda()) {
6165           assert(MD->isFunctionTemplateSpecialization() &&
6166                  "A generic lambda's static-invoker function must be a "
6167                  "template specialization");
6168           const TemplateArgumentList *TAL = MD->getTemplateSpecializationArgs();
6169           FunctionTemplateDecl *CallOpTemplate =
6170               LambdaCallOp->getDescribedFunctionTemplate();
6171           void *InsertPos = nullptr;
6172           FunctionDecl *CorrespondingCallOpSpecialization =
6173               CallOpTemplate->findSpecialization(TAL->asArray(), InsertPos);
6174           assert(CorrespondingCallOpSpecialization &&
6175                  "We must always have a function call operator specialization "
6176                  "that corresponds to our static invoker specialization");
6177           FD = cast<CXXMethodDecl>(CorrespondingCallOpSpecialization);
6178         } else
6179           FD = LambdaCallOp;
6180       }
6181     } else
6182       return Error(E);
6183
6184     SmallVector<QualType, 4> CovariantAdjustmentPath;
6185     if (This) {
6186       auto *NamedMember = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
6187       if (NamedMember && NamedMember->isVirtual() && !HasQualifier) {
6188         // Perform virtual dispatch, if necessary.
6189         FD = HandleVirtualDispatch(Info, E, *This, NamedMember,
6190                                    CovariantAdjustmentPath);
6191         if (!FD)
6192           return false;
6193       } else {
6194         // Check that the 'this' pointer points to an object of the right type.
6195         if (!checkNonVirtualMemberCallThisPointer(Info, E, *This))
6196           return false;
6197       }
6198     }
6199
6200     const FunctionDecl *Definition = nullptr;
6201     Stmt *Body = FD->getBody(Definition);
6202
6203     if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body) ||
6204         !HandleFunctionCall(E->getExprLoc(), Definition, This, Args, Body, Info,
6205                             Result, ResultSlot))
6206       return false;
6207
6208     if (!CovariantAdjustmentPath.empty() &&
6209         !HandleCovariantReturnAdjustment(Info, E, Result,
6210                                          CovariantAdjustmentPath))
6211       return false;
6212
6213     return true;
6214   }
6215
6216   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
6217     return StmtVisitorTy::Visit(E->getInitializer());
6218   }
6219   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6220     if (E->getNumInits() == 0)
6221       return DerivedZeroInitialization(E);
6222     if (E->getNumInits() == 1)
6223       return StmtVisitorTy::Visit(E->getInit(0));
6224     return Error(E);
6225   }
6226   bool VisitImplicitValueInitExpr(const ImplicitValueInitExpr *E) {
6227     return DerivedZeroInitialization(E);
6228   }
6229   bool VisitCXXScalarValueInitExpr(const CXXScalarValueInitExpr *E) {
6230     return DerivedZeroInitialization(E);
6231   }
6232   bool VisitCXXNullPtrLiteralExpr(const CXXNullPtrLiteralExpr *E) {
6233     return DerivedZeroInitialization(E);
6234   }
6235
6236   /// A member expression where the object is a prvalue is itself a prvalue.
6237   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
6238     assert(!Info.Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11 &&
6239            "missing temporary materialization conversion");
6240     assert(!E->isArrow() && "missing call to bound member function?");
6241
6242     APValue Val;
6243     if (!Evaluate(Val, Info, E->getBase()))
6244       return false;
6245
6246     QualType BaseTy = E->getBase()->getType();
6247
6248     const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl());
6249     if (!FD) return Error(E);
6250     assert(!FD->getType()->isReferenceType() && "prvalue reference?");
6251     assert(BaseTy->castAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
6252            FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
6253
6254     // Note: there is no lvalue base here. But this case should only ever
6255     // happen in C or in C++98, where we cannot be evaluating a constexpr
6256     // constructor, which is the only case the base matters.
6257     CompleteObject Obj(APValue::LValueBase(), &Val, BaseTy);
6258     SubobjectDesignator Designator(BaseTy);
6259     Designator.addDeclUnchecked(FD);
6260
6261     APValue Result;
6262     return extractSubobject(Info, E, Obj, Designator, Result) &&
6263            DerivedSuccess(Result, E);
6264   }
6265
6266   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6267     switch (E->getCastKind()) {
6268     default:
6269       break;
6270
6271     case CK_AtomicToNonAtomic: {
6272       APValue AtomicVal;
6273       // This does not need to be done in place even for class/array types:
6274       // atomic-to-non-atomic conversion implies copying the object
6275       // representation.
6276       if (!Evaluate(AtomicVal, Info, E->getSubExpr()))
6277         return false;
6278       return DerivedSuccess(AtomicVal, E);
6279     }
6280
6281     case CK_NoOp:
6282     case CK_UserDefinedConversion:
6283       return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr());
6284
6285     case CK_LValueToRValue: {
6286       LValue LVal;
6287       if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal, Info))
6288         return false;
6289       APValue RVal;
6290       // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
6291       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
6292                                           LVal, RVal))
6293         return false;
6294       return DerivedSuccess(RVal, E);
6295     }
6296     case CK_LValueToRValueBitCast: {
6297       APValue DestValue, SourceValue;
6298       if (!Evaluate(SourceValue, Info, E->getSubExpr()))
6299         return false;
6300       if (!handleLValueToRValueBitCast(Info, DestValue, SourceValue, E))
6301         return false;
6302       return DerivedSuccess(DestValue, E);
6303     }
6304     }
6305
6306     return Error(E);
6307   }
6308
6309   bool VisitUnaryPostInc(const UnaryOperator *UO) {
6310     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
6311   }
6312   bool VisitUnaryPostDec(const UnaryOperator *UO) {
6313     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
6314   }
6315   bool VisitUnaryPostIncDec(const UnaryOperator *UO) {
6316     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6317       return Error(UO);
6318
6319     LValue LVal;
6320     if (!EvaluateLValue(UO->getSubExpr(), LVal, Info))
6321       return false;
6322     APValue RVal;
6323     if (!handleIncDec(this->Info, UO, LVal, UO->getSubExpr()->getType(),
6324                       UO->isIncrementOp(), &RVal))
6325       return false;
6326     return DerivedSuccess(RVal, UO);
6327   }
6328
6329   bool VisitStmtExpr(const StmtExpr *E) {
6330     // We will have checked the full-expressions inside the statement expression
6331     // when they were completed, and don't need to check them again now.
6332     if (Info.checkingForOverflow())
6333       return Error(E);
6334
6335     BlockScopeRAII Scope(Info);
6336     const CompoundStmt *CS = E->getSubStmt();
6337     if (CS->body_empty())
6338       return true;
6339
6340     for (CompoundStmt::const_body_iterator BI = CS->body_begin(),
6341                                            BE = CS->body_end();
6342          /**/; ++BI) {
6343       if (BI + 1 == BE) {
6344         const Expr *FinalExpr = dyn_cast<Expr>(*BI);
6345         if (!FinalExpr) {
6346           Info.FFDiag((*BI)->getBeginLoc(),
6347                       diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
6348           return false;
6349         }
6350         return this->Visit(FinalExpr);
6351       }
6352
6353       APValue ReturnValue;
6354       StmtResult Result = { ReturnValue, nullptr };
6355       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, *BI);
6356       if (ESR != ESR_Succeeded) {
6357         // FIXME: If the statement-expression terminated due to 'return',
6358         // 'break', or 'continue', it would be nice to propagate that to
6359         // the outer statement evaluation rather than bailing out.
6360         if (ESR != ESR_Failed)
6361           Info.FFDiag((*BI)->getBeginLoc(),
6362                       diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
6363         return false;
6364       }
6365     }
6366
6367     llvm_unreachable("Return from function from the loop above.");
6368   }
6369
6370   /// Visit a value which is evaluated, but whose value is ignored.
6371   void VisitIgnoredValue(const Expr *E) {
6372     EvaluateIgnoredValue(Info, E);
6373   }
6374
6375   /// Potentially visit a MemberExpr's base expression.
6376   void VisitIgnoredBaseExpression(const Expr *E) {
6377     // While MSVC doesn't evaluate the base expression, it does diagnose the
6378     // presence of side-effecting behavior.
6379     if (Info.getLangOpts().MSVCCompat && !E->HasSideEffects(Info.Ctx))
6380       return;
6381     VisitIgnoredValue(E);
6382   }
6383 };
6384
6385 } // namespace
6386
6387 //===----------------------------------------------------------------------===//
6388 // Common base class for lvalue and temporary evaluation.
6389 //===----------------------------------------------------------------------===//
6390 namespace {
6391 template<class Derived>
6392 class LValueExprEvaluatorBase
6393   : public ExprEvaluatorBase<Derived> {
6394 protected:
6395   LValue &Result;
6396   bool InvalidBaseOK;
6397   typedef LValueExprEvaluatorBase LValueExprEvaluatorBaseTy;
6398   typedef ExprEvaluatorBase<Derived> ExprEvaluatorBaseTy;
6399
6400   bool Success(APValue::LValueBase B) {
6401     Result.set(B);
6402     return true;
6403   }
6404
6405   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
6406     return EvaluatePointer(E, Result, this->Info, InvalidBaseOK);
6407   }
6408
6409 public:
6410   LValueExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
6411       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result),
6412         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
6413
6414   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6415     Result.setFrom(this->Info.Ctx, V);
6416     return true;
6417   }
6418
6419   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
6420     // Handle non-static data members.
6421     QualType BaseTy;
6422     bool EvalOK;
6423     if (E->isArrow()) {
6424       EvalOK = evaluatePointer(E->getBase(), Result);
6425       BaseTy = E->getBase()->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
6426     } else if (E->getBase()->isRValue()) {
6427       assert(E->getBase()->getType()->isRecordType());
6428       EvalOK = EvaluateTemporary(E->getBase(), Result, this->Info);
6429       BaseTy = E->getBase()->getType();
6430     } else {
6431       EvalOK = this->Visit(E->getBase());
6432       BaseTy = E->getBase()->getType();
6433     }
6434     if (!EvalOK) {
6435       if (!InvalidBaseOK)
6436         return false;
6437       Result.setInvalid(E);
6438       return true;
6439     }
6440
6441     const ValueDecl *MD = E->getMemberDecl();
6442     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl())) {
6443       assert(BaseTy->getAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
6444              FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
6445       (void)BaseTy;
6446       if (!HandleLValueMember(this->Info, E, Result, FD))
6447         return false;
6448     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MD)) {
6449       if (!HandleLValueIndirectMember(this->Info, E, Result, IFD))
6450         return false;
6451     } else
6452       return this->Error(E);
6453
6454     if (MD->getType()->isReferenceType()) {
6455       APValue RefValue;
6456       if (!handleLValueToRValueConversion(this->Info, E, MD->getType(), Result,
6457                                           RefValue))
6458         return false;
6459       return Success(RefValue, E);
6460     }
6461     return true;
6462   }
6463
6464   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
6465     switch (E->getOpcode()) {
6466     default:
6467       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
6468
6469     case BO_PtrMemD:
6470     case BO_PtrMemI:
6471       return HandleMemberPointerAccess(this->Info, E, Result);
6472     }
6473   }
6474
6475   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6476     switch (E->getCastKind()) {
6477     default:
6478       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6479
6480     case CK_DerivedToBase:
6481     case CK_UncheckedDerivedToBase:
6482       if (!this->Visit(E->getSubExpr()))
6483         return false;
6484
6485       // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
6486       // the derived class to the base class.
6487       return HandleLValueBasePath(this->Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
6488                                   Result);
6489     }
6490   }
6491 };
6492 }
6493
6494 //===----------------------------------------------------------------------===//
6495 // LValue Evaluation
6496 //
6497 // This is used for evaluating lvalues (in C and C++), xvalues (in C++11),
6498 // function designators (in C), decl references to void objects (in C), and
6499 // temporaries (if building with -Wno-address-of-temporary).
6500 //
6501 // LValue evaluation produces values comprising a base expression of one of the
6502 // following types:
6503 // - Declarations
6504 //  * VarDecl
6505 //  * FunctionDecl
6506 // - Literals
6507 //  * CompoundLiteralExpr in C (and in global scope in C++)
6508 //  * StringLiteral
6509 //  * PredefinedExpr
6510 //  * ObjCStringLiteralExpr
6511 //  * ObjCEncodeExpr
6512 //  * AddrLabelExpr
6513 //  * BlockExpr
6514 //  * CallExpr for a MakeStringConstant builtin
6515 // - typeid(T) expressions, as TypeInfoLValues
6516 // - Locals and temporaries
6517 //  * MaterializeTemporaryExpr
6518 //  * Any Expr, with a CallIndex indicating the function in which the temporary
6519 //    was evaluated, for cases where the MaterializeTemporaryExpr is missing
6520 //    from the AST (FIXME).
6521 //  * A MaterializeTemporaryExpr that has static storage duration, with no
6522 //    CallIndex, for a lifetime-extended temporary.
6523 // plus an offset in bytes.
6524 //===----------------------------------------------------------------------===//
6525 namespace {
6526 class LValueExprEvaluator
6527   : public LValueExprEvaluatorBase<LValueExprEvaluator> {
6528 public:
6529   LValueExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK) :
6530     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, InvalidBaseOK) {}
6531
6532   bool VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD);
6533   bool VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO);
6534
6535   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E);
6536   bool VisitPredefinedExpr(const PredefinedExpr *E) { return Success(E); }
6537   bool VisitMaterializeTemporaryExpr(const MaterializeTemporaryExpr *E);
6538   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E);
6539   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E);
6540   bool VisitStringLiteral(const StringLiteral *E) { return Success(E); }
6541   bool VisitObjCEncodeExpr(const ObjCEncodeExpr *E) { return Success(E); }
6542   bool VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E);
6543   bool VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E);
6544   bool VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E);
6545   bool VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E);
6546   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
6547   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
6548   bool VisitUnaryPreInc(const UnaryOperator *UO) {
6549     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
6550   }
6551   bool VisitUnaryPreDec(const UnaryOperator *UO) {
6552     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
6553   }
6554   bool VisitBinAssign(const BinaryOperator *BO);
6555   bool VisitCompoundAssignOperator(const CompoundAssignOperator *CAO);
6556
6557   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6558     switch (E->getCastKind()) {
6559     default:
6560       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6561
6562     case CK_LValueBitCast:
6563       this->CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
6564       if (!Visit(E->getSubExpr()))
6565         return false;
6566       Result.Designator.setInvalid();
6567       return true;
6568
6569     case CK_BaseToDerived:
6570       if (!Visit(E->getSubExpr()))
6571         return false;
6572       return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
6573
6574     case CK_Dynamic:
6575       if (!Visit(E->getSubExpr()))
6576         return false;
6577       return HandleDynamicCast(Info, cast<ExplicitCastExpr>(E), Result);
6578     }
6579   }
6580 };
6581 } // end anonymous namespace
6582
6583 /// Evaluate an expression as an lvalue. This can be legitimately called on
6584 /// expressions which are not glvalues, in three cases:
6585 ///  * function designators in C, and
6586 ///  * "extern void" objects
6587 ///  * @selector() expressions in Objective-C
6588 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
6589                            bool InvalidBaseOK) {
6590   assert(E->isGLValue() || E->getType()->isFunctionType() ||
6591          E->getType()->isVoidType() || isa<ObjCSelectorExpr>(E));
6592   return LValueExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
6593 }
6594
6595 bool LValueExprEvaluator::VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
6596   if (const FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(E->getDecl()))
6597     return Success(FD);
6598   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getDecl()))
6599     return VisitVarDecl(E, VD);
6600   if (const BindingDecl *BD = dyn_cast<BindingDecl>(E->getDecl()))
6601     return Visit(BD->getBinding());
6602   return Error(E);
6603 }
6604
6605
6606 bool LValueExprEvaluator::VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD) {
6607
6608   // If we are within a lambda's call operator, check whether the 'VD' referred
6609   // to within 'E' actually represents a lambda-capture that maps to a
6610   // data-member/field within the closure object, and if so, evaluate to the
6611   // field or what the field refers to.
6612   if (Info.CurrentCall && isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee) &&
6613       isa<DeclRefExpr>(E) &&
6614       cast<DeclRefExpr>(E)->refersToEnclosingVariableOrCapture()) {
6615     // We don't always have a complete capture-map when checking or inferring if
6616     // the function call operator meets the requirements of a constexpr function
6617     // - but we don't need to evaluate the captures to determine constexprness
6618     // (dcl.constexpr C++17).
6619     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
6620       return false;
6621
6622     if (auto *FD = Info.CurrentCall->LambdaCaptureFields.lookup(VD)) {
6623       // Start with 'Result' referring to the complete closure object...
6624       Result = *Info.CurrentCall->This;
6625       // ... then update it to refer to the field of the closure object
6626       // that represents the capture.
6627       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, FD))
6628         return false;
6629       // And if the field is of reference type, update 'Result' to refer to what
6630       // the field refers to.
6631       if (FD->getType()->isReferenceType()) {
6632         APValue RVal;
6633         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, FD->getType(), Result,
6634                                             RVal))
6635           return false;
6636         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
6637       }
6638       return true;
6639     }
6640   }
6641   CallStackFrame *Frame = nullptr;
6642   if (VD->hasLocalStorage() && Info.CurrentCall->Index > 1) {
6643     // Only if a local variable was declared in the function currently being
6644     // evaluated, do we expect to be able to find its value in the current
6645     // frame. (Otherwise it was likely declared in an enclosing context and
6646     // could either have a valid evaluatable value (for e.g. a constexpr
6647     // variable) or be ill-formed (and trigger an appropriate evaluation
6648     // diagnostic)).
6649     if (Info.CurrentCall->Callee &&
6650         Info.CurrentCall->Callee->Equals(VD->getDeclContext())) {
6651       Frame = Info.CurrentCall;
6652     }
6653   }
6654
6655   if (!VD->getType()->isReferenceType()) {
6656     if (Frame) {
6657       Result.set({VD, Frame->Index,
6658                   Info.CurrentCall->getCurrentTemporaryVersion(VD)});
6659       return true;
6660     }
6661     return Success(VD);
6662   }
6663
6664   APValue *V;
6665   if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, V, nullptr))
6666     return false;
6667   if (!V->hasValue()) {
6668     // FIXME: Is it possible for V to be indeterminate here? If so, we should
6669     // adjust the diagnostic to say that.
6670     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
6671       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_use_uninit_reference);
6672     return false;
6673   }
6674   return Success(*V, E);
6675 }
6676
6677 bool LValueExprEvaluator::VisitMaterializeTemporaryExpr(
6678     const MaterializeTemporaryExpr *E) {
6679   // Walk through the expression to find the materialized temporary itself.
6680   SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
6681   SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
6682   const Expr *Inner = E->GetTemporaryExpr()->
6683       skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs, Adjustments);
6684
6685   // If we passed any comma operators, evaluate their LHSs.
6686   for (unsigned I = 0, N = CommaLHSs.size(); I != N; ++I)
6687     if (!EvaluateIgnoredValue(Info, CommaLHSs[I]))
6688       return false;
6689
6690   // A materialized temporary with static storage duration can appear within the
6691   // result of a constant expression evaluation, so we need to preserve its
6692   // value for use outside this evaluation.
6693   APValue *Value;
6694   if (E->getStorageDuration() == SD_Static) {
6695     Value = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(E, true);
6696     *Value = APValue();
6697     Result.set(E);
6698   } else {
6699     Value = &createTemporary(E, E->getStorageDuration() == SD_Automatic, Result,
6700                              *Info.CurrentCall);
6701   }
6702
6703   QualType Type = Inner->getType();
6704
6705   // Materialize the temporary itself.
6706   if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Result, Inner) ||
6707       (E->getStorageDuration() == SD_Static &&
6708        !CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), Type, *Value))) {
6709     *Value = APValue();
6710     return false;
6711   }
6712
6713   // Adjust our lvalue to refer to the desired subobject.
6714   for (unsigned I = Adjustments.size(); I != 0; /**/) {
6715     --I;
6716     switch (Adjustments[I].Kind) {
6717     case SubobjectAdjustment::DerivedToBaseAdjustment:
6718       if (!HandleLValueBasePath(Info, Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath,
6719                                 Type, Result))
6720         return false;
6721       Type = Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath->getType();
6722       break;
6723
6724     case SubobjectAdjustment::FieldAdjustment:
6725       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, Adjustments[I].Field))
6726         return false;
6727       Type = Adjustments[I].Field->getType();
6728       break;
6729
6730     case SubobjectAdjustment::MemberPointerAdjustment:
6731       if (!HandleMemberPointerAccess(this->Info, Type, Result,
6732                                      Adjustments[I].Ptr.RHS))
6733         return false;
6734       Type = Adjustments[I].Ptr.MPT->getPointeeType();
6735       break;
6736     }
6737   }
6738
6739   return true;
6740 }
6741
6742 bool
6743 LValueExprEvaluator::VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
6744   assert((!Info.getLangOpts().CPlusPlus || E->isFileScope()) &&
6745          "lvalue compound literal in c++?");
6746   // Defer visiting the literal until the lvalue-to-rvalue conversion. We can
6747   // only see this when folding in C, so there's no standard to follow here.
6748   return Success(E);
6749 }
6750
6751 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E) {
6752   TypeInfoLValue TypeInfo;
6753
6754   if (!E->isPotentiallyEvaluated()) {
6755     if (E->isTypeOperand())
6756       TypeInfo = TypeInfoLValue(E->getTypeOperand(Info.Ctx).getTypePtr());
6757     else
6758       TypeInfo = TypeInfoLValue(E->getExprOperand()->getType().getTypePtr());
6759   } else {
6760     if (!Info.Ctx.getLangOpts().CPlusPlus2a) {
6761       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_typeid_polymorphic)
6762         << E->getExprOperand()->getType()
6763         << E->getExprOperand()->getSourceRange();
6764     }
6765
6766     if (!Visit(E->getExprOperand()))
6767       return false;
6768
6769     Optional<DynamicType> DynType =
6770         ComputeDynamicType(Info, E, Result, AK_TypeId);
6771     if (!DynType)
6772       return false;
6773
6774     TypeInfo =
6775         TypeInfoLValue(Info.Ctx.getRecordType(DynType->Type).getTypePtr());
6776   }
6777
6778   return Success(APValue::LValueBase::getTypeInfo(TypeInfo, E->getType()));
6779 }
6780
6781 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E) {
6782   return Success(E);
6783 }
6784
6785 bool LValueExprEvaluator::VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
6786   // Handle static data members.
6787   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getMemberDecl())) {
6788     VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
6789     return VisitVarDecl(E, VD);
6790   }
6791
6792   // Handle static member functions.
6793   if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(E->getMemberDecl())) {
6794     if (MD->isStatic()) {
6795       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
6796       return Success(MD);
6797     }
6798   }
6799
6800   // Handle non-static data members.
6801   return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
6802 }
6803
6804 bool LValueExprEvaluator::VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E) {
6805   // FIXME: Deal with vectors as array subscript bases.
6806   if (E->getBase()->getType()->isVectorType())
6807     return Error(E);
6808
6809   bool Success = true;
6810   if (!evaluatePointer(E->getBase(), Result)) {
6811     if (!Info.noteFailure())
6812       return false;
6813     Success = false;
6814   }
6815
6816   APSInt Index;
6817   if (!EvaluateInteger(E->getIdx(), Index, Info))
6818     return false;
6819
6820   return Success &&
6821          HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, E->getType(), Index);
6822 }
6823
6824 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E) {
6825   return evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result);
6826 }
6827
6828 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
6829   if (!Visit(E->getSubExpr()))
6830     return false;
6831   // __real is a no-op on scalar lvalues.
6832   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType())
6833     HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), false);
6834   return true;
6835 }
6836
6837 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
6838   assert(E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType() &&
6839          "lvalue __imag__ on scalar?");
6840   if (!Visit(E->getSubExpr()))
6841     return false;
6842   HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), true);
6843   return true;
6844 }
6845
6846 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO) {
6847   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6848     return Error(UO);
6849
6850   if (!this->Visit(UO->getSubExpr()))
6851     return false;
6852
6853   return handleIncDec(
6854       this->Info, UO, Result, UO->getSubExpr()->getType(),
6855       UO->isIncrementOp(), nullptr);
6856 }
6857
6858 bool LValueExprEvaluator::VisitCompoundAssignOperator(
6859     const CompoundAssignOperator *CAO) {
6860   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6861     return Error(CAO);
6862
6863   APValue RHS;
6864
6865   // The overall lvalue result is the result of evaluating the LHS.
6866   if (!this->Visit(CAO->getLHS())) {
6867     if (Info.noteFailure())
6868       Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS());
6869     return false;
6870   }
6871
6872   if (!Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS()))
6873     return false;
6874
6875   return handleCompoundAssignment(
6876       this->Info, CAO,
6877       Result, CAO->getLHS()->getType(), CAO->getComputationLHSType(),
6878       CAO->getOpForCompoundAssignment(CAO->getOpcode()), RHS);
6879 }
6880
6881 bool LValueExprEvaluator::VisitBinAssign(const BinaryOperator *E) {
6882   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6883     return Error(E);
6884
6885   APValue NewVal;
6886
6887   if (!this->Visit(E->getLHS())) {
6888     if (Info.noteFailure())
6889       Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS());
6890     return false;
6891   }
6892
6893   if (!Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS()))
6894     return false;
6895
6896   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus2a &&
6897       !HandleUnionActiveMemberChange(Info, E->getLHS(), Result))
6898     return false;
6899
6900   return handleAssignment(this->Info, E, Result, E->getLHS()->getType(),
6901                           NewVal);
6902 }
6903
6904 //===----------------------------------------------------------------------===//
6905 // Pointer Evaluation
6906 //===----------------------------------------------------------------------===//
6907
6908 /// Attempts to compute the number of bytes available at the pointer
6909 /// returned by a function with the alloc_size attribute. Returns true if we
6910 /// were successful. Places an unsigned number into `Result`.
6911 ///
6912 /// This expects the given CallExpr to be a call to a function with an
6913 /// alloc_size attribute.
6914 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
6915                                             const CallExpr *Call,
6916                                             llvm::APInt &Result) {
6917   const AllocSizeAttr *AllocSize = getAllocSizeAttr(Call);
6918
6919   assert(AllocSize && AllocSize->getElemSizeParam().isValid());
6920   unsigned SizeArgNo = AllocSize->getElemSizeParam().getASTIndex();
6921   unsigned BitsInSizeT = Ctx.getTypeSize(Ctx.getSizeType());
6922   if (Call->getNumArgs() <= SizeArgNo)
6923     return false;
6924
6925   auto EvaluateAsSizeT = [&](const Expr *E, APSInt &Into) {
6926     Expr::EvalResult ExprResult;
6927     if (!E->EvaluateAsInt(ExprResult, Ctx, Expr::SE_AllowSideEffects))
6928       return false;
6929     Into = ExprResult.Val.getInt();
6930     if (Into.isNegative() || !Into.isIntN(BitsInSizeT))
6931       return false;
6932     Into = Into.zextOrSelf(BitsInSizeT);
6933     return true;
6934   };
6935
6936   APSInt SizeOfElem;
6937   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(SizeArgNo), SizeOfElem))
6938     return false;
6939
6940   if (!AllocSize->getNumElemsParam().isValid()) {
6941     Result = std::move(SizeOfElem);
6942     return true;
6943   }
6944
6945   APSInt NumberOfElems;
6946   unsigned NumArgNo = AllocSize->getNumElemsParam().getASTIndex();
6947   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(NumArgNo), NumberOfElems))
6948     return false;
6949
6950   bool Overflow;
6951   llvm::APInt BytesAvailable = SizeOfElem.umul_ov(NumberOfElems, Overflow);
6952   if (Overflow)
6953     return false;
6954
6955   Result = std::move(BytesAvailable);
6956   return true;
6957 }
6958
6959 /// Convenience function. LVal's base must be a call to an alloc_size
6960 /// function.
6961 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
6962                                             const LValue &LVal,
6963                                             llvm::APInt &Result) {
6964   assert(isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
6965          "Can't get the size of a non alloc_size function");
6966   const auto *Base = LVal.getLValueBase().get<const Expr *>();
6967   const CallExpr *CE = tryUnwrapAllocSizeCall(Base);
6968   return getBytesReturnedByAllocSizeCall(Ctx, CE, Result);
6969 }
6970
6971 /// Attempts to evaluate the given LValueBase as the result of a call to
6972 /// a function with the alloc_size attribute. If it was possible to do so, this
6973 /// function will return true, make Result's Base point to said function call,
6974 /// and mark Result's Base as invalid.
6975 static bool evaluateLValueAsAllocSize(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base,
6976                                       LValue &Result) {
6977   if (Base.isNull())
6978     return false;
6979
6980   // Because we do no form of static analysis, we only support const variables.
6981   //
6982   // Additionally, we can't support parameters, nor can we support static
6983   // variables (in the latter case, use-before-assign isn't UB; in the former,
6984   // we have no clue what they'll be assigned to).
6985   const auto *VD =
6986       dyn_cast_or_null<VarDecl>(Base.dyn_cast<const ValueDecl *>());
6987   if (!VD || !VD->isLocalVarDecl() || !VD->getType().isConstQualified())
6988     return false;
6989
6990   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer();
6991   if (!Init)
6992     return false;
6993
6994   const Expr *E = Init->IgnoreParens();
6995   if (!tryUnwrapAllocSizeCall(E))
6996     return false;
6997
6998   // Store E instead of E unwrapped so that the type of the LValue's base is
6999   // what the user wanted.
7000   Result.setInvalid(E);
7001
7002   QualType Pointee = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7003   Result.addUnsizedArray(Info, E, Pointee);
7004   return true;
7005 }
7006
7007 namespace {
7008 class PointerExprEvaluator
7009   : public ExprEvaluatorBase<PointerExprEvaluator> {
7010   LValue &Result;
7011   bool InvalidBaseOK;
7012
7013   bool Success(const Expr *E) {
7014     Result.set(E);
7015     return true;
7016   }
7017
7018   bool evaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result) {
7019     return EvaluateLValue(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
7020   }
7021
7022   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
7023     return EvaluatePointer(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
7024   }
7025
7026   bool visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E);
7027 public:
7028
7029   PointerExprEvaluator(EvalInfo &info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
7030       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result),
7031         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
7032
7033   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
7034     Result.setFrom(Info.Ctx, V);
7035     return true;
7036   }
7037   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
7038     auto TargetVal = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(E->getType());
7039     Result.setNull(E->getType(), TargetVal);
7040     return true;
7041   }
7042
7043   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
7044   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
7045   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
7046   bool VisitObjCStringLiteral(const ObjCStringLiteral *E)
7047       { return Success(E); }
7048   bool VisitObjCBoxedExpr(const ObjCBoxedExpr *E) {
7049     if (E->isExpressibleAsConstantInitializer())
7050       return Success(E);
7051     if (Info.noteFailure())
7052       EvaluateIgnoredValue(Info, E->getSubExpr());
7053     return Error(E);
7054   }
7055   bool VisitAddrLabelExpr(const AddrLabelExpr *E)
7056       { return Success(E); }
7057   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
7058   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
7059   bool VisitBlockExpr(const BlockExpr *E) {
7060     if (!E->getBlockDecl()->hasCaptures())
7061       return Success(E);
7062     return Error(E);
7063   }
7064   bool VisitCXXThisExpr(const CXXThisExpr *E) {
7065     // Can't look at 'this' when checking a potential constant expression.
7066     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
7067       return false;
7068     if (!Info.CurrentCall->This) {
7069       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7070         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_this) << E->isImplicit();
7071       else
7072         Info.FFDiag(E);
7073       return false;
7074     }
7075     Result = *Info.CurrentCall->This;
7076     // If we are inside a lambda's call operator, the 'this' expression refers
7077     // to the enclosing '*this' object (either by value or reference) which is
7078     // either copied into the closure object's field that represents the '*this'
7079     // or refers to '*this'.
7080     if (isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee)) {
7081       // Update 'Result' to refer to the data member/field of the closure object
7082       // that represents the '*this' capture.
7083       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result,
7084                              Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField))
7085         return false;
7086       // If we captured '*this' by reference, replace the field with its referent.
7087       if (Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField->getType()
7088               ->isPointerType()) {
7089         APValue RVal;
7090         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Result,
7091                                             RVal))
7092           return false;
7093
7094         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
7095       }
7096     }
7097     return true;
7098   }
7099
7100   bool VisitSourceLocExpr(const SourceLocExpr *E) {
7101     assert(E->isStringType() && "SourceLocExpr isn't a pointer type?");
7102     APValue LValResult = E->EvaluateInContext(
7103         Info.Ctx, Info.CurrentCall->CurSourceLocExprScope.getDefaultExpr());
7104     Result.setFrom(Info.Ctx, LValResult);
7105     return true;
7106   }
7107
7108   // FIXME: Missing: @protocol, @selector
7109 };
7110 } // end anonymous namespace
7111
7112 static bool EvaluatePointer(const Expr* E, LValue& Result, EvalInfo &Info,
7113                             bool InvalidBaseOK) {
7114   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
7115   return PointerExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
7116 }
7117
7118 bool PointerExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
7119   if (E->getOpcode() != BO_Add &&
7120       E->getOpcode() != BO_Sub)
7121     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
7122
7123   const Expr *PExp = E->getLHS();
7124   const Expr *IExp = E->getRHS();
7125   if (IExp->getType()->isPointerType())
7126     std::swap(PExp, IExp);
7127
7128   bool EvalPtrOK = evaluatePointer(PExp, Result);
7129   if (!EvalPtrOK && !Info.noteFailure())
7130     return false;
7131
7132   llvm::APSInt Offset;
7133   if (!EvaluateInteger(IExp, Offset, Info) || !EvalPtrOK)
7134     return false;
7135
7136   if (E->getOpcode() == BO_Sub)
7137     negateAsSigned(Offset);
7138
7139   QualType Pointee = PExp->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7140   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, Pointee, Offset);
7141 }
7142
7143 bool PointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
7144   return evaluateLValue(E->getSubExpr(), Result);
7145 }
7146
7147 bool PointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
7148   const Expr *SubExpr = E->getSubExpr();
7149
7150   switch (E->getCastKind()) {
7151   default:
7152     break;
7153   case CK_BitCast:
7154   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
7155   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
7156   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
7157   case CK_AddressSpaceConversion:
7158     if (!Visit(SubExpr))
7159       return false;
7160     // Bitcasts to cv void* are static_casts, not reinterpret_casts, so are
7161     // permitted in constant expressions in C++11. Bitcasts from cv void* are
7162     // also static_casts, but we disallow them as a resolution to DR1312.
7163     if (!E->getType()->isVoidPointerType()) {
7164       Result.Designator.setInvalid();
7165       if (SubExpr->getType()->isVoidPointerType())
7166         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast)
7167           << 3 << SubExpr->getType();
7168       else
7169         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
7170     }
7171     if (E->getCastKind() == CK_AddressSpaceConversion && Result.IsNullPtr)
7172       ZeroInitialization(E);
7173     return true;
7174
7175   case CK_DerivedToBase:
7176   case CK_UncheckedDerivedToBase:
7177     if (!evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result))
7178       return false;
7179     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
7180       return true;
7181
7182     // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
7183     // the derived class to the base class.
7184     return HandleLValueBasePath(Info, E, E->getSubExpr()->getType()->
7185                                   castAs<PointerType>()->getPointeeType(),
7186                                 Result);
7187
7188   case CK_BaseToDerived:
7189     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7190       return false;
7191     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
7192       return true;
7193     return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
7194
7195   case CK_Dynamic:
7196     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7197       return false;
7198     return HandleDynamicCast(Info, cast<ExplicitCastExpr>(E), Result);
7199
7200   case CK_NullToPointer:
7201     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
7202     return ZeroInitialization(E);
7203
7204   case CK_IntegralToPointer: {
7205     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
7206
7207     APValue Value;
7208     if (!EvaluateIntegerOrLValue(SubExpr, Value, Info))
7209       break;
7210
7211     if (Value.isInt()) {
7212       unsigned Size = Info.Ctx.getTypeSize(E->getType());
7213       uint64_t N = Value.getInt().extOrTrunc(Size).getZExtValue();
7214       Result.Base = (Expr*)nullptr;
7215       Result.InvalidBase = false;
7216       Result.Offset = CharUnits::fromQuantity(N);
7217       Result.Designator.setInvalid();
7218       Result.IsNullPtr = false;
7219       return true;
7220     } else {
7221       // Cast is of an lvalue, no need to change value.
7222       Result.setFrom(Info.Ctx, Value);
7223       return true;
7224     }
7225   }
7226
7227   case CK_ArrayToPointerDecay: {
7228     if (SubExpr->isGLValue()) {
7229       if (!evaluateLValue(SubExpr, Result))
7230         return false;
7231     } else {
7232       APValue &Value = createTemporary(SubExpr, false, Result,
7233                                        *Info.CurrentCall);
7234       if (!EvaluateInPlace(Value, Info, Result, SubExpr))
7235         return false;
7236     }
7237     // The result is a pointer to the first element of the array.
7238     auto *AT = Info.Ctx.getAsArrayType(SubExpr->getType());
7239     if (auto *CAT = dyn_cast<ConstantArrayType>(AT))
7240       Result.addArray(Info, E, CAT);
7241     else
7242       Result.addUnsizedArray(Info, E, AT->getElementType());
7243     return true;
7244   }
7245
7246   case CK_FunctionToPointerDecay:
7247     return evaluateLValue(SubExpr, Result);
7248
7249   case CK_LValueToRValue: {
7250     LValue LVal;
7251     if (!evaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal))
7252       return false;
7253
7254     APValue RVal;
7255     // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
7256     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
7257                                         LVal, RVal))
7258       return InvalidBaseOK &&
7259              evaluateLValueAsAllocSize(Info, LVal.Base, Result);
7260     return Success(RVal, E);
7261   }
7262   }
7263
7264   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
7265 }
7266
7267 static CharUnits GetAlignOfType(EvalInfo &Info, QualType T,
7268                                 UnaryExprOrTypeTrait ExprKind) {
7269   // C++ [expr.alignof]p3:
7270   //     When alignof is applied to a reference type, the result is the
7271   //     alignment of the referenced type.
7272   if (const ReferenceType *Ref = T->getAs<ReferenceType>())
7273     T = Ref->getPointeeType();
7274
7275   if (T.getQualifiers().hasUnaligned())
7276     return CharUnits::One();
7277
7278   const bool AlignOfReturnsPreferred =
7279       Info.Ctx.getLangOpts().getClangABICompat() <= LangOptions::ClangABI::Ver7;
7280
7281   // __alignof is defined to return the preferred alignment.
7282   // Before 8, clang returned the preferred alignment for alignof and _Alignof
7283   // as well.
7284   if (ExprKind == UETT_PreferredAlignOf || AlignOfReturnsPreferred)
7285     return Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
7286       Info.Ctx.getPreferredTypeAlign(T.getTypePtr()));
7287   // alignof and _Alignof are defined to return the ABI alignment.
7288   else if (ExprKind == UETT_AlignOf)
7289     return Info.Ctx.getTypeAlignInChars(T.getTypePtr());
7290   else
7291     llvm_unreachable("GetAlignOfType on a non-alignment ExprKind");
7292 }
7293
7294 static CharUnits GetAlignOfExpr(EvalInfo &Info, const Expr *E,
7295                                 UnaryExprOrTypeTrait ExprKind) {
7296   E = E->IgnoreParens();
7297
7298   // The kinds of expressions that we have special-case logic here for
7299   // should be kept up to date with the special checks for those
7300   // expressions in Sema.
7301
7302   // alignof decl is always accepted, even if it doesn't make sense: we default
7303   // to 1 in those cases.
7304   if (const DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E))
7305     return Info.Ctx.getDeclAlign(DRE->getDecl(),
7306                                  /*RefAsPointee*/true);
7307
7308   if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(E))
7309     return Info.Ctx.getDeclAlign(ME->getMemberDecl(),
7310                                  /*RefAsPointee*/true);
7311
7312   return GetAlignOfType(Info, E->getType(), ExprKind);
7313 }
7314
7315 // To be clear: this happily visits unsupported builtins. Better name welcomed.
7316 bool PointerExprEvaluator::visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E) {
7317   if (ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E))
7318     return true;
7319
7320   if (!(InvalidBaseOK && getAllocSizeAttr(E)))
7321     return false;
7322
7323   Result.setInvalid(E);
7324   QualType PointeeTy = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7325   Result.addUnsizedArray(Info, E, PointeeTy);
7326   return true;
7327 }
7328
7329 bool PointerExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
7330   if (IsStringLiteralCall(E))
7331     return Success(E);
7332
7333   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
7334     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
7335
7336   return visitNonBuiltinCallExpr(E);
7337 }
7338
7339 bool PointerExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
7340                                                 unsigned BuiltinOp) {
7341   switch (BuiltinOp) {
7342   case Builtin::BI__builtin_addressof:
7343     return evaluateLValue(E->getArg(0), Result);
7344   case Builtin::BI__builtin_assume_aligned: {
7345     // We need to be very careful here because: if the pointer does not have the
7346     // asserted alignment, then the behavior is undefined, and undefined
7347     // behavior is non-constant.
7348     if (!evaluatePointer(E->getArg(0), Result))
7349       return false;
7350
7351     LValue OffsetResult(Result);
7352     APSInt Alignment;
7353     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Alignment, Info))
7354       return false;
7355     CharUnits Align = CharUnits::fromQuantity(Alignment.getZExtValue());
7356
7357     if (E->getNumArgs() > 2) {
7358       APSInt Offset;
7359       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), Offset, Info))
7360         return false;
7361
7362       int64_t AdditionalOffset = -Offset.getZExtValue();
7363       OffsetResult.Offset += CharUnits::fromQuantity(AdditionalOffset);
7364     }
7365
7366     // If there is a base object, then it must have the correct alignment.
7367     if (OffsetResult.Base) {
7368       CharUnits BaseAlignment;
7369       if (const ValueDecl *VD =
7370           OffsetResult.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
7371         BaseAlignment = Info.Ctx.getDeclAlign(VD);
7372       } else if (const Expr *E = OffsetResult.Base.dyn_cast<const Expr *>()) {
7373         BaseAlignment = GetAlignOfExpr(Info, E, UETT_AlignOf);
7374       } else {
7375         BaseAlignment = GetAlignOfType(
7376             Info, OffsetResult.Base.getTypeInfoType(), UETT_AlignOf);
7377       }
7378
7379       if (BaseAlignment < Align) {
7380         Result.Designator.setInvalid();
7381         // FIXME: Add support to Diagnostic for long / long long.
7382         CCEDiag(E->getArg(0),
7383                 diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 0
7384           << (unsigned)BaseAlignment.getQuantity()
7385           << (unsigned)Align.getQuantity();
7386         return false;
7387       }
7388     }
7389
7390     // The offset must also have the correct alignment.
7391     if (OffsetResult.Offset.alignTo(Align) != OffsetResult.Offset) {
7392       Result.Designator.setInvalid();
7393
7394       (OffsetResult.Base
7395            ? CCEDiag(E->getArg(0),
7396                      diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 1
7397            : CCEDiag(E->getArg(0),
7398                      diag::note_constexpr_baa_value_insufficient_alignment))
7399         << (int)OffsetResult.Offset.getQuantity()
7400         << (unsigned)Align.getQuantity();
7401       return false;
7402     }
7403
7404     return true;
7405   }
7406   case Builtin::BI__builtin_launder:
7407     return evaluatePointer(E->getArg(0), Result);
7408   case Builtin::BIstrchr:
7409   case Builtin::BIwcschr:
7410   case Builtin::BImemchr:
7411   case Builtin::BIwmemchr:
7412     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7413       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7414         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7415         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7416     else
7417       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7418     LLVM_FALLTHROUGH;
7419   case Builtin::BI__builtin_strchr:
7420   case Builtin::BI__builtin_wcschr:
7421   case Builtin::BI__builtin_memchr:
7422   case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
7423   case Builtin::BI__builtin_wmemchr: {
7424     if (!Visit(E->getArg(0)))
7425       return false;
7426     APSInt Desired;
7427     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Desired, Info))
7428       return false;
7429     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
7430     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrchr &&
7431         BuiltinOp != Builtin::BIwcschr &&
7432         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strchr &&
7433         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcschr) {
7434       APSInt N;
7435       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
7436         return false;
7437       MaxLength = N.getExtValue();
7438     }
7439     // We cannot find the value if there are no candidates to match against.
7440     if (MaxLength == 0u)
7441       return ZeroInitialization(E);
7442     if (!Result.checkNullPointerForFoldAccess(Info, E, AK_Read) ||
7443         Result.Designator.Invalid)
7444       return false;
7445     QualType CharTy = Result.Designator.getType(Info.Ctx);
7446     bool IsRawByte = BuiltinOp == Builtin::BImemchr ||
7447                      BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_memchr;
7448     assert(IsRawByte ||
7449            Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(
7450                CharTy, E->getArg(0)->getType()->getPointeeType()));
7451     // Pointers to const void may point to objects of incomplete type.
7452     if (IsRawByte && CharTy->isIncompleteType()) {
7453       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_incomplete_type) << CharTy;
7454       return false;
7455     }
7456     // Give up on byte-oriented matching against multibyte elements.
7457     // FIXME: We can compare the bytes in the correct order.
7458     if (IsRawByte && Info.Ctx.getTypeSizeInChars(CharTy) != CharUnits::One())
7459       return false;
7460     // Figure out what value we're actually looking for (after converting to
7461     // the corresponding unsigned type if necessary).
7462     uint64_t DesiredVal;
7463     bool StopAtNull = false;
7464     switch (BuiltinOp) {
7465     case Builtin::BIstrchr:
7466     case Builtin::BI__builtin_strchr:
7467       // strchr compares directly to the passed integer, and therefore
7468       // always fails if given an int that is not a char.
7469       if (!APSInt::isSameValue(HandleIntToIntCast(Info, E, CharTy,
7470                                                   E->getArg(1)->getType(),
7471                                                   Desired),
7472                                Desired))
7473         return ZeroInitialization(E);
7474       StopAtNull = true;
7475       LLVM_FALLTHROUGH;
7476     case Builtin::BImemchr:
7477     case Builtin::BI__builtin_memchr:
7478     case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
7479       // memchr compares by converting both sides to unsigned char. That's also
7480       // correct for strchr if we get this far (to cope with plain char being
7481       // unsigned in the strchr case).
7482       DesiredVal = Desired.trunc(Info.Ctx.getCharWidth()).getZExtValue();
7483       break;
7484
7485     case Builtin::BIwcschr:
7486     case Builtin::BI__builtin_wcschr:
7487       StopAtNull = true;
7488       LLVM_FALLTHROUGH;
7489     case Builtin::BIwmemchr:
7490     case Builtin::BI__builtin_wmemchr:
7491       // wcschr and wmemchr are given a wchar_t to look for. Just use it.
7492       DesiredVal = Desired.getZExtValue();
7493       break;
7494     }
7495
7496     for (; MaxLength; --MaxLength) {
7497       APValue Char;
7498       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, Result, Char) ||
7499           !Char.isInt())
7500         return false;
7501       if (Char.getInt().getZExtValue() == DesiredVal)
7502         return true;
7503       if (StopAtNull && !Char.getInt())
7504         break;
7505       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, CharTy, 1))
7506         return false;
7507     }
7508     // Not found: return nullptr.
7509     return ZeroInitialization(E);
7510   }
7511
7512   case Builtin::BImemcpy:
7513   case Builtin::BImemmove:
7514   case Builtin::BIwmemcpy:
7515   case Builtin::BIwmemmove:
7516     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7517       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7518         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7519         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7520     else
7521       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7522     LLVM_FALLTHROUGH;
7523   case Builtin::BI__builtin_memcpy:
7524   case Builtin::BI__builtin_memmove:
7525   case Builtin::BI__builtin_wmemcpy:
7526   case Builtin::BI__builtin_wmemmove: {
7527     bool WChar = BuiltinOp == Builtin::BIwmemcpy ||
7528                  BuiltinOp == Builtin::BIwmemmove ||
7529                  BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_wmemcpy ||
7530                  BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_wmemmove;
7531     bool Move = BuiltinOp == Builtin::BImemmove ||
7532                 BuiltinOp == Builtin::BIwmemmove ||
7533                 BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_memmove ||
7534                 BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_wmemmove;
7535
7536     // The result of mem* is the first argument.
7537     if (!Visit(E->getArg(0)))
7538       return false;
7539     LValue Dest = Result;
7540
7541     LValue Src;
7542     if (!EvaluatePointer(E->getArg(1), Src, Info))
7543       return false;
7544
7545     APSInt N;
7546     if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
7547       return false;
7548     assert(!N.isSigned() && "memcpy and friends take an unsigned size");
7549
7550     // If the size is zero, we treat this as always being a valid no-op.
7551     // (Even if one of the src and dest pointers is null.)
7552     if (!N)
7553       return true;
7554
7555     // Otherwise, if either of the operands is null, we can't proceed. Don't
7556     // try to determine the type of the copied objects, because there aren't
7557     // any.
7558     if (!Src.Base || !Dest.Base) {
7559       APValue Val;
7560       (!Src.Base ? Src : Dest).moveInto(Val);
7561       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_memcpy_null)
7562           << Move << WChar << !!Src.Base
7563           << Val.getAsString(Info.Ctx, E->getArg(0)->getType());
7564       return false;
7565     }
7566     if (Src.Designator.Invalid || Dest.Designator.Invalid)
7567       return false;
7568
7569     // We require that Src and Dest are both pointers to arrays of
7570     // trivially-copyable type. (For the wide version, the designator will be
7571     // invalid if the designated object is not a wchar_t.)
7572     QualType T = Dest.Designator.getType(Info.Ctx);
7573     QualType SrcT = Src.Designator.getType(Info.Ctx);
7574     if (!Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(T, SrcT)) {
7575       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_memcpy_type_pun) << Move << SrcT << T;
7576       return false;
7577     }
7578     if (T->isIncompleteType()) {
7579       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_memcpy_incomplete_type) << Move << T;
7580       return false;
7581     }
7582     if (!T.isTriviallyCopyableType(Info.Ctx)) {
7583       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_memcpy_nontrivial) << Move << T;
7584       return false;
7585     }
7586
7587     // Figure out how many T's we're copying.
7588     uint64_t TSize = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(T).getQuantity();
7589     if (!WChar) {
7590       uint64_t Remainder;
7591       llvm::APInt OrigN = N;
7592       llvm::APInt::udivrem(OrigN, TSize, N, Remainder);
7593       if (Remainder) {
7594         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_memcpy_unsupported)
7595             << Move << WChar << 0 << T << OrigN.toString(10, /*Signed*/false)
7596             << (unsigned)TSize;
7597         return false;
7598       }
7599     }
7600
7601     // Check that the copying will remain within the arrays, just so that we
7602     // can give a more meaningful diagnostic. This implicitly also checks that
7603     // N fits into 64 bits.
7604     uint64_t RemainingSrcSize = Src.Designator.validIndexAdjustments().second;
7605     uint64_t RemainingDestSize = Dest.Designator.validIndexAdjustments().second;
7606     if (N.ugt(RemainingSrcSize) || N.ugt(RemainingDestSize)) {
7607       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_memcpy_unsupported)
7608           << Move << WChar << (N.ugt(RemainingSrcSize) ? 1 : 2) << T
7609           << N.toString(10, /*Signed*/false);
7610       return false;
7611     }
7612     uint64_t NElems = N.getZExtValue();
7613     uint64_t NBytes = NElems * TSize;
7614
7615     // Check for overlap.
7616     int Direction = 1;
7617     if (HasSameBase(Src, Dest)) {
7618       uint64_t SrcOffset = Src.getLValueOffset().getQuantity();
7619       uint64_t DestOffset = Dest.getLValueOffset().getQuantity();
7620       if (DestOffset >= SrcOffset && DestOffset - SrcOffset < NBytes) {
7621         // Dest is inside the source region.
7622         if (!Move) {
7623           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_memcpy_overlap) << WChar;
7624           return false;
7625         }
7626         // For memmove and friends, copy backwards.
7627         if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Src, T, NElems - 1) ||
7628             !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Dest, T, NElems - 1))
7629           return false;
7630         Direction = -1;
7631       } else if (!Move && SrcOffset >= DestOffset &&
7632                  SrcOffset - DestOffset < NBytes) {
7633         // Src is inside the destination region for memcpy: invalid.
7634         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_memcpy_overlap) << WChar;
7635         return false;
7636       }
7637     }
7638
7639     while (true) {
7640       APValue Val;
7641       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, T, Src, Val) ||
7642           !handleAssignment(Info, E, Dest, T, Val))
7643         return false;
7644       // Do not iterate past the last element; if we're copying backwards, that
7645       // might take us off the start of the array.
7646       if (--NElems == 0)
7647         return true;
7648       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Src, T, Direction) ||
7649           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Dest, T, Direction))
7650         return false;
7651     }
7652   }
7653
7654   default:
7655     return visitNonBuiltinCallExpr(E);
7656   }
7657 }
7658
7659 //===----------------------------------------------------------------------===//
7660 // Member Pointer Evaluation
7661 //===----------------------------------------------------------------------===//
7662
7663 namespace {
7664 class MemberPointerExprEvaluator
7665   : public ExprEvaluatorBase<MemberPointerExprEvaluator> {
7666   MemberPtr &Result;
7667
7668   bool Success(const ValueDecl *D) {
7669     Result = MemberPtr(D);
7670     return true;
7671   }
7672 public:
7673
7674   MemberPointerExprEvaluator(EvalInfo &Info, MemberPtr &Result)
7675     : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result) {}
7676
7677   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
7678     Result.setFrom(V);
7679     return true;
7680   }
7681   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
7682     return Success((const ValueDecl*)nullptr);
7683   }
7684
7685   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
7686   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
7687 };
7688 } // end anonymous namespace
7689
7690 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
7691                                   EvalInfo &Info) {
7692   assert(E->isRValue() && E->getType()->isMemberPointerType());
7693   return MemberPointerExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
7694 }
7695
7696 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
7697   switch (E->getCastKind()) {
7698   default:
7699     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
7700
7701   case CK_NullToMemberPointer:
7702     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
7703     return ZeroInitialization(E);
7704
7705   case CK_BaseToDerivedMemberPointer: {
7706     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7707       return false;
7708     if (E->path_empty())
7709       return true;
7710     // Base-to-derived member pointer casts store the path in derived-to-base
7711     // order, so iterate backwards. The CXXBaseSpecifier also provides us with
7712     // the wrong end of the derived->base arc, so stagger the path by one class.
7713     typedef std::reverse_iterator<CastExpr::path_const_iterator> ReverseIter;
7714     for (ReverseIter PathI(E->path_end() - 1), PathE(E->path_begin());
7715          PathI != PathE; ++PathI) {
7716       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
7717       const CXXRecordDecl *Derived = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
7718       if (!Result.castToDerived(Derived))
7719         return Error(E);
7720     }
7721     const Type *FinalTy = E->getType()->castAs<MemberPointerType>()->getClass();
7722     if (!Result.castToDerived(FinalTy->getAsCXXRecordDecl()))
7723       return Error(E);
7724     return true;
7725   }
7726
7727   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
7728     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7729       return false;
7730     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
7731          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
7732       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
7733       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
7734       if (!Result.castToBase(Base))
7735         return Error(E);
7736     }
7737     return true;
7738   }
7739 }
7740
7741 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
7742   // C++11 [expr.unary.op]p3 has very strict rules on how the address of a
7743   // member can be formed.
7744   return Success(cast<DeclRefExpr>(E->getSubExpr())->getDecl());
7745 }
7746
7747 //===----------------------------------------------------------------------===//
7748 // Record Evaluation
7749 //===----------------------------------------------------------------------===//
7750
7751 namespace {
7752   class RecordExprEvaluator
7753   : public ExprEvaluatorBase<RecordExprEvaluator> {
7754     const LValue &This;
7755     APValue &Result;
7756   public:
7757
7758     RecordExprEvaluator(EvalInfo &info, const LValue &This, APValue &Result)
7759       : ExprEvaluatorBaseTy(info), This(This), Result(Result) {}
7760
7761     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
7762       Result = V;
7763       return true;
7764     }
7765     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
7766       return ZeroInitialization(E, E->getType());
7767     }
7768     bool ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T);
7769
7770     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
7771       return handleCallExpr(E, Result, &This);
7772     }
7773     bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
7774     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
7775     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
7776       return VisitCXXConstructExpr(E, E->getType());
7777     }
7778     bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E);
7779     bool VisitCXXInheritedCtorInitExpr(const CXXInheritedCtorInitExpr *E);
7780     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E, QualType T);
7781     bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E);
7782
7783     bool VisitBinCmp(const BinaryOperator *E);
7784   };
7785 }
7786
7787 /// Perform zero-initialization on an object of non-union class type.
7788 /// C++11 [dcl.init]p5:
7789 ///  To zero-initialize an object or reference of type T means:
7790 ///    [...]
7791 ///    -- if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type,
7792 ///       each non-static data member and each base-class subobject is
7793 ///       zero-initialized
7794 static bool HandleClassZeroInitialization(EvalInfo &Info, const Expr *E,
7795                                           const RecordDecl *RD,
7796                                           const LValue &This, APValue &Result) {
7797   assert(!RD->isUnion() && "Expected non-union class type");
7798   const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
7799   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CD ? CD->getNumBases() : 0,
7800                    std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
7801
7802   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
7803   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
7804
7805   if (CD) {
7806     unsigned Index = 0;
7807     for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
7808            End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++Index) {
7809       const CXXRecordDecl *Base = I->getType()->getAsCXXRecordDecl();
7810       LValue Subobject = This;
7811       if (!HandleLValueDirectBase(Info, E, Subobject, CD, Base, &Layout))
7812         return false;
7813       if (!HandleClassZeroInitialization(Info, E, Base, Subobject,
7814                                          Result.getStructBase(Index)))
7815         return false;
7816     }
7817   }
7818
7819   for (const auto *I : RD->fields()) {
7820     // -- if T is a reference type, no initialization is performed.
7821     if (I->getType()->isReferenceType())
7822       continue;
7823
7824     LValue Subobject = This;
7825     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, I, &Layout))
7826       return false;
7827
7828     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
7829     if (!EvaluateInPlace(
7830           Result.getStructField(I->getFieldIndex()), Info, Subobject, &VIE))
7831       return false;
7832   }
7833
7834   return true;
7835 }
7836
7837 bool RecordExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T) {
7838   const RecordDecl *RD = T->castAs<RecordType>()->getDecl();
7839   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
7840   if (RD->isUnion()) {
7841     // C++11 [dcl.init]p5: If T is a (possibly cv-qualified) union type, the
7842     // object's first non-static named data member is zero-initialized
7843     RecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin();
7844     if (I == RD->field_end()) {
7845       Result = APValue((const FieldDecl*)nullptr);
7846       return true;
7847     }
7848
7849     LValue Subobject = This;
7850     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, *I))
7851       return false;
7852     Result = APValue(*I);
7853     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
7854     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, &VIE);
7855   }
7856
7857   if (isa<CXXRecordDecl>(RD) && cast<CXXRecordDecl>(RD)->getNumVBases()) {
7858     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
7859     return false;
7860   }
7861
7862   return HandleClassZeroInitialization(Info, E, RD, This, Result);
7863 }
7864
7865 bool RecordExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
7866   switch (E->getCastKind()) {
7867   default:
7868     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
7869
7870   case CK_ConstructorConversion:
7871     return Visit(E->getSubExpr());
7872
7873   case CK_DerivedToBase:
7874   case CK_UncheckedDerivedToBase: {
7875     APValue DerivedObject;
7876     if (!Evaluate(DerivedObject, Info, E->getSubExpr()))
7877       return false;
7878     if (!DerivedObject.isStruct())
7879       return Error(E->getSubExpr());
7880
7881     // Derived-to-base rvalue conversion: just slice off the derived part.
7882     APValue *Value = &DerivedObject;
7883     const CXXRecordDecl *RD = E->getSubExpr()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
7884     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
7885          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
7886       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "record rvalue with virtual base");
7887       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
7888       Value = &Value->getStructBase(getBaseIndex(RD, Base));
7889       RD = Base;
7890     }
7891     Result = *Value;
7892     return true;
7893   }
7894   }
7895 }
7896
7897 bool RecordExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
7898   if (E->isTransparent())
7899     return Visit(E->getInit(0));
7900
7901   const RecordDecl *RD = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
7902   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
7903   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
7904   auto *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
7905
7906   EvalInfo::EvaluatingConstructorRAII EvalObj(
7907       Info,
7908       ObjectUnderConstruction{This.getLValueBase(), This.Designator.Entries},
7909       CXXRD && CXXRD->getNumBases());
7910
7911   if (RD->isUnion()) {
7912     const FieldDecl *Field = E->getInitializedFieldInUnion();
7913     Result = APValue(Field);
7914     if (!Field)
7915       return true;
7916
7917     // If the initializer list for a union does not contain any elements, the
7918     // first element of the union is value-initialized.
7919     // FIXME: The element should be initialized from an initializer list.
7920     //        Is this difference ever observable for initializer lists which
7921     //        we don't build?
7922     ImplicitValueInitExpr VIE(Field->getType());
7923     const Expr *InitExpr = E->getNumInits() ? E->getInit(0) : &VIE;
7924
7925     LValue Subobject = This;
7926     if (!HandleLValueMember(Info, InitExpr, Subobject, Field, &Layout))
7927       return false;
7928
7929     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
7930     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
7931                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(InitExpr));
7932
7933     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, InitExpr);
7934   }
7935
7936   if (!Result.hasValue())
7937     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CXXRD ? CXXRD->getNumBases() : 0,
7938                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
7939   unsigned ElementNo = 0;
7940   bool Success = true;
7941
7942   // Initialize base classes.
7943   if (CXXRD && CXXRD->getNumBases()) {
7944     for (const auto &Base : CXXRD->bases()) {
7945       assert(ElementNo < E->getNumInits() && "missing init for base class");
7946       const Expr *Init = E->getInit(ElementNo);
7947
7948       LValue Subobject = This;
7949       if (!HandleLValueBase(Info, Init, Subobject, CXXRD, &Base))
7950         return false;
7951
7952       APValue &FieldVal = Result.getStructBase(ElementNo);
7953       if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init)) {
7954         if (!Info.noteFailure())
7955           return false;
7956         Success = false;
7957       }
7958       ++ElementNo;
7959     }
7960
7961     EvalObj.finishedConstructingBases();
7962   }
7963
7964   // Initialize members.
7965   for (const auto *Field : RD->fields()) {
7966     // Anonymous bit-fields are not considered members of the class for
7967     // purposes of aggregate initialization.
7968     if (Field->isUnnamedBitfield())
7969       continue;
7970
7971     LValue Subobject = This;
7972
7973     bool HaveInit = ElementNo < E->getNumInits();
7974
7975     // FIXME: Diagnostics here should point to the end of the initializer
7976     // list, not the start.
7977     if (!HandleLValueMember(Info, HaveInit ? E->getInit(ElementNo) : E,
7978                             Subobject, Field, &Layout))
7979       return false;
7980
7981     // Perform an implicit value-initialization for members beyond the end of
7982     // the initializer list.
7983     ImplicitValueInitExpr VIE(HaveInit ? Info.Ctx.IntTy : Field->getType());
7984     const Expr *Init = HaveInit ? E->getInit(ElementNo++) : &VIE;
7985
7986     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
7987     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
7988                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(Init));
7989
7990     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
7991     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init) ||
7992         (Field->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, Init,
7993                                                        FieldVal, Field))) {
7994       if (!Info.noteFailure())
7995         return false;
7996       Success = false;
7997     }
7998   }
7999
8000   return Success;
8001 }
8002
8003 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
8004                                                 QualType T) {
8005   // Note that E's type is not necessarily the type of our class here; we might
8006   // be initializing an array element instead.
8007   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
8008   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
8009
8010   bool ZeroInit = E->requiresZeroInitialization();
8011   if (CheckTrivialDefaultConstructor(Info, E->getExprLoc(), FD, ZeroInit)) {
8012     // If we've already performed zero-initialization, we're already done.
8013     if (Result.hasValue())
8014       return true;
8015
8016     // We can get here in two different ways:
8017     //  1) We're performing value-initialization, and should zero-initialize
8018     //     the object, or
8019     //  2) We're performing default-initialization of an object with a trivial
8020     //     constexpr default constructor, in which case we should start the
8021     //     lifetimes of all the base subobjects (there can be no data member
8022     //     subobjects in this case) per [basic.life]p1.
8023     // Either way, ZeroInitialization is appropriate.
8024     return ZeroInitialization(E, T);
8025   }
8026
8027   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
8028   auto Body = FD->getBody(Definition);
8029
8030   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
8031     return false;
8032
8033   // Avoid materializing a temporary for an elidable copy/move constructor.
8034   if (E->isElidable() && !ZeroInit)
8035     if (const MaterializeTemporaryExpr *ME
8036           = dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(E->getArg(0)))
8037       return Visit(ME->GetTemporaryExpr());
8038
8039   if (ZeroInit && !ZeroInitialization(E, T))
8040     return false;
8041
8042   auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
8043   return HandleConstructorCall(E, This, Args,
8044                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
8045                                Result);
8046 }
8047
8048 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXInheritedCtorInitExpr(
8049     const CXXInheritedCtorInitExpr *E) {
8050   if (!Info.CurrentCall) {
8051     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
8052     return false;
8053   }
8054
8055   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
8056   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl())
8057     return false;
8058
8059   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
8060   auto Body = FD->getBody(Definition);
8061
8062   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
8063     return false;
8064
8065   return HandleConstructorCall(E, This, Info.CurrentCall->Arguments,
8066                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
8067                                Result);
8068 }
8069
8070 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXStdInitializerListExpr(
8071     const CXXStdInitializerListExpr *E) {
8072   const ConstantArrayType *ArrayType =
8073       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getSubExpr()->getType());
8074
8075   LValue Array;
8076   if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), Array, Info))
8077     return false;
8078
8079   // Get a pointer to the first element of the array.
8080   Array.addArray(Info, E, ArrayType);
8081
8082   // FIXME: Perform the checks on the field types in SemaInit.
8083   RecordDecl *Record = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
8084   RecordDecl::field_iterator Field = Record->field_begin();
8085   if (Field == Record->field_end())
8086     return Error(E);
8087
8088   // Start pointer.
8089   if (!Field->getType()->isPointerType() ||
8090       !Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
8091                             ArrayType->getElementType()))
8092     return Error(E);
8093
8094   // FIXME: What if the initializer_list type has base classes, etc?
8095   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), 0, 2);
8096   Array.moveInto(Result.getStructField(0));
8097
8098   if (++Field == Record->field_end())
8099     return Error(E);
8100
8101   if (Field->getType()->isPointerType() &&
8102       Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
8103                            ArrayType->getElementType())) {
8104     // End pointer.
8105     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Array,
8106                                      ArrayType->getElementType(),
8107                                      ArrayType->getSize().getZExtValue()))
8108       return false;
8109     Array.moveInto(Result.getStructField(1));
8110   } else if (Info.Ctx.hasSameType(Field->getType(), Info.Ctx.getSizeType()))
8111     // Length.
8112     Result.getStructField(1) = APValue(APSInt(ArrayType->getSize()));
8113   else
8114     return Error(E);
8115
8116   if (++Field != Record->field_end())
8117     return Error(E);
8118
8119   return true;
8120 }
8121
8122 bool RecordExprEvaluator::VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
8123   const CXXRecordDecl *ClosureClass = E->getLambdaClass();
8124   if (ClosureClass->isInvalidDecl()) return false;
8125
8126   if (Info.checkingPotentialConstantExpression()) return true;
8127
8128   const size_t NumFields =
8129       std::distance(ClosureClass->field_begin(), ClosureClass->field_end());
8130
8131   assert(NumFields == (size_t)std::distance(E->capture_init_begin(),
8132                                             E->capture_init_end()) &&
8133          "The number of lambda capture initializers should equal the number of "
8134          "fields within the closure type");
8135
8136   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), /*NumBases*/0, NumFields);
8137   // Iterate through all the lambda's closure object's fields and initialize
8138   // them.
8139   auto *CaptureInitIt = E->capture_init_begin();
8140   const LambdaCapture *CaptureIt = ClosureClass->captures_begin();
8141   bool Success = true;
8142   for (const auto *Field : ClosureClass->fields()) {
8143     assert(CaptureInitIt != E->capture_init_end());
8144     // Get the initializer for this field
8145     Expr *const CurFieldInit = *CaptureInitIt++;
8146
8147     // If there is no initializer, either this is a VLA or an error has
8148     // occurred.
8149     if (!CurFieldInit)
8150       return Error(E);
8151
8152     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
8153     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, This, CurFieldInit)) {
8154       if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure())
8155         return false;
8156       Success = false;
8157     }
8158     ++CaptureIt;
8159   }
8160   return Success;
8161 }
8162
8163 static bool EvaluateRecord(const Expr *E, const LValue &This,
8164                            APValue &Result, EvalInfo &Info) {
8165   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType() &&
8166          "can't evaluate expression as a record rvalue");
8167   return RecordExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
8168 }
8169
8170 //===----------------------------------------------------------------------===//
8171 // Temporary Evaluation
8172 //
8173 // Temporaries are represented in the AST as rvalues, but generally behave like
8174 // lvalues. The full-object of which the temporary is a subobject is implicitly
8175 // materialized so that a reference can bind to it.
8176 //===----------------------------------------------------------------------===//
8177 namespace {
8178 class TemporaryExprEvaluator
8179   : public LValueExprEvaluatorBase<TemporaryExprEvaluator> {
8180 public:
8181   TemporaryExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result) :
8182     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, false) {}
8183
8184   /// Visit an expression which constructs the value of this temporary.
8185   bool VisitConstructExpr(const Expr *E) {
8186     APValue &Value = createTemporary(E, false, Result, *Info.CurrentCall);
8187     return EvaluateInPlace(Value, Info, Result, E);
8188   }
8189
8190   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
8191     switch (E->getCastKind()) {
8192     default:
8193       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
8194
8195     case CK_ConstructorConversion:
8196       return VisitConstructExpr(E->getSubExpr());
8197     }
8198   }
8199   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
8200     return VisitConstructExpr(E);
8201   }
8202   bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
8203     return VisitConstructExpr(E);
8204   }
8205   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
8206     return VisitConstructExpr(E);
8207   }
8208   bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E) {
8209     return VisitConstructExpr(E);
8210   }
8211   bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
8212     return VisitConstructExpr(E);
8213   }
8214 };
8215 } // end anonymous namespace
8216
8217 /// Evaluate an expression of record type as a temporary.
8218 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info) {
8219   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType());
8220   return TemporaryExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
8221 }
8222
8223 //===----------------------------------------------------------------------===//
8224 // Vector Evaluation
8225 //===----------------------------------------------------------------------===//
8226
8227 namespace {
8228   class VectorExprEvaluator
8229   : public ExprEvaluatorBase<VectorExprEvaluator> {
8230     APValue &Result;
8231   public:
8232
8233     VectorExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &Result)
8234       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
8235
8236     bool Success(ArrayRef<APValue> V, const Expr *E) {
8237       assert(V.size() == E->getType()->castAs<VectorType>()->getNumElements());
8238       // FIXME: remove this APValue copy.
8239       Result = APValue(V.data(), V.size());
8240       return true;
8241     }
8242     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
8243       assert(V.isVector());
8244       Result = V;
8245       return true;
8246     }
8247     bool ZeroInitialization(const Expr *E);
8248
8249     bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E)
8250       { return Visit(E->getSubExpr()); }
8251     bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
8252     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
8253     bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
8254     // FIXME: Missing: unary -, unary ~, binary add/sub/mul/div,
8255     //                 binary comparisons, binary and/or/xor,
8256     //                 shufflevector, ExtVectorElementExpr
8257   };
8258 } // end anonymous namespace
8259
8260 static bool EvaluateVector(const Expr* E, APValue& Result, EvalInfo &Info) {
8261   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVectorType() &&"not a vector rvalue");
8262   return VectorExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
8263 }
8264
8265 bool VectorExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
8266   const VectorType *VTy = E->getType()->castAs<VectorType>();
8267   unsigned NElts = VTy->getNumElements();
8268
8269   const Expr *SE = E->getSubExpr();
8270   QualType SETy = SE->getType();
8271
8272   switch (E->getCastKind()) {
8273   case CK_VectorSplat: {
8274     APValue Val = APValue();
8275     if (SETy->isIntegerType()) {
8276       APSInt IntResult;
8277       if (!EvaluateInteger(SE, IntResult, Info))
8278         return false;
8279       Val = APValue(std::move(IntResult));
8280     } else if (SETy->isRealFloatingType()) {
8281       APFloat FloatResult(0.0);
8282       if (!EvaluateFloat(SE, FloatResult, Info))
8283         return false;
8284       Val = APValue(std::move(FloatResult));
8285     } else {
8286       return Error(E);
8287     }
8288
8289     // Splat and create vector APValue.
8290     SmallVector<APValue, 4> Elts(NElts, Val);
8291     return Success(Elts, E);
8292   }
8293   case CK_BitCast: {
8294     // Evaluate the operand into an APInt we can extract from.
8295     llvm::APInt SValInt;
8296     if (!EvalAndBitcastToAPInt(Info, SE, SValInt))
8297       return false;
8298     // Extract the elements
8299     QualType EltTy = VTy->getElementType();
8300     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
8301     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
8302     SmallVector<APValue, 4> Elts;
8303     if (EltTy->isRealFloatingType()) {
8304       const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy);
8305       unsigned FloatEltSize = EltSize;
8306       if (&Sem == &APFloat::x87DoubleExtended())
8307         FloatEltSize = 80;
8308       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
8309         llvm::APInt Elt;
8310         if (BigEndian)
8311           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+FloatEltSize).trunc(FloatEltSize);
8312         else
8313           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).trunc(FloatEltSize);
8314         Elts.push_back(APValue(APFloat(Sem, Elt)));
8315       }
8316     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
8317       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
8318         llvm::APInt Elt;
8319         if (BigEndian)
8320           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
8321         else
8322           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
8323         Elts.push_back(APValue(APSInt(Elt, EltTy->isSignedIntegerType())));
8324       }
8325     } else {
8326       return Error(E);
8327     }
8328     return Success(Elts, E);
8329   }
8330   default:
8331     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
8332   }
8333 }
8334
8335 bool
8336 VectorExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
8337   const VectorType *VT = E->getType()->castAs<VectorType>();
8338   unsigned NumInits = E->getNumInits();
8339   unsigned NumElements = VT->getNumElements();
8340
8341   QualType EltTy = VT->getElementType();
8342   SmallVector<APValue, 4> Elements;
8343
8344   // The number of initializers can be less than the number of
8345   // vector elements. For OpenCL, this can be due to nested vector
8346   // initialization. For GCC compatibility, missing trailing elements
8347   // should be initialized with zeroes.
8348   unsigned CountInits = 0, CountElts = 0;
8349   while (CountElts < NumElements) {
8350     // Handle nested vector initialization.
8351     if (CountInits < NumInits
8352         && E->getInit(CountInits)->getType()->isVectorType()) {
8353       APValue v;
8354       if (!EvaluateVector(E->getInit(CountInits), v, Info))
8355         return Error(E);
8356       unsigned vlen = v.getVectorLength();
8357       for (unsigned j = 0; j < vlen; j++)
8358         Elements.push_back(v.getVectorElt(j));
8359       CountElts += vlen;
8360     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
8361       llvm::APSInt sInt(32);
8362       if (CountInits < NumInits) {
8363         if (!EvaluateInteger(E->getInit(CountInits), sInt, Info))
8364           return false;
8365       } else // trailing integer zero.
8366         sInt = Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy);
8367       Elements.push_back(APValue(sInt));
8368       CountElts++;
8369     } else {
8370       llvm::APFloat f(0.0);
8371       if (CountInits < NumInits) {
8372         if (!EvaluateFloat(E->getInit(CountInits), f, Info))
8373           return false;
8374       } else // trailing float zero.
8375         f = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy));
8376       Elements.push_back(APValue(f));
8377       CountElts++;
8378     }
8379     CountInits++;
8380   }
8381   return Success(Elements, E);
8382 }
8383
8384 bool
8385 VectorExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
8386   const VectorType *VT = E->getType()->getAs<VectorType>();
8387   QualType EltTy = VT->getElementType();
8388   APValue ZeroElement;
8389   if (EltTy->isIntegerType())
8390     ZeroElement = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy));
8391   else
8392     ZeroElement =
8393         APValue(APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy)));
8394
8395   SmallVector<APValue, 4> Elements(VT->getNumElements(), ZeroElement);
8396   return Success(Elements, E);
8397 }
8398
8399 bool VectorExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
8400   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
8401   return ZeroInitialization(E);
8402 }
8403
8404 //===----------------------------------------------------------------------===//
8405 // Array Evaluation
8406 //===----------------------------------------------------------------------===//
8407
8408 namespace {
8409   class ArrayExprEvaluator
8410   : public ExprEvaluatorBase<ArrayExprEvaluator> {
8411     const LValue &This;
8412     APValue &Result;
8413   public:
8414
8415     ArrayExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue &This, APValue &Result)
8416       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
8417
8418     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
8419       assert(V.isArray() && "expected array");
8420       Result = V;
8421       return true;
8422     }
8423
8424     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
8425       const ConstantArrayType *CAT =
8426           Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
8427       if (!CAT)
8428         return Error(E);
8429
8430       Result = APValue(APValue::UninitArray(), 0,
8431                        CAT->getSize().getZExtValue());
8432       if (!Result.hasArrayFiller()) return true;
8433
8434       // Zero-initialize all elements.
8435       LValue Subobject = This;
8436       Subobject.addArray(Info, E, CAT);
8437       ImplicitValueInitExpr VIE(CAT->getElementType());
8438       return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject, &VIE);
8439     }
8440
8441     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
8442       return handleCallExpr(E, Result, &This);
8443     }
8444     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
8445     bool VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E);
8446     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E);
8447     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
8448                                const LValue &Subobject,
8449                                APValue *Value, QualType Type);
8450     bool VisitStringLiteral(const StringLiteral *E) {
8451       expandStringLiteral(Info, E, Result);
8452       return true;
8453     }
8454   };
8455 } // end anonymous namespace
8456
8457 static bool EvaluateArray(const Expr *E, const LValue &This,
8458                           APValue &Result, EvalInfo &Info) {
8459   assert(E->isRValue() && E->getType()->isArrayType() && "not an array rvalue");
8460   return ArrayExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
8461 }
8462
8463 // Return true iff the given array filler may depend on the element index.
8464 static bool MaybeElementDependentArrayFiller(const Expr *FillerExpr) {
8465   // For now, just whitelist non-class value-initialization and initialization
8466   // lists comprised of them.
8467   if (isa<ImplicitValueInitExpr>(FillerExpr))
8468     return false;
8469   if (const InitListExpr *ILE = dyn_cast<InitListExpr>(FillerExpr)) {
8470     for (unsigned I = 0, E = ILE->getNumInits(); I != E; ++I) {
8471       if (MaybeElementDependentArrayFiller(ILE->getInit(I)))
8472         return true;
8473     }
8474     return false;
8475   }
8476   return true;
8477 }
8478
8479 bool ArrayExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
8480   const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
8481   if (!CAT)
8482     return Error(E);
8483
8484   // C++11 [dcl.init.string]p1: A char array [...] can be initialized by [...]
8485   // an appropriately-typed string literal enclosed in braces.
8486   if (E->isStringLiteralInit())
8487     return Visit(E->getInit(0));
8488
8489   bool Success = true;
8490
8491   assert((!Result.isArray() || Result.getArrayInitializedElts() == 0) &&
8492          "zero-initialized array shouldn't have any initialized elts");
8493   APValue Filler;
8494   if (Result.isArray() && Result.hasArrayFiller())
8495     Filler = Result.getArrayFiller();
8496
8497   unsigned NumEltsToInit = E->getNumInits();
8498   unsigned NumElts = CAT->getSize().getZExtValue();
8499   const Expr *FillerExpr = E->hasArrayFiller() ? E->getArrayFiller() : nullptr;
8500
8501   // If the initializer might depend on the array index, run it for each
8502   // array element.
8503   if (NumEltsToInit != NumElts && MaybeElementDependentArrayFiller(FillerExpr))
8504     NumEltsToInit = NumElts;
8505
8506   LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "The number of elements to initialize: "
8507                           << NumEltsToInit << ".\n");
8508
8509   Result = APValue(APValue::UninitArray(), NumEltsToInit, NumElts);
8510
8511   // If the array was previously zero-initialized, preserve the
8512   // zero-initialized values.
8513   if (Filler.hasValue()) {
8514     for (unsigned I = 0, E = Result.getArrayInitializedElts(); I != E; ++I)
8515       Result.getArrayInitializedElt(I) = Filler;
8516     if (Result.hasArrayFiller())
8517       Result.getArrayFiller() = Filler;
8518   }
8519
8520   LValue Subobject = This;
8521   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
8522   for (unsigned Index = 0; Index != NumEltsToInit; ++Index) {
8523     const Expr *Init =
8524         Index < E->getNumInits() ? E->getInit(Index) : FillerExpr;
8525     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
8526                          Info, Subobject, Init) ||
8527         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, Init, Subobject,
8528                                      CAT->getElementType(), 1)) {
8529       if (!Info.noteFailure())
8530         return false;
8531       Success = false;
8532     }
8533   }
8534
8535   if (!Result.hasArrayFiller())
8536     return Success;
8537
8538   // If we get here, we have a trivial filler, which we can just evaluate
8539   // once and splat over the rest of the array elements.
8540   assert(FillerExpr && "no array filler for incomplete init list");
8541   return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject,
8542                          FillerExpr) && Success;
8543 }
8544
8545 bool ArrayExprEvaluator::VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E) {
8546   if (E->getCommonExpr() &&
8547       !Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getCommonExpr(), false),
8548                 Info, E->getCommonExpr()->getSourceExpr()))
8549     return false;
8550
8551   auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(E->getType()->castAsArrayTypeUnsafe());
8552
8553   uint64_t Elements = CAT->getSize().getZExtValue();
8554   Result = APValue(APValue::UninitArray(), Elements, Elements);
8555
8556   LValue Subobject = This;
8557   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
8558
8559   bool Success = true;
8560   for (EvalInfo::ArrayInitLoopIndex Index(Info); Index != Elements; ++Index) {
8561     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
8562                          Info, Subobject, E->getSubExpr()) ||
8563         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Subobject,
8564                                      CAT->getElementType(), 1)) {
8565       if (!Info.noteFailure())
8566         return false;
8567       Success = false;
8568     }
8569   }
8570
8571   return Success;
8572 }
8573
8574 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
8575   return VisitCXXConstructExpr(E, This, &Result, E->getType());
8576 }
8577
8578 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
8579                                                const LValue &Subobject,
8580                                                APValue *Value,
8581                                                QualType Type) {
8582   bool HadZeroInit = Value->hasValue();
8583
8584   if (const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(Type)) {
8585     unsigned N = CAT->getSize().getZExtValue();
8586
8587     // Preserve the array filler if we had prior zero-initialization.
8588     APValue Filler =
8589       HadZeroInit && Value->hasArrayFiller() ? Value->getArrayFiller()
8590                                              : APValue();
8591
8592     *Value = APValue(APValue::UninitArray(), N, N);
8593
8594     if (HadZeroInit)
8595       for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
8596         Value->getArrayInitializedElt(I) = Filler;
8597
8598     // Initialize the elements.
8599     LValue ArrayElt = Subobject;
8600     ArrayElt.addArray(Info, E, CAT);
8601     for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
8602       if (!VisitCXXConstructExpr(E, ArrayElt, &Value->getArrayInitializedElt(I),
8603                                  CAT->getElementType()) ||
8604           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, ArrayElt,
8605                                        CAT->getElementType(), 1))
8606         return false;
8607
8608     return true;
8609   }
8610
8611   if (!Type->isRecordType())
8612     return Error(E);
8613
8614   return RecordExprEvaluator(Info, Subobject, *Value)
8615              .VisitCXXConstructExpr(E, Type);
8616 }
8617
8618 //===----------------------------------------------------------------------===//
8619 // Integer Evaluation
8620 //
8621 // As a GNU extension, we support casting pointers to sufficiently-wide integer
8622 // types and back in constant folding. Integer values are thus represented
8623 // either as an integer-valued APValue, or as an lvalue-valued APValue.
8624 //===----------------------------------------------------------------------===//
8625
8626 namespace {
8627 class IntExprEvaluator
8628         : public ExprEvaluatorBase<IntExprEvaluator> {
8629   APValue &Result;
8630 public:
8631   IntExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &result)
8632       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
8633
8634   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E, APValue &Result) {
8635     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8636            "Invalid evaluation result.");
8637     assert(SI.isSigned() == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType() &&
8638            "Invalid evaluation result.");
8639     assert(SI.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
8640            "Invalid evaluation result.");
8641     Result = APValue(SI);
8642     return true;
8643   }
8644   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E) {
8645     return Success(SI, E, Result);
8646   }
8647
8648   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E, APValue &Result) {
8649     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8650            "Invalid evaluation result.");
8651     assert(I.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
8652            "Invalid evaluation result.");
8653     Result = APValue(APSInt(I));
8654     Result.getInt().setIsUnsigned(
8655                             E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
8656     return true;
8657   }
8658   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E) {
8659     return Success(I, E, Result);
8660   }
8661
8662   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
8663     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8664            "Invalid evaluation result.");
8665     Result = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(Value, E->getType()));
8666     return true;
8667   }
8668   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E) {
8669     return Success(Value, E, Result);
8670   }
8671
8672   bool Success(CharUnits Size, const Expr *E) {
8673     return Success(Size.getQuantity(), E);
8674   }
8675
8676   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
8677     if (V.isLValue() || V.isAddrLabelDiff() || V.isIndeterminate()) {
8678       Result = V;
8679       return true;
8680     }
8681     return Success(V.getInt(), E);
8682   }
8683
8684   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Success(0, E); }
8685
8686   //===--------------------------------------------------------------------===//
8687   //                            Visitor Methods
8688   //===--------------------------------------------------------------------===//
8689
8690   bool VisitConstantExpr(const ConstantExpr *E);
8691
8692   bool VisitIntegerLiteral(const IntegerLiteral *E) {
8693     return Success(E->getValue(), E);
8694   }
8695   bool VisitCharacterLiteral(const CharacterLiteral *E) {
8696     return Success(E->getValue(), E);
8697   }
8698
8699   bool CheckReferencedDecl(const Expr *E, const Decl *D);
8700   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
8701     if (CheckReferencedDecl(E, E->getDecl()))
8702       return true;
8703
8704     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitDeclRefExpr(E);
8705   }
8706   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
8707     if (CheckReferencedDecl(E, E->getMemberDecl())) {
8708       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
8709       return true;
8710     }
8711
8712     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
8713   }
8714
8715   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
8716   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
8717   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
8718   bool VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *E);
8719   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
8720
8721   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
8722   bool VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E);
8723
8724   bool VisitCXXBoolLiteralExpr(const CXXBoolLiteralExpr *E) {
8725     return Success(E->getValue(), E);
8726   }
8727
8728   bool VisitObjCBoolLiteralExpr(const ObjCBoolLiteralExpr *E) {
8729     return Success(E->getValue(), E);
8730   }
8731
8732   bool VisitArrayInitIndexExpr(const ArrayInitIndexExpr *E) {
8733     if (Info.ArrayInitIndex == uint64_t(-1)) {
8734       // We were asked to evaluate this subexpression independent of the
8735       // enclosing ArrayInitLoopExpr. We can't do that.
8736       Info.FFDiag(E);
8737       return false;
8738     }
8739     return Success(Info.ArrayInitIndex, E);
8740   }
8741
8742   // Note, GNU defines __null as an integer, not a pointer.
8743   bool VisitGNUNullExpr(const GNUNullExpr *E) {
8744     return ZeroInitialization(E);
8745   }
8746
8747   bool VisitTypeTraitExpr(const TypeTraitExpr *E) {
8748     return Success(E->getValue(), E);
8749   }
8750
8751   bool VisitArrayTypeTraitExpr(const ArrayTypeTraitExpr *E) {
8752     return Success(E->getValue(), E);
8753   }
8754
8755   bool VisitExpressionTraitExpr(const ExpressionTraitExpr *E) {
8756     return Success(E->getValue(), E);
8757   }
8758
8759   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
8760   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
8761
8762   bool VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E);
8763   bool VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E);
8764   bool VisitSourceLocExpr(const SourceLocExpr *E);
8765   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
8766 };
8767
8768 class FixedPointExprEvaluator
8769     : public ExprEvaluatorBase<FixedPointExprEvaluator> {
8770   APValue &Result;
8771
8772  public:
8773   FixedPointExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &result)
8774       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
8775
8776   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E) {
8777     return Success(
8778         APFixedPoint(I, Info.Ctx.getFixedPointSemantics(E->getType())), E);
8779   }
8780
8781   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E) {
8782     return Success(
8783         APFixedPoint(Value, Info.Ctx.getFixedPointSemantics(E->getType())), E);
8784   }
8785
8786   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
8787     return Success(V.getFixedPoint(), E);
8788   }
8789
8790   bool Success(const APFixedPoint &V, const Expr *E) {
8791     assert(E->getType()->isFixedPointType() && "Invalid evaluation result.");
8792     assert(V.getWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
8793            "Invalid evaluation result.");
8794     Result = APValue(V);
8795     return true;
8796   }
8797
8798   //===--------------------------------------------------------------------===//
8799   //                            Visitor Methods
8800   //===--------------------------------------------------------------------===//
8801
8802   bool VisitFixedPointLiteral(const FixedPointLiteral *E) {
8803     return Success(E->getValue(), E);
8804   }
8805
8806   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
8807   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
8808   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
8809 };
8810 } // end anonymous namespace
8811
8812 /// EvaluateIntegerOrLValue - Evaluate an rvalue integral-typed expression, and
8813 /// produce either the integer value or a pointer.
8814 ///
8815 /// GCC has a heinous extension which folds casts between pointer types and
8816 /// pointer-sized integral types. We support this by allowing the evaluation of
8817 /// an integer rvalue to produce a pointer (represented as an lvalue) instead.
8818 /// Some simple arithmetic on such values is supported (they are treated much
8819 /// like char*).
8820 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
8821                                     EvalInfo &Info) {
8822   assert(E->isRValue() && E->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8823   return IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
8824 }
8825
8826 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info) {
8827   APValue Val;
8828   if (!EvaluateIntegerOrLValue(E, Val, Info))
8829     return false;
8830   if (!Val.isInt()) {
8831     // FIXME: It would be better to produce the diagnostic for casting
8832     //        a pointer to an integer.
8833     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
8834     return false;
8835   }
8836   Result = Val.getInt();
8837   return true;
8838 }
8839
8840 bool IntExprEvaluator::VisitSourceLocExpr(const SourceLocExpr *E) {
8841   APValue Evaluated = E->EvaluateInContext(
8842       Info.Ctx, Info.CurrentCall->CurSourceLocExprScope.getDefaultExpr());
8843   return Success(Evaluated, E);
8844 }
8845
8846 static bool EvaluateFixedPoint(const Expr *E, APFixedPoint &Result,
8847                                EvalInfo &Info) {
8848   if (E->getType()->isFixedPointType()) {
8849     APValue Val;
8850     if (!FixedPointExprEvaluator(Info, Val).Visit(E))
8851       return false;
8852     if (!Val.isFixedPoint())
8853       return false;
8854
8855     Result = Val.getFixedPoint();
8856     return true;
8857   }
8858   return false;
8859 }
8860
8861 static bool EvaluateFixedPointOrInteger(const Expr *E, APFixedPoint &Result,
8862                                         EvalInfo &Info) {
8863   if (E->getType()->isIntegerType()) {
8864     auto FXSema = Info.Ctx.getFixedPointSemantics(E->getType());
8865     APSInt Val;
8866     if (!EvaluateInteger(E, Val, Info))
8867       return false;
8868     Result = APFixedPoint(Val, FXSema);
8869     return true;
8870   } else if (E->getType()->isFixedPointType()) {
8871     return EvaluateFixedPoint(E, Result, Info);
8872   }
8873   return false;
8874 }
8875
8876 /// Check whether the given declaration can be directly converted to an integral
8877 /// rvalue. If not, no diagnostic is produced; there are other things we can
8878 /// try.
8879 bool IntExprEvaluator::CheckReferencedDecl(const Expr* E, const Decl* D) {
8880   // Enums are integer constant exprs.
8881   if (const EnumConstantDecl *ECD = dyn_cast<EnumConstantDecl>(D)) {
8882     // Check for signedness/width mismatches between E type and ECD value.
8883     bool SameSign = (ECD->getInitVal().isSigned()
8884                      == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType());
8885     bool SameWidth = (ECD->getInitVal().getBitWidth()
8886                       == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
8887     if (SameSign && SameWidth)
8888       return Success(ECD->getInitVal(), E);
8889     else {
8890       // Get rid of mismatch (otherwise Success assertions will fail)
8891       // by computing a new value matching the type of E.
8892       llvm::APSInt Val = ECD->getInitVal();
8893       if (!SameSign)
8894         Val.setIsSigned(!ECD->getInitVal().isSigned());
8895       if (!SameWidth)
8896         Val = Val.extOrTrunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
8897       return Success(Val, E);
8898     }
8899   }
8900   return false;
8901 }
8902
8903 /// Values returned by __builtin_classify_type, chosen to match the values
8904 /// produced by GCC's builtin.
8905 enum class GCCTypeClass {
8906   None = -1,
8907   Void = 0,
8908   Integer = 1,
8909   // GCC reserves 2 for character types, but instead classifies them as
8910   // integers.
8911   Enum = 3,
8912   Bool = 4,
8913   Pointer = 5,
8914   // GCC reserves 6 for references, but appears to never use it (because
8915   // expressions never have reference type, presumably).
8916   PointerToDataMember = 7,
8917   RealFloat = 8,
8918   Complex = 9,
8919   // GCC reserves 10 for functions, but does not use it since GCC version 6 due
8920   // to decay to pointer. (Prior to version 6 it was only used in C++ mode).
8921   // GCC claims to reserve 11 for pointers to member functions, but *actually*
8922   // uses 12 for that purpose, same as for a class or struct. Maybe it
8923   // internally implements a pointer to member as a struct?  Who knows.
8924   PointerToMemberFunction = 12, // Not a bug, see above.
8925   ClassOrStruct = 12,
8926   Union = 13,
8927   // GCC reserves 14 for arrays, but does not use it since GCC version 6 due to
8928   // decay to pointer. (Prior to version 6 it was only used in C++ mode).
8929   // GCC reserves 15 for strings, but actually uses 5 (pointer) for string
8930   // literals.
8931 };
8932
8933 /// EvaluateBuiltinClassifyType - Evaluate __builtin_classify_type the same way
8934 /// as GCC.
8935 static GCCTypeClass
8936 EvaluateBuiltinClassifyType(QualType T, const LangOptions &LangOpts) {
8937   assert(!T->isDependentType() && "unexpected dependent type");
8938
8939   QualType CanTy = T.getCanonicalType();
8940   const BuiltinType *BT = dyn_cast<BuiltinType>(CanTy);
8941
8942   switch (CanTy->getTypeClass()) {
8943 #define TYPE(ID, BASE)
8944 #define DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
8945 #define NON_CANONICAL_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
8946 #define NON_CANONICAL_UNLESS_DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
8947 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
8948   case Type::Auto:
8949   case Type::DeducedTemplateSpecialization:
8950       llvm_unreachable("unexpected non-canonical or dependent type");
8951
8952   case Type::Builtin:
8953     switch (BT->getKind()) {
8954 #define BUILTIN_TYPE(ID, SINGLETON_ID)
8955 #define SIGNED_TYPE(ID, SINGLETON_ID) \
8956     case BuiltinType::ID: return GCCTypeClass::Integer;
8957 #define FLOATING_TYPE(ID, SINGLETON_ID) \
8958     case BuiltinType::ID: return GCCTypeClass::RealFloat;
8959 #define PLACEHOLDER_TYPE(ID, SINGLETON_ID) \
8960     case BuiltinType::ID: break;
8961 #include "clang/AST/BuiltinTypes.def"
8962     case BuiltinType::Void:
8963       return GCCTypeClass::Void;
8964
8965     case BuiltinType::Bool:
8966       return GCCTypeClass::Bool;
8967
8968     case BuiltinType::Char_U:
8969     case BuiltinType::UChar:
8970     case BuiltinType::WChar_U:
8971     case BuiltinType::Char8:
8972     case BuiltinType::Char16:
8973     case BuiltinType::Char32:
8974     case BuiltinType::UShort:
8975     case BuiltinType::UInt:
8976     case BuiltinType::ULong:
8977     case BuiltinType::ULongLong:
8978     case BuiltinType::UInt128:
8979       return GCCTypeClass::Integer;
8980
8981     case BuiltinType::UShortAccum:
8982     case BuiltinType::UAccum:
8983     case BuiltinType::ULongAccum:
8984     case BuiltinType::UShortFract:
8985     case BuiltinType::UFract:
8986     case BuiltinType::ULongFract:
8987     case BuiltinType::SatUShortAccum:
8988     case BuiltinType::SatUAccum:
8989     case BuiltinType::SatULongAccum:
8990     case BuiltinType::SatUShortFract:
8991     case BuiltinType::SatUFract:
8992     case BuiltinType::SatULongFract:
8993       return GCCTypeClass::None;
8994
8995     case BuiltinType::NullPtr:
8996
8997     case BuiltinType::ObjCId:
8998     case BuiltinType::ObjCClass:
8999     case BuiltinType::ObjCSel:
9000 #define IMAGE_TYPE(ImgType, Id, SingletonId, Access, Suffix) \
9001     case BuiltinType::Id:
9002 #include "clang/Basic/OpenCLImageTypes.def"
9003 #define EXT_OPAQUE_TYPE(ExtType, Id, Ext) \
9004     case BuiltinType::Id:
9005 #include "clang/Basic/OpenCLExtensionTypes.def"
9006     case BuiltinType::OCLSampler:
9007     case BuiltinType::OCLEvent:
9008     case BuiltinType::OCLClkEvent:
9009     case BuiltinType::OCLQueue:
9010     case BuiltinType::OCLReserveID:
9011       return GCCTypeClass::None;
9012
9013     case BuiltinType::Dependent:
9014       llvm_unreachable("unexpected dependent type");
9015     };
9016     llvm_unreachable("unexpected placeholder type");
9017
9018   case Type::Enum:
9019     return LangOpts.CPlusPlus ? GCCTypeClass::Enum : GCCTypeClass::Integer;
9020
9021   case Type::Pointer:
9022   case Type::ConstantArray:
9023   case Type::VariableArray:
9024   case Type::IncompleteArray:
9025   case Type::FunctionNoProto:
9026   case Type::FunctionProto:
9027     return GCCTypeClass::Pointer;
9028
9029   case Type::MemberPointer:
9030     return CanTy->isMemberDataPointerType()
9031                ? GCCTypeClass::PointerToDataMember
9032                : GCCTypeClass::PointerToMemberFunction;
9033
9034   case Type::Complex:
9035     return GCCTypeClass::Complex;
9036
9037   case Type::Record:
9038     return CanTy->isUnionType() ? GCCTypeClass::Union
9039                                 : GCCTypeClass::ClassOrStruct;
9040
9041   case Type::Atomic:
9042     // GCC classifies _Atomic T the same as T.
9043     return EvaluateBuiltinClassifyType(
9044         CanTy->castAs<AtomicType>()->getValueType(), LangOpts);
9045
9046   case Type::BlockPointer:
9047   case Type::Vector:
9048   case Type::ExtVector:
9049   case Type::ObjCObject:
9050   case Type::ObjCInterface:
9051   case Type::ObjCObjectPointer:
9052   case Type::Pipe:
9053     // GCC classifies vectors as None. We follow its lead and classify all
9054     // other types that don't fit into the regular classification the same way.
9055     return GCCTypeClass::None;
9056
9057   case Type::LValueReference:
9058   case Type::RValueReference:
9059     llvm_unreachable("invalid type for expression");
9060   }
9061
9062   llvm_unreachable("unexpected type class");
9063 }
9064
9065 /// EvaluateBuiltinClassifyType - Evaluate __builtin_classify_type the same way
9066 /// as GCC.
9067 static GCCTypeClass
9068 EvaluateBuiltinClassifyType(const CallExpr *E, const LangOptions &LangOpts) {
9069   // If no argument was supplied, default to None. This isn't
9070   // ideal, however it is what gcc does.
9071   if (E->getNumArgs() == 0)
9072     return GCCTypeClass::None;
9073
9074   // FIXME: Bizarrely, GCC treats a call with more than one argument as not
9075   // being an ICE, but still folds it to a constant using the type of the first
9076   // argument.
9077   return EvaluateBuiltinClassifyType(E->getArg(0)->getType(), LangOpts);
9078 }
9079
9080 /// EvaluateBuiltinConstantPForLValue - Determine the result of
9081 /// __builtin_constant_p when applied to the given pointer.
9082 ///
9083 /// A pointer is only "constant" if it is null (or a pointer cast to integer)
9084 /// or it points to the first character of a string literal.
9085 static bool EvaluateBuiltinConstantPForLValue(const APValue &LV) {
9086   APValue::LValueBase Base = LV.getLValueBase();
9087   if (Base.isNull()) {
9088     // A null base is acceptable.
9089     return true;
9090   } else if (const Expr *E = Base.dyn_cast<const Expr *>()) {
9091     if (!isa<StringLiteral>(E))
9092       return false;
9093     return LV.getLValueOffset().isZero();
9094   } else if (Base.is<TypeInfoLValue>()) {
9095     // Surprisingly, GCC considers __builtin_constant_p(&typeid(int)) to
9096     // evaluate to true.
9097     return true;
9098   } else {
9099     // Any other base is not constant enough for GCC.
9100     return false;
9101   }
9102 }
9103
9104 /// EvaluateBuiltinConstantP - Evaluate __builtin_constant_p as similarly to
9105 /// GCC as we can manage.
9106 static bool EvaluateBuiltinConstantP(EvalInfo &Info, const Expr *Arg) {
9107   // This evaluation is not permitted to have side-effects, so evaluate it in
9108   // a speculative evaluation context.
9109   SpeculativeEvaluationRAII SpeculativeEval(Info);
9110
9111   // Constant-folding is always enabled for the operand of __builtin_constant_p
9112   // (even when the enclosing evaluation context otherwise requires a strict
9113   // language-specific constant expression).
9114   FoldConstant Fold(Info, true);
9115
9116   QualType ArgType = Arg->getType();
9117
9118   // __builtin_constant_p always has one operand. The rules which gcc follows
9119   // are not precisely documented, but are as follows:
9120   //
9121   //  - If the operand is of integral, floating, complex or enumeration type,
9122   //    and can be folded to a known value of that type, it returns 1.
9123   //  - If the operand can be folded to a pointer to the first character
9124   //    of a string literal (or such a pointer cast to an integral type)
9125   //    or to a null pointer or an integer cast to a pointer, it returns 1.
9126   //
9127   // Otherwise, it returns 0.
9128   //
9129   // FIXME: GCC also intends to return 1 for literals of aggregate types, but
9130   // its support for this did not work prior to GCC 9 and is not yet well
9131   // understood.
9132   if (ArgType->isIntegralOrEnumerationType() || ArgType->isFloatingType() ||
9133       ArgType->isAnyComplexType() || ArgType->isPointerType() ||
9134       ArgType->isNullPtrType()) {
9135     APValue V;
9136     if (!::EvaluateAsRValue(Info, Arg, V)) {
9137       Fold.keepDiagnostics();
9138       return false;
9139     }
9140
9141     // For a pointer (possibly cast to integer), there are special rules.
9142     if (V.getKind() == APValue::LValue)
9143       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(V);
9144
9145     // Otherwise, any constant value is good enough.
9146     return V.hasValue();
9147   }
9148
9149   // Anything else isn't considered to be sufficiently constant.
9150   return false;
9151 }
9152
9153 /// Retrieves the "underlying object type" of the given expression,
9154 /// as used by __builtin_object_size.
9155 static QualType getObjectType(APValue::LValueBase B) {
9156   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
9157     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
9158       return VD->getType();
9159   } else if (const Expr *E = B.get<const Expr*>()) {
9160     if (isa<CompoundLiteralExpr>(E))
9161       return E->getType();
9162   } else if (B.is<TypeInfoLValue>()) {
9163     return B.getTypeInfoType();
9164   }
9165
9166   return QualType();
9167 }
9168
9169 /// A more selective version of E->IgnoreParenCasts for
9170 /// tryEvaluateBuiltinObjectSize. This ignores some casts/parens that serve only
9171 /// to change the type of E.
9172 /// Ex. For E = `(short*)((char*)(&foo))`, returns `&foo`
9173 ///
9174 /// Always returns an RValue with a pointer representation.
9175 static const Expr *ignorePointerCastsAndParens(const Expr *E) {
9176   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
9177
9178   auto *NoParens = E->IgnoreParens();
9179   auto *Cast = dyn_cast<CastExpr>(NoParens);
9180   if (Cast == nullptr)
9181     return NoParens;
9182
9183   // We only conservatively allow a few kinds of casts, because this code is
9184   // inherently a simple solution that seeks to support the common case.
9185   auto CastKind = Cast->getCastKind();
9186   if (CastKind != CK_NoOp && CastKind != CK_BitCast &&
9187       CastKind != CK_AddressSpaceConversion)
9188     return NoParens;
9189
9190   auto *SubExpr = Cast->getSubExpr();
9191   if (!SubExpr->getType()->hasPointerRepresentation() || !SubExpr->isRValue())
9192     return NoParens;
9193   return ignorePointerCastsAndParens(SubExpr);
9194 }
9195
9196 /// Checks to see if the given LValue's Designator is at the end of the LValue's
9197 /// record layout. e.g.
9198 ///   struct { struct { int a, b; } fst, snd; } obj;
9199 ///   obj.fst   // no
9200 ///   obj.snd   // yes
9201 ///   obj.fst.a // no
9202 ///   obj.fst.b // no
9203 ///   obj.snd.a // no
9204 ///   obj.snd.b // yes
9205 ///
9206 /// Please note: this function is specialized for how __builtin_object_size
9207 /// views "objects".
9208 ///
9209 /// If this encounters an invalid RecordDecl or otherwise cannot determine the
9210 /// correct result, it will always return true.
9211 static bool isDesignatorAtObjectEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
9212   assert(!LVal.Designator.Invalid);
9213
9214   auto IsLastOrInvalidFieldDecl = [&Ctx](const FieldDecl *FD, bool &Invalid) {
9215     const RecordDecl *Parent = FD->getParent();
9216     Invalid = Parent->isInvalidDecl();
9217     if (Invalid || Parent->isUnion())
9218       return true;
9219     const ASTRecordLayout &Layout = Ctx.getASTRecordLayout(Parent);
9220     return FD->getFieldIndex() + 1 == Layout.getFieldCount();
9221   };
9222
9223   auto &Base = LVal.getLValueBase();
9224   if (auto *ME = dyn_cast_or_null<MemberExpr>(Base.dyn_cast<const Expr *>())) {
9225     if (auto *FD = dyn_cast<FieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
9226       bool Invalid;
9227       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
9228         return Invalid;
9229     } else if (auto *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
9230       for (auto *FD : IFD->chain()) {
9231         bool Invalid;
9232         if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(cast<FieldDecl>(FD), Invalid))
9233           return Invalid;
9234       }
9235     }
9236   }
9237
9238   unsigned I = 0;
9239   QualType BaseType = getType(Base);
9240   if (LVal.Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray) {
9241     // If we don't know the array bound, conservatively assume we're looking at
9242     // the final array element.
9243     ++I;
9244     if (BaseType->isIncompleteArrayType())
9245       BaseType = Ctx.getAsArrayType(BaseType)->getElementType();
9246     else
9247       BaseType = BaseType->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
9248   }
9249
9250   for (unsigned E = LVal.Designator.Entries.size(); I != E; ++I) {
9251     const auto &Entry = LVal.Designator.Entries[I];
9252     if (BaseType->isArrayType()) {
9253       // Because __builtin_object_size treats arrays as objects, we can ignore
9254       // the index iff this is the last array in the Designator.
9255       if (I + 1 == E)
9256         return true;
9257       const auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(Ctx.getAsArrayType(BaseType));
9258       uint64_t Index = Entry.getAsArrayIndex();
9259       if (Index + 1 != CAT->getSize())
9260         return false;
9261       BaseType = CAT->getElementType();
9262     } else if (BaseType->isAnyComplexType()) {
9263       const auto *CT = BaseType->castAs<ComplexType>();
9264       uint64_t Index = Entry.getAsArrayIndex();
9265       if (Index != 1)
9266         return false;
9267       BaseType = CT->getElementType();
9268     } else if (auto *FD = getAsField(Entry)) {
9269       bool Invalid;
9270       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
9271         return Invalid;
9272       BaseType = FD->getType();
9273     } else {
9274       assert(getAsBaseClass(Entry) && "Expecting cast to a base class");
9275       return false;
9276     }
9277   }
9278   return true;
9279 }
9280
9281 /// Tests to see if the LValue has a user-specified designator (that isn't
9282 /// necessarily valid). Note that this always returns 'true' if the LValue has
9283 /// an unsized array as its first designator entry, because there's currently no
9284 /// way to tell if the user typed *foo or foo[0].
9285 static bool refersToCompleteObject(const LValue &LVal) {
9286   if (LVal.Designator.Invalid)
9287     return false;
9288
9289   if (!LVal.Designator.Entries.empty())
9290     return LVal.Designator.isMostDerivedAnUnsizedArray();
9291
9292   if (!LVal.InvalidBase)
9293     return true;
9294
9295   // If `E` is a MemberExpr, then the first part of the designator is hiding in
9296   // the LValueBase.
9297   const auto *E = LVal.Base.dyn_cast<const Expr *>();
9298   return !E || !isa<MemberExpr>(E);
9299 }
9300
9301 /// Attempts to detect a user writing into a piece of memory that's impossible
9302 /// to figure out the size of by just using types.
9303 static bool isUserWritingOffTheEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
9304   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
9305   // Notes:
9306   // - Users can only write off of the end when we have an invalid base. Invalid
9307   //   bases imply we don't know where the memory came from.
9308   // - We used to be a bit more aggressive here; we'd only be conservative if
9309   //   the array at the end was flexible, or if it had 0 or 1 elements. This
9310   //   broke some common standard library extensions (PR30346), but was
9311   //   otherwise seemingly fine. It may be useful to reintroduce this behavior
9312   //   with some sort of whitelist. OTOH, it seems that GCC is always
9313   //   conservative with the last element in structs (if it's an array), so our
9314   //   current behavior is more compatible than a whitelisting approach would
9315   //   be.
9316   return LVal.InvalidBase &&
9317          Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength &&
9318          Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
9319          isDesignatorAtObjectEnd(Ctx, LVal);
9320 }
9321
9322 /// Converts the given APInt to CharUnits, assuming the APInt is unsigned.
9323 /// Fails if the conversion would cause loss of precision.
9324 static bool convertUnsignedAPIntToCharUnits(const llvm::APInt &Int,
9325                                             CharUnits &Result) {
9326   auto CharUnitsMax = std::numeric_limits<CharUnits::QuantityType>::max();
9327   if (Int.ugt(CharUnitsMax))
9328     return false;
9329   Result = CharUnits::fromQuantity(Int.getZExtValue());
9330   return true;
9331 }
9332
9333 /// Helper for tryEvaluateBuiltinObjectSize -- Given an LValue, this will
9334 /// determine how many bytes exist from the beginning of the object to either
9335 /// the end of the current subobject, or the end of the object itself, depending
9336 /// on what the LValue looks like + the value of Type.
9337 ///
9338 /// If this returns false, the value of Result is undefined.
9339 static bool determineEndOffset(EvalInfo &Info, SourceLocation ExprLoc,
9340                                unsigned Type, const LValue &LVal,
9341                                CharUnits &EndOffset) {
9342   bool DetermineForCompleteObject = refersToCompleteObject(LVal);
9343
9344   auto CheckedHandleSizeof = [&](QualType Ty, CharUnits &Result) {
9345     if (Ty.isNull() || Ty->isIncompleteType() || Ty->isFunctionType())
9346       return false;
9347     return HandleSizeof(Info, ExprLoc, Ty, Result);
9348   };
9349
9350   // We want to evaluate the size of the entire object. This is a valid fallback
9351   // for when Type=1 and the designator is invalid, because we're asked for an
9352   // upper-bound.
9353   if (!(Type & 1) || LVal.Designator.Invalid || DetermineForCompleteObject) {
9354     // Type=3 wants a lower bound, so we can't fall back to this.
9355     if (Type == 3 && !DetermineForCompleteObject)
9356       return false;
9357
9358     llvm::APInt APEndOffset;
9359     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
9360         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
9361       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
9362
9363     if (LVal.InvalidBase)
9364       return false;
9365
9366     QualType BaseTy = getObjectType(LVal.getLValueBase());
9367     return CheckedHandleSizeof(BaseTy, EndOffset);
9368   }
9369
9370   // We want to evaluate the size of a subobject.
9371   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
9372
9373   // The following is a moderately common idiom in C:
9374   //
9375   // struct Foo { int a; char c[1]; };
9376   // struct Foo *F = (struct Foo *)malloc(sizeof(struct Foo) + strlen(Bar));
9377   // strcpy(&F->c[0], Bar);
9378   //
9379   // In order to not break too much legacy code, we need to support it.
9380   if (isUserWritingOffTheEnd(Info.Ctx, LVal)) {
9381     // If we can resolve this to an alloc_size call, we can hand that back,
9382     // because we know for certain how many bytes there are to write to.
9383     llvm::APInt APEndOffset;
9384     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
9385         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
9386       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
9387
9388     // If we cannot determine the size of the initial allocation, then we can't
9389     // given an accurate upper-bound. However, we are still able to give
9390     // conservative lower-bounds for Type=3.
9391     if (Type == 1)
9392       return false;
9393   }
9394
9395   CharUnits BytesPerElem;
9396   if (!CheckedHandleSizeof(Designator.MostDerivedType, BytesPerElem))
9397     return false;
9398
9399   // According to the GCC documentation, we want the size of the subobject
9400   // denoted by the pointer. But that's not quite right -- what we actually
9401   // want is the size of the immediately-enclosing array, if there is one.
9402   int64_t ElemsRemaining;
9403   if (Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
9404       Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength) {
9405     uint64_t ArraySize = Designator.getMostDerivedArraySize();
9406     uint64_t ArrayIndex = Designator.Entries.back().getAsArrayIndex();
9407     ElemsRemaining = ArraySize <= ArrayIndex ? 0 : ArraySize - ArrayIndex;
9408   } else {
9409     ElemsRemaining = Designator.isOnePastTheEnd() ? 0 : 1;
9410   }
9411
9412   EndOffset = LVal.getLValueOffset() + BytesPerElem * ElemsRemaining;
9413   return true;
9414 }
9415
9416 /// Tries to evaluate the __builtin_object_size for @p E. If successful,
9417 /// returns true and stores the result in @p Size.
9418 ///
9419 /// If @p WasError is non-null, this will report whether the failure to evaluate
9420 /// is to be treated as an Error in IntExprEvaluator.
9421 static bool tryEvaluateBuiltinObjectSize(const Expr *E, unsigned Type,
9422                                          EvalInfo &Info, uint64_t &Size) {
9423   // Determine the denoted object.
9424   LValue LVal;
9425   {
9426     // The operand of __builtin_object_size is never evaluated for side-effects.
9427     // If there are any, but we can determine the pointed-to object anyway, then
9428     // ignore the side-effects.
9429     SpeculativeEvaluationRAII SpeculativeEval(Info);
9430     IgnoreSideEffectsRAII Fold(Info);
9431
9432     if (E->isGLValue()) {
9433       // It's possible for us to be given GLValues if we're called via
9434       // Expr::tryEvaluateObjectSize.
9435       APValue RVal;
9436       if (!EvaluateAsRValue(Info, E, RVal))
9437         return false;
9438       LVal.setFrom(Info.Ctx, RVal);
9439     } else if (!EvaluatePointer(ignorePointerCastsAndParens(E), LVal, Info,
9440                                 /*InvalidBaseOK=*/true))
9441       return false;
9442   }
9443
9444   // If we point to before the start of the object, there are no accessible
9445   // bytes.
9446   if (LVal.getLValueOffset().isNegative()) {
9447     Size = 0;
9448     return true;
9449   }
9450
9451   CharUnits EndOffset;
9452   if (!determineEndOffset(Info, E->getExprLoc(), Type, LVal, EndOffset))
9453     return false;
9454
9455   // If we've fallen outside of the end offset, just pretend there's nothing to
9456   // write to/read from.
9457   if (EndOffset <= LVal.getLValueOffset())
9458     Size = 0;
9459   else
9460     Size = (EndOffset - LVal.getLValueOffset()).getQuantity();
9461   return true;
9462 }
9463
9464 bool IntExprEvaluator::VisitConstantExpr(const ConstantExpr *E) {
9465   llvm::SaveAndRestore<bool> InConstantContext(Info.InConstantContext, true);
9466   if (E->getResultAPValueKind() != APValue::None)
9467     return Success(E->getAPValueResult(), E);
9468   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitConstantExpr(E);
9469 }
9470
9471 bool IntExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
9472   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
9473     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
9474
9475   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9476 }
9477
9478 bool IntExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
9479                                             unsigned BuiltinOp) {
9480   switch (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee()) {
9481   default:
9482     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9483
9484   case Builtin::BI__builtin_dynamic_object_size:
9485   case Builtin::BI__builtin_object_size: {
9486     // The type was checked when we built the expression.
9487     unsigned Type =
9488         E->getArg(1)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
9489     assert(Type <= 3 && "unexpected type");
9490
9491     uint64_t Size;
9492     if (tryEvaluateBuiltinObjectSize(E->getArg(0), Type, Info, Size))
9493       return Success(Size, E);
9494
9495     if (E->getArg(0)->HasSideEffects(Info.Ctx))
9496       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
9497
9498     // Expression had no side effects, but we couldn't statically determine the
9499     // size of the referenced object.
9500     switch (Info.EvalMode) {
9501     case EvalInfo::EM_ConstantExpression:
9502     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression:
9503     case EvalInfo::EM_ConstantFold:
9504     case EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow:
9505     case EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects:
9506       // Leave it to IR generation.
9507       return Error(E);
9508     case EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated:
9509     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
9510       // Reduce it to a constant now.
9511       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
9512     }
9513
9514     llvm_unreachable("unexpected EvalMode");
9515   }
9516
9517   case Builtin::BI__builtin_os_log_format_buffer_size: {
9518     analyze_os_log::OSLogBufferLayout Layout;
9519     analyze_os_log::computeOSLogBufferLayout(Info.Ctx, E, Layout);
9520     return Success(Layout.size().getQuantity(), E);
9521   }
9522
9523   case Builtin::BI__builtin_bswap16:
9524   case Builtin::BI__builtin_bswap32:
9525   case Builtin::BI__builtin_bswap64: {
9526     APSInt Val;
9527     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
9528       return false;
9529
9530     return Success(Val.byteSwap(), E);
9531   }
9532
9533   case Builtin::BI__builtin_classify_type:
9534     return Success((int)EvaluateBuiltinClassifyType(E, Info.getLangOpts()), E);
9535
9536   case Builtin::BI__builtin_clrsb:
9537   case Builtin::BI__builtin_clrsbl:
9538   case Builtin::BI__builtin_clrsbll: {
9539     APSInt Val;
9540     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
9541       return false;
9542
9543     return Success(Val.getBitWidth() - Val.getMinSignedBits(), E);
9544   }
9545
9546   case Builtin::BI__builtin_clz:
9547   case Builtin::BI__builtin_clzl:
9548   case Builtin::BI__builtin_clzll:
9549   case Builtin::BI__builtin_clzs: {
9550     APSInt Val;
9551     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
9552       return false;
9553     if (!Val)
9554       return Error(E);
9555
9556     return Success(Val.countLeadingZeros(), E);
9557   }
9558
9559   case Builtin::BI__builtin_constant_p: {
9560     const Expr *Arg = E->getArg(0);
9561     if (EvaluateBuiltinConstantP(Info, Arg))
9562       return Success(true, E);
9563     if (Info.InConstantContext || Arg->HasSideEffects(Info.Ctx)) {
9564       // Outside a constant context, eagerly evaluate to false in the presence
9565       // of side-effects in order to avoid -Wunsequenced false-positives in
9566       // a branch on __builtin_constant_p(expr).
9567       return Success(false, E);
9568     }
9569     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
9570     return false;
9571   }
9572
9573   case Builtin::BI__builtin_is_constant_evaluated:
9574     return Success(Info.InConstantContext, E);
9575
9576   case Builtin::BI__builtin_ctz:
9577   case Builtin::BI__builtin_ctzl:
9578   case Builtin::BI__builtin_ctzll:
9579   case Builtin::BI__builtin_ctzs: {
9580     APSInt Val;
9581     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
9582       return false;
9583     if (!Val)
9584       return Error(E);
9585
9586     return Success(Val.countTrailingZeros(), E);
9587   }
9588
9589   case Builtin::BI__builtin_eh_return_data_regno: {
9590     int Operand = E->getArg(0)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
9591     Operand = Info.Ctx.getTargetInfo().getEHDataRegisterNumber(Operand);
9592     return Success(Operand, E);
9593   }
9594
9595   case Builtin::BI__builtin_expect:
9596     return Visit(E->getArg(0));
9597
9598   case Builtin::BI__builtin_ffs:
9599   case Builtin::BI__builtin_ffsl:
9600   case Builtin::BI__builtin_ffsll: {
9601     APSInt Val;
9602     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
9603       return false;
9604
9605     unsigned N = Val.countTrailingZeros();
9606     return Success(N == Val.getBitWidth() ? 0 : N + 1, E);
9607   }
9608
9609   case Builtin::BI__builtin_fpclassify: {
9610     APFloat Val(0.0);
9611     if (!EvaluateFloat(E->getArg(5), Val, Info))
9612       return false;
9613     unsigned Arg;
9614     switch (Val.getCategory()) {
9615     case APFloat::fcNaN: Arg = 0; break;
9616     case APFloat::fcInfinity: Arg = 1; break;
9617     case APFloat::fcNormal: Arg = Val.isDenormal() ? 3 : 2; break;
9618     case APFloat::fcZero: Arg = 4; break;
9619     }
9620     return Visit(E->getArg(Arg));
9621   }
9622
9623   case Builtin::BI__builtin_isinf_sign: {
9624     APFloat Val(0.0);
9625     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
9626            Success(Val.isInfinity() ? (Val.isNegative() ? -1 : 1) : 0, E);
9627   }
9628
9629   case Builtin::BI__builtin_isinf: {
9630     APFloat Val(0.0);
9631     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
9632            Success(Val.isInfinity() ? 1 : 0, E);
9633   }
9634
9635   case Builtin::BI__builtin_isfinite: {
9636     APFloat Val(0.0);
9637     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
9638            Success(Val.isFinite() ? 1 : 0, E);
9639   }
9640
9641   case Builtin::BI__builtin_isnan: {
9642     APFloat Val(0.0);
9643     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
9644            Success(Val.isNaN() ? 1 : 0, E);
9645   }
9646
9647   case Builtin::BI__builtin_isnormal: {
9648     APFloat Val(0.0);
9649     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
9650            Success(Val.isNormal() ? 1 : 0, E);
9651   }
9652
9653   case Builtin::BI__builtin_parity:
9654   case Builtin::BI__builtin_parityl:
9655   case Builtin::BI__builtin_parityll: {
9656     APSInt Val;
9657     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
9658       return false;
9659
9660     return Success(Val.countPopulation() % 2, E);
9661   }
9662
9663   case Builtin::BI__builtin_popcount:
9664   case Builtin::BI__builtin_popcountl:
9665   case Builtin::BI__builtin_popcountll: {
9666     APSInt Val;
9667     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
9668       return false;
9669
9670     return Success(Val.countPopulation(), E);
9671   }
9672
9673   case Builtin::BIstrlen:
9674   case Builtin::BIwcslen:
9675     // A call to strlen is not a constant expression.
9676     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
9677       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
9678         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
9679         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
9680     else
9681       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
9682     LLVM_FALLTHROUGH;
9683   case Builtin::BI__builtin_strlen:
9684   case Builtin::BI__builtin_wcslen: {
9685     // As an extension, we support __builtin_strlen() as a constant expression,
9686     // and support folding strlen() to a constant.
9687     LValue String;
9688     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String, Info))
9689       return false;
9690
9691     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
9692
9693     // Fast path: if it's a string literal, search the string value.
9694     if (const StringLiteral *S = dyn_cast_or_null<StringLiteral>(
9695             String.getLValueBase().dyn_cast<const Expr *>())) {
9696       // The string literal may have embedded null characters. Find the first
9697       // one and truncate there.
9698       StringRef Str = S->getBytes();
9699       int64_t Off = String.Offset.getQuantity();
9700       if (Off >= 0 && (uint64_t)Off <= (uint64_t)Str.size() &&
9701           S->getCharByteWidth() == 1 &&
9702           // FIXME: Add fast-path for wchar_t too.
9703           Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(CharTy, Info.Ctx.CharTy)) {
9704         Str = Str.substr(Off);
9705
9706         StringRef::size_type Pos = Str.find(0);
9707         if (Pos != StringRef::npos)
9708           Str = Str.substr(0, Pos);
9709
9710         return Success(Str.size(), E);
9711       }
9712
9713       // Fall through to slow path to issue appropriate diagnostic.
9714     }
9715
9716     // Slow path: scan the bytes of the string looking for the terminating 0.
9717     for (uint64_t Strlen = 0; /**/; ++Strlen) {
9718       APValue Char;
9719       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String, Char) ||
9720           !Char.isInt())
9721         return false;
9722       if (!Char.getInt())
9723         return Success(Strlen, E);
9724       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String, CharTy, 1))
9725         return false;
9726     }
9727   }
9728
9729   case Builtin::BIstrcmp:
9730   case Builtin::BIwcscmp:
9731   case Builtin::BIstrncmp:
9732   case Builtin::BIwcsncmp:
9733   case Builtin::BImemcmp:
9734   case Builtin::BIbcmp:
9735   case Builtin::BIwmemcmp:
9736     // A call to strlen is not a constant expression.
9737     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
9738       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
9739         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
9740         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
9741     else
9742       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
9743     LLVM_FALLTHROUGH;
9744   case Builtin::BI__builtin_strcmp:
9745   case Builtin::BI__builtin_wcscmp:
9746   case Builtin::BI__builtin_strncmp:
9747   case Builtin::BI__builtin_wcsncmp:
9748   case Builtin::BI__builtin_memcmp:
9749   case Builtin::BI__builtin_bcmp:
9750   case Builtin::BI__builtin_wmemcmp: {
9751     LValue String1, String2;
9752     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String1, Info) ||
9753         !EvaluatePointer(E->getArg(1), String2, Info))
9754       return false;
9755
9756     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
9757     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrcmp &&
9758         BuiltinOp != Builtin::BIwcscmp &&
9759         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strcmp &&
9760         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcscmp) {
9761       APSInt N;
9762       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
9763         return false;
9764       MaxLength = N.getExtValue();
9765     }
9766
9767     // Empty substrings compare equal by definition.
9768     if (MaxLength == 0u)
9769       return Success(0, E);
9770
9771     if (!String1.checkNullPointerForFoldAccess(Info, E, AK_Read) ||
9772         !String2.checkNullPointerForFoldAccess(Info, E, AK_Read) ||
9773         String1.Designator.Invalid || String2.Designator.Invalid)
9774       return false;
9775
9776     QualType CharTy1 = String1.Designator.getType(Info.Ctx);
9777     QualType CharTy2 = String2.Designator.getType(Info.Ctx);
9778
9779     bool IsRawByte = BuiltinOp == Builtin::BImemcmp ||
9780                      BuiltinOp == Builtin::BIbcmp ||
9781                      BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_memcmp ||
9782                      BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_bcmp;
9783
9784     assert(IsRawByte ||
9785            (Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(
9786                 CharTy1, E->getArg(0)->getType()->getPointeeType()) &&
9787             Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(CharTy1, CharTy2)));
9788
9789     const auto &ReadCurElems = [&](APValue &Char1, APValue &Char2) {
9790       return handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy1, String1, Char1) &&
9791              handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy2, String2, Char2) &&
9792              Char1.isInt() && Char2.isInt();
9793     };
9794     const auto &AdvanceElems = [&] {
9795       return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String1, CharTy1, 1) &&
9796              HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String2, CharTy2, 1);
9797     };
9798
9799     if (IsRawByte) {
9800       uint64_t BytesRemaining = MaxLength;
9801       // Pointers to const void may point to objects of incomplete type.
9802       if (CharTy1->isIncompleteType()) {
9803         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_incomplete_type) << CharTy1;
9804         return false;
9805       }
9806       if (CharTy2->isIncompleteType()) {
9807         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_incomplete_type) << CharTy2;
9808         return false;
9809       }
9810       uint64_t CharTy1Width{Info.Ctx.getTypeSize(CharTy1)};
9811       CharUnits CharTy1Size = Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(CharTy1Width);
9812       // Give up on comparing between elements with disparate widths.
9813       if (CharTy1Size != Info.Ctx.getTypeSizeInChars(CharTy2))
9814         return false;
9815       uint64_t BytesPerElement = CharTy1Size.getQuantity();
9816       assert(BytesRemaining && "BytesRemaining should not be zero: the "
9817                                "following loop considers at least one element");
9818       while (true) {
9819         APValue Char1, Char2;
9820         if (!ReadCurElems(Char1, Char2))
9821           return false;
9822         // We have compatible in-memory widths, but a possible type and
9823         // (for `bool`) internal representation mismatch.
9824         // Assuming two's complement representation, including 0 for `false` and
9825         // 1 for `true`, we can check an appropriate number of elements for
9826         // equality even if they are not byte-sized.
9827         APSInt Char1InMem = Char1.getInt().extOrTrunc(CharTy1Width);
9828         APSInt Char2InMem = Char2.getInt().extOrTrunc(CharTy1Width);
9829         if (Char1InMem.ne(Char2InMem)) {
9830           // If the elements are byte-sized, then we can produce a three-way
9831           // comparison result in a straightforward manner.
9832           if (BytesPerElement == 1u) {
9833             // memcmp always compares unsigned chars.
9834             return Success(Char1InMem.ult(Char2InMem) ? -1 : 1, E);
9835           }
9836           // The result is byte-order sensitive, and we have multibyte elements.
9837           // FIXME: We can compare the remaining bytes in the correct order.
9838           return false;
9839         }
9840         if (!AdvanceElems())
9841           return false;
9842         if (BytesRemaining <= BytesPerElement)
9843           break;
9844         BytesRemaining -= BytesPerElement;
9845       }
9846       // Enough elements are equal to account for the memcmp limit.
9847       return Success(0, E);
9848     }
9849
9850     bool StopAtNull =
9851         (BuiltinOp != Builtin::BImemcmp && BuiltinOp != Builtin::BIbcmp &&
9852          BuiltinOp != Builtin::BIwmemcmp &&
9853          BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_memcmp &&
9854          BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_bcmp &&
9855          BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wmemcmp);
9856     bool IsWide = BuiltinOp == Builtin::BIwcscmp ||
9857                   BuiltinOp == Builtin::BIwcsncmp ||
9858                   BuiltinOp == Builtin::BIwmemcmp ||
9859                   BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_wcscmp ||
9860                   BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_wcsncmp ||
9861                   BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_wmemcmp;
9862
9863     for (; MaxLength; --MaxLength) {
9864       APValue Char1, Char2;
9865       if (!ReadCurElems(Char1, Char2))
9866         return false;
9867       if (Char1.getInt() != Char2.getInt()) {
9868         if (IsWide) // wmemcmp compares with wchar_t signedness.
9869           return Success(Char1.getInt() < Char2.getInt() ? -1 : 1, E);
9870         // memcmp always compares unsigned chars.
9871         return Success(Char1.getInt().ult(Char2.getInt()) ? -1 : 1, E);
9872       }
9873       if (StopAtNull && !Char1.getInt())
9874         return Success(0, E);
9875       assert(!(StopAtNull && !Char2.getInt()));
9876       if (!AdvanceElems())
9877         return false;
9878     }
9879     // We hit the strncmp / memcmp limit.
9880     return Success(0, E);
9881   }
9882
9883   case Builtin::BI__atomic_always_lock_free:
9884   case Builtin::BI__atomic_is_lock_free:
9885   case Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free: {
9886     APSInt SizeVal;
9887     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), SizeVal, Info))
9888       return false;
9889
9890     // For __atomic_is_lock_free(sizeof(_Atomic(T))), if the size is a power
9891     // of two less than the maximum inline atomic width, we know it is
9892     // lock-free.  If the size isn't a power of two, or greater than the
9893     // maximum alignment where we promote atomics, we know it is not lock-free
9894     // (at least not in the sense of atomic_is_lock_free).  Otherwise,
9895     // the answer can only be determined at runtime; for example, 16-byte
9896     // atomics have lock-free implementations on some, but not all,
9897     // x86-64 processors.
9898
9899     // Check power-of-two.
9900     CharUnits Size = CharUnits::fromQuantity(SizeVal.getZExtValue());
9901     if (Size.isPowerOfTwo()) {
9902       // Check against inlining width.
9903       unsigned InlineWidthBits =
9904           Info.Ctx.getTargetInfo().getMaxAtomicInlineWidth();
9905       if (Size <= Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(InlineWidthBits)) {
9906         if (BuiltinOp == Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free ||
9907             Size == CharUnits::One() ||
9908             E->getArg(1)->isNullPointerConstant(Info.Ctx,
9909                                                 Expr::NPC_NeverValueDependent))
9910           // OK, we will inline appropriately-aligned operations of this size,
9911           // and _Atomic(T) is appropriately-aligned.
9912           return Success(1, E);
9913
9914         QualType PointeeType = E->getArg(1)->IgnoreImpCasts()->getType()->
9915           castAs<PointerType>()->getPointeeType();
9916         if (!PointeeType->isIncompleteType() &&
9917             Info.Ctx.getTypeAlignInChars(PointeeType) >= Size) {
9918           // OK, we will inline operations on this object.
9919           return Success(1, E);
9920         }
9921       }
9922     }
9923
9924     return BuiltinOp == Builtin::BI__atomic_always_lock_free ?
9925         Success(0, E) : Error(E);
9926   }
9927   case Builtin::BIomp_is_initial_device:
9928     // We can decide statically which value the runtime would return if called.
9929     return Success(Info.getLangOpts().OpenMPIsDevice ? 0 : 1, E);
9930   case Builtin::BI__builtin_add_overflow:
9931   case Builtin::BI__builtin_sub_overflow:
9932   case Builtin::BI__builtin_mul_overflow:
9933   case Builtin::BI__builtin_sadd_overflow:
9934   case Builtin::BI__builtin_uadd_overflow:
9935   case Builtin::BI__builtin_uaddl_overflow:
9936   case Builtin::BI__builtin_uaddll_overflow:
9937   case Builtin::BI__builtin_usub_overflow:
9938   case Builtin::BI__builtin_usubl_overflow:
9939   case Builtin::BI__builtin_usubll_overflow:
9940   case Builtin::BI__builtin_umul_overflow:
9941   case Builtin::BI__builtin_umull_overflow:
9942   case Builtin::BI__builtin_umulll_overflow:
9943   case Builtin::BI__builtin_saddl_overflow:
9944   case Builtin::BI__builtin_saddll_overflow:
9945   case Builtin::BI__builtin_ssub_overflow:
9946   case Builtin::BI__builtin_ssubl_overflow:
9947   case Builtin::BI__builtin_ssubll_overflow:
9948   case Builtin::BI__builtin_smul_overflow:
9949   case Builtin::BI__builtin_smull_overflow:
9950   case Builtin::BI__builtin_smulll_overflow: {
9951     LValue ResultLValue;
9952     APSInt LHS, RHS;
9953
9954     QualType ResultType = E->getArg(2)->getType()->getPointeeType();
9955     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), LHS, Info) ||
9956         !EvaluateInteger(E->getArg(1), RHS, Info) ||
9957         !EvaluatePointer(E->getArg(2), ResultLValue, Info))
9958       return false;
9959
9960     APSInt Result;
9961     bool DidOverflow = false;
9962
9963     // If the types don't have to match, enlarge all 3 to the largest of them.
9964     if (BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_add_overflow ||
9965         BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_sub_overflow ||
9966         BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_mul_overflow) {
9967       bool IsSigned = LHS.isSigned() || RHS.isSigned() ||
9968                       ResultType->isSignedIntegerOrEnumerationType();
9969       bool AllSigned = LHS.isSigned() && RHS.isSigned() &&
9970                       ResultType->isSignedIntegerOrEnumerationType();
9971       uint64_t LHSSize = LHS.getBitWidth();
9972       uint64_t RHSSize = RHS.getBitWidth();
9973       uint64_t ResultSize = Info.Ctx.getTypeSize(ResultType);
9974       uint64_t MaxBits = std::max(std::max(LHSSize, RHSSize), ResultSize);
9975
9976       // Add an additional bit if the signedness isn't uniformly agreed to. We
9977       // could do this ONLY if there is a signed and an unsigned that both have
9978       // MaxBits, but the code to check that is pretty nasty.  The issue will be
9979       // caught in the shrink-to-result later anyway.
9980       if (IsSigned && !AllSigned)
9981         ++MaxBits;
9982
9983       LHS = APSInt(LHS.extOrTrunc(MaxBits), !IsSigned);
9984       RHS = APSInt(RHS.extOrTrunc(MaxBits), !IsSigned);
9985       Result = APSInt(MaxBits, !IsSigned);
9986     }
9987
9988     // Find largest int.
9989     switch (BuiltinOp) {
9990     default:
9991       llvm_unreachable("Invalid value for BuiltinOp");
9992     case Builtin::BI__builtin_add_overflow:
9993     case Builtin::BI__builtin_sadd_overflow:
9994     case Builtin::BI__builtin_saddl_overflow:
9995     case Builtin::BI__builtin_saddll_overflow:
9996     case Builtin::BI__builtin_uadd_overflow:
9997     case Builtin::BI__builtin_uaddl_overflow:
9998     case Builtin::BI__builtin_uaddll_overflow:
9999       Result = LHS.isSigned() ? LHS.sadd_ov(RHS, DidOverflow)
10000                               : LHS.uadd_ov(RHS, DidOverflow);
10001       break;
10002     case Builtin::BI__builtin_sub_overflow:
10003     case Builtin::BI__builtin_ssub_overflow:
10004     case Builtin::BI__builtin_ssubl_overflow:
10005     case Builtin::BI__builtin_ssubll_overflow:
10006     case Builtin::BI__builtin_usub_overflow:
10007     case Builtin::BI__builtin_usubl_overflow:
10008     case Builtin::BI__builtin_usubll_overflow:
10009       Result = LHS.isSigned() ? LHS.ssub_ov(RHS, DidOverflow)
10010                               : LHS.usub_ov(RHS, DidOverflow);
10011       break;
10012     case Builtin::BI__builtin_mul_overflow:
10013     case Builtin::BI__builtin_smul_overflow:
10014     case Builtin::BI__builtin_smull_overflow:
10015     case Builtin::BI__builtin_smulll_overflow:
10016     case Builtin::BI__builtin_umul_overflow:
10017     case Builtin::BI__builtin_umull_overflow:
10018     case Builtin::BI__builtin_umulll_overflow:
10019       Result = LHS.isSigned() ? LHS.smul_ov(RHS, DidOverflow)
10020                               : LHS.umul_ov(RHS, DidOverflow);
10021       break;
10022     }
10023
10024     // In the case where multiple sizes are allowed, truncate and see if
10025     // the values are the same.
10026     if (BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_add_overflow ||
10027         BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_sub_overflow ||
10028         BuiltinOp == Builtin::BI__builtin_mul_overflow) {
10029       // APSInt doesn't have a TruncOrSelf, so we use extOrTrunc instead,
10030       // since it will give us the behavior of a TruncOrSelf in the case where
10031       // its parameter <= its size.  We previously set Result to be at least the
10032       // type-size of the result, so getTypeSize(ResultType) <= Result.BitWidth
10033       // will work exactly like TruncOrSelf.
10034       APSInt Temp = Result.extOrTrunc(Info.Ctx.getTypeSize(ResultType));
10035       Temp.setIsSigned(ResultType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
10036
10037       if (!APSInt::isSameValue(Temp, Result))
10038         DidOverflow = true;
10039       Result = Temp;
10040     }
10041
10042     APValue APV{Result};
10043     if (!handleAssignment(Info, E, ResultLValue, ResultType, APV))
10044       return false;
10045     return Success(DidOverflow, E);
10046   }
10047   }
10048 }
10049
10050 /// Determine whether this is a pointer past the end of the complete
10051 /// object referred to by the lvalue.
10052 static bool isOnePastTheEndOfCompleteObject(const ASTContext &Ctx,
10053                                             const LValue &LV) {
10054   // A null pointer can be viewed as being "past the end" but we don't
10055   // choose to look at it that way here.
10056   if (!LV.getLValueBase())
10057     return false;
10058
10059   // If the designator is valid and refers to a subobject, we're not pointing
10060   // past the end.
10061   if (!LV.getLValueDesignator().Invalid &&
10062       !LV.getLValueDesignator().isOnePastTheEnd())
10063     return false;
10064
10065   // A pointer to an incomplete type might be past-the-end if the type's size is
10066   // zero.  We cannot tell because the type is incomplete.
10067   QualType Ty = getType(LV.getLValueBase());
10068   if (Ty->isIncompleteType())
10069     return true;
10070
10071   // We're a past-the-end pointer if we point to the byte after the object,
10072   // no matter what our type or path is.
10073   auto Size = Ctx.getTypeSizeInChars(Ty);
10074   return LV.getLValueOffset() == Size;
10075 }
10076
10077 namespace {
10078
10079 /// Data recursive integer evaluator of certain binary operators.
10080 ///
10081 /// We use a data recursive algorithm for binary operators so that we are able
10082 /// to handle extreme cases of chained binary operators without causing stack
10083 /// overflow.
10084 class DataRecursiveIntBinOpEvaluator {
10085   struct EvalResult {
10086     APValue Val;
10087     bool Failed;
10088
10089     EvalResult() : Failed(false) { }
10090
10091     void swap(EvalResult &RHS) {
10092       Val.swap(RHS.Val);
10093       Failed = RHS.Failed;
10094       RHS.Failed = false;
10095     }
10096   };
10097
10098   struct Job {
10099     const Expr *E;
10100     EvalResult LHSResult; // meaningful only for binary operator expression.
10101     enum { AnyExprKind, BinOpKind, BinOpVisitedLHSKind } Kind;
10102
10103     Job() = default;
10104     Job(Job &&) = default;
10105
10106     void startSpeculativeEval(EvalInfo &Info) {
10107       SpecEvalRAII = SpeculativeEvaluationRAII(Info);
10108     }
10109
10110   private:
10111     SpeculativeEvaluationRAII SpecEvalRAII;
10112   };
10113
10114   SmallVector<Job, 16> Queue;
10115
10116   IntExprEvaluator &IntEval;
10117   EvalInfo &Info;
10118   APValue &FinalResult;
10119
10120 public:
10121   DataRecursiveIntBinOpEvaluator(IntExprEvaluator &IntEval, APValue &Result)
10122     : IntEval(IntEval), Info(IntEval.getEvalInfo()), FinalResult(Result) { }
10123
10124   /// True if \param E is a binary operator that we are going to handle
10125   /// data recursively.
10126   /// We handle binary operators that are comma, logical, or that have operands
10127   /// with integral or enumeration type.
10128   static bool shouldEnqueue(const BinaryOperator *E) {
10129     return E->getOpcode() == BO_Comma || E->isLogicalOp() ||
10130            (E->isRValue() && E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
10131             E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
10132             E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
10133   }
10134
10135   bool Traverse(const BinaryOperator *E) {
10136     enqueue(E);
10137     EvalResult PrevResult;
10138     while (!Queue.empty())
10139       process(PrevResult);
10140
10141     if (PrevResult.Failed) return false;
10142
10143     FinalResult.swap(PrevResult.Val);
10144     return true;
10145   }
10146
10147 private:
10148   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
10149     return IntEval.Success(Value, E, Result);
10150   }
10151   bool Success(const APSInt &Value, const Expr *E, APValue &Result) {
10152     return IntEval.Success(Value, E, Result);
10153   }
10154   bool Error(const Expr *E) {
10155     return IntEval.Error(E);
10156   }
10157   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
10158     return IntEval.Error(E, D);
10159   }
10160
10161   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
10162     return Info.CCEDiag(E, D);
10163   }
10164
10165   // Returns true if visiting the RHS is necessary, false otherwise.
10166   bool VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
10167                          bool &SuppressRHSDiags);
10168
10169   bool VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
10170                   const BinaryOperator *E, APValue &Result);
10171
10172   void EvaluateExpr(const Expr *E, EvalResult &Result) {
10173     Result.Failed = !Evaluate(Result.Val, Info, E);
10174     if (Result.Failed)
10175       Result.Val = APValue();
10176   }
10177
10178   void process(EvalResult &Result);
10179
10180   void enqueue(const Expr *E) {
10181     E = E->IgnoreParens();
10182     Queue.resize(Queue.size()+1);
10183     Queue.back().E = E;
10184     Queue.back().Kind = Job::AnyExprKind;
10185   }
10186 };
10187
10188 }
10189
10190 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
10191        VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
10192                          bool &SuppressRHSDiags) {
10193   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
10194     // Ignore LHS but note if we could not evaluate it.
10195     if (LHSResult.Failed)
10196       return Info.noteSideEffect();
10197     return true;
10198   }
10199
10200   if (E->isLogicalOp()) {
10201     bool LHSAsBool;
10202     if (!LHSResult.Failed && HandleConversionToBool(LHSResult.Val, LHSAsBool)) {
10203       // We were able to evaluate the LHS, see if we can get away with not
10204       // evaluating the RHS: 0 && X -> 0, 1 || X -> 1
10205       if (LHSAsBool == (E->getOpcode() == BO_LOr)) {
10206         Success(LHSAsBool, E, LHSResult.Val);
10207         return false; // Ignore RHS
10208       }
10209     } else {
10210       LHSResult.Failed = true;
10211
10212       // Since we weren't able to evaluate the left hand side, it
10213       // might have had side effects.
10214       if (!Info.noteSideEffect())
10215         return false;
10216
10217       // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
10218       // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
10219       // Don't ignore RHS and suppress diagnostics from this arm.
10220       SuppressRHSDiags = true;
10221     }
10222
10223     return true;
10224   }
10225
10226   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
10227          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
10228
10229   if (LHSResult.Failed && !Info.noteFailure())
10230     return false; // Ignore RHS;
10231
10232   return true;
10233 }
10234
10235 static void addOrSubLValueAsInteger(APValue &LVal, const APSInt &Index,
10236                                     bool IsSub) {
10237   // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
10238   // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
10239   // offsets.
10240   assert(!LVal.hasLValuePath() && "have designator for integer lvalue");
10241   CharUnits &Offset = LVal.getLValueOffset();
10242   uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
10243   uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
10244   Offset = CharUnits::fromQuantity(IsSub ? Offset64 - Index64
10245                                          : Offset64 + Index64);
10246 }
10247
10248 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
10249        VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
10250                   const BinaryOperator *E, APValue &Result) {
10251   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
10252     if (RHSResult.Failed)
10253       return false;
10254     Result = RHSResult.Val;
10255     return true;
10256   }
10257
10258   if (E->isLogicalOp()) {
10259     bool lhsResult, rhsResult;
10260     bool LHSIsOK = HandleConversionToBool(LHSResult.Val, lhsResult);
10261     bool RHSIsOK = HandleConversionToBool(RHSResult.Val, rhsResult);
10262
10263     if (LHSIsOK) {
10264       if (RHSIsOK) {
10265         if (E->getOpcode() == BO_LOr)
10266           return Success(lhsResult || rhsResult, E, Result);
10267         else
10268           return Success(lhsResult && rhsResult, E, Result);
10269       }
10270     } else {
10271       if (RHSIsOK) {
10272         // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
10273         // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
10274         if (rhsResult == (E->getOpcode() == BO_LOr))
10275           return Success(rhsResult, E, Result);
10276       }
10277     }
10278
10279     return false;
10280   }
10281
10282   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
10283          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
10284
10285   if (LHSResult.Failed || RHSResult.Failed)
10286     return false;
10287
10288   const APValue &LHSVal = LHSResult.Val;
10289   const APValue &RHSVal = RHSResult.Val;
10290
10291   // Handle cases like (unsigned long)&a + 4.
10292   if (E->isAdditiveOp() && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isInt()) {
10293     Result = LHSVal;
10294     addOrSubLValueAsInteger(Result, RHSVal.getInt(), E->getOpcode() == BO_Sub);
10295     return true;
10296   }
10297
10298   // Handle cases like 4 + (unsigned long)&a
10299   if (E->getOpcode() == BO_Add &&
10300       RHSVal.isLValue() && LHSVal.isInt()) {
10301     Result = RHSVal;
10302     addOrSubLValueAsInteger(Result, LHSVal.getInt(), /*IsSub*/false);
10303     return true;
10304   }
10305
10306   if (E->getOpcode() == BO_Sub && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isLValue()) {
10307     // Handle (intptr_t)&&A - (intptr_t)&&B.
10308     if (!LHSVal.getLValueOffset().isZero() ||
10309         !RHSVal.getLValueOffset().isZero())
10310       return false;
10311     const Expr *LHSExpr = LHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
10312     const Expr *RHSExpr = RHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
10313     if (!LHSExpr || !RHSExpr)
10314       return false;
10315     const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
10316     const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
10317     if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
10318       return false;
10319     // Make sure both labels come from the same function.
10320     if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
10321         RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
10322       return false;
10323     Result = APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr);
10324     return true;
10325   }
10326
10327   // All the remaining cases expect both operands to be an integer
10328   if (!LHSVal.isInt() || !RHSVal.isInt())
10329     return Error(E);
10330
10331   // Set up the width and signedness manually, in case it can't be deduced
10332   // from the operation we're performing.
10333   // FIXME: Don't do this in the cases where we can deduce it.
10334   APSInt Value(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()),
10335                E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
10336   if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHSVal.getInt(), E->getOpcode(),
10337                          RHSVal.getInt(), Value))
10338     return false;
10339   return Success(Value, E, Result);
10340 }
10341
10342 void DataRecursiveIntBinOpEvaluator::process(EvalResult &Result) {
10343   Job &job = Queue.back();
10344
10345   switch (job.Kind) {
10346     case Job::AnyExprKind: {
10347       if (const BinaryOperator *Bop = dyn_cast<BinaryOperator>(job.E)) {
10348         if (shouldEnqueue(Bop)) {
10349           job.Kind = Job::BinOpKind;
10350           enqueue(Bop->getLHS());
10351           return;
10352         }
10353       }
10354
10355       EvaluateExpr(job.E, Result);
10356       Queue.pop_back();
10357       return;
10358     }
10359
10360     case Job::BinOpKind: {
10361       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
10362       bool SuppressRHSDiags = false;
10363       if (!VisitBinOpLHSOnly(Result, Bop, SuppressRHSDiags)) {
10364         Queue.pop_back();
10365         return;
10366       }
10367       if (SuppressRHSDiags)
10368         job.startSpeculativeEval(Info);
10369       job.LHSResult.swap(Result);
10370       job.Kind = Job::BinOpVisitedLHSKind;
10371       enqueue(Bop->getRHS());
10372       return;
10373     }
10374
10375     case Job::BinOpVisitedLHSKind: {
10376       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
10377       EvalResult RHS;
10378       RHS.swap(Result);
10379       Result.Failed = !VisitBinOp(job.LHSResult, RHS, Bop, Result.Val);
10380       Queue.pop_back();
10381       return;
10382     }
10383   }
10384
10385   llvm_unreachable("Invalid Job::Kind!");
10386 }
10387
10388 namespace {
10389 /// Used when we determine that we should fail, but can keep evaluating prior to
10390 /// noting that we had a failure.
10391 class DelayedNoteFailureRAII {
10392   EvalInfo &Info;
10393   bool NoteFailure;
10394
10395 public:
10396   DelayedNoteFailureRAII(EvalInfo &Info, bool NoteFailure = true)
10397       : Info(Info), NoteFailure(NoteFailure) {}
10398   ~DelayedNoteFailureRAII() {
10399     if (NoteFailure) {
10400       bool ContinueAfterFailure = Info.noteFailure();
10401       (void)ContinueAfterFailure;
10402       assert(ContinueAfterFailure &&
10403              "Shouldn't have kept evaluating on failure.");
10404     }
10405   }
10406 };
10407 }
10408
10409 template <class SuccessCB, class AfterCB>
10410 static bool
10411 EvaluateComparisonBinaryOperator(EvalInfo &Info, const BinaryOperator *E,
10412                                  SuccessCB &&Success, AfterCB &&DoAfter) {
10413   assert(E->isComparisonOp() && "expected comparison operator");
10414   assert((E->getOpcode() == BO_Cmp ||
10415           E->getType()->isIntegralOrEnumerationType()) &&
10416          "unsupported binary expression evaluation");
10417   auto Error = [&](const Expr *E) {
10418     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
10419     return false;
10420   };
10421
10422   using CCR = ComparisonCategoryResult;
10423   bool IsRelational = E->isRelationalOp();
10424   bool IsEquality = E->isEqualityOp();
10425   if (E->getOpcode() == BO_Cmp) {
10426     const ComparisonCategoryInfo &CmpInfo =
10427         Info.Ctx.CompCategories.getInfoForType(E->getType());
10428     IsRelational = CmpInfo.isOrdered();
10429     IsEquality = CmpInfo.isEquality();
10430   }
10431
10432   QualType LHSTy = E->getLHS()->getType();
10433   QualType RHSTy = E->getRHS()->getType();
10434
10435   if (LHSTy->isIntegralOrEnumerationType() &&
10436       RHSTy->isIntegralOrEnumerationType()) {
10437     APSInt LHS, RHS;
10438     bool LHSOK = EvaluateInteger(E->getLHS(), LHS, Info);
10439     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
10440       return false;
10441     if (!EvaluateInteger(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
10442       return false;
10443     if (LHS < RHS)
10444       return Success(CCR::Less, E);
10445     if (LHS > RHS)
10446       return Success(CCR::Greater, E);
10447     return Success(CCR::Equal, E);
10448   }
10449
10450   if (LHSTy->isFixedPointType() || RHSTy->isFixedPointType()) {
10451     APFixedPoint LHSFX(Info.Ctx.getFixedPointSemantics(LHSTy));
10452     APFixedPoint RHSFX(Info.Ctx.getFixedPointSemantics(RHSTy));
10453
10454     bool LHSOK = EvaluateFixedPointOrInteger(E->getLHS(), LHSFX, Info);
10455     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
10456       return false;
10457     if (!EvaluateFixedPointOrInteger(E->getRHS(), RHSFX, Info) || !LHSOK)
10458       return false;
10459     if (LHSFX < RHSFX)
10460       return Success(CCR::Less, E);
10461     if (LHSFX > RHSFX)
10462       return Success(CCR::Greater, E);
10463     return Success(CCR::Equal, E);
10464   }
10465
10466   if (LHSTy->isAnyComplexType() || RHSTy->isAnyComplexType()) {
10467     ComplexValue LHS, RHS;
10468     bool LHSOK;
10469     if (E->isAssignmentOp()) {
10470       LValue LV;
10471       EvaluateLValue(E->getLHS(), LV, Info);
10472       LHSOK = false;
10473     } else if (LHSTy->isRealFloatingType()) {
10474       LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS.FloatReal, Info);
10475       if (LHSOK) {
10476         LHS.makeComplexFloat();
10477         LHS.FloatImag = APFloat(LHS.FloatReal.getSemantics());
10478       }
10479     } else {
10480       LHSOK = EvaluateComplex(E->getLHS(), LHS, Info);
10481     }
10482     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
10483       return false;
10484
10485     if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
10486       if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS.FloatReal, Info) || !LHSOK)
10487         return false;
10488       RHS.makeComplexFloat();
10489       RHS.FloatImag = APFloat(RHS.FloatReal.getSemantics());
10490     } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
10491       return false;
10492
10493     if (LHS.isComplexFloat()) {
10494       APFloat::cmpResult CR_r =
10495         LHS.getComplexFloatReal().compare(RHS.getComplexFloatReal());
10496       APFloat::cmpResult CR_i =
10497         LHS.getComplexFloatImag().compare(RHS.getComplexFloatImag());
10498       bool IsEqual = CR_r == APFloat::cmpEqual && CR_i == APFloat::cmpEqual;
10499       return Success(IsEqual ? CCR::Equal : CCR::Nonequal, E);
10500     } else {
10501       assert(IsEquality && "invalid complex comparison");
10502       bool IsEqual = LHS.getComplexIntReal() == RHS.getComplexIntReal() &&
10503                      LHS.getComplexIntImag() == RHS.getComplexIntImag();
10504       return Success(IsEqual ? CCR::Equal : CCR::Nonequal, E);
10505     }
10506   }
10507
10508   if (LHSTy->isRealFloatingType() &&
10509       RHSTy->isRealFloatingType()) {
10510     APFloat RHS(0.0), LHS(0.0);
10511
10512     bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info);
10513     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
10514       return false;
10515
10516     if (!EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS, Info) || !LHSOK)
10517       return false;
10518
10519     assert(E->isComparisonOp() && "Invalid binary operator!");
10520     auto GetCmpRes = [&]() {
10521       switch (LHS.compare(RHS)) {
10522       case APFloat::cmpEqual:
10523         return CCR::Equal;
10524       case APFloat::cmpLessThan:
10525         return CCR::Less;
10526       case APFloat::cmpGreaterThan:
10527         return CCR::Greater;
10528       case APFloat::cmpUnordered:
10529         return CCR::Unordered;
10530       }
10531       llvm_unreachable("Unrecognised APFloat::cmpResult enum");
10532     };
10533     return Success(GetCmpRes(), E);
10534   }
10535
10536   if (LHSTy->isPointerType() && RHSTy->isPointerType()) {
10537     LValue LHSValue, RHSValue;
10538
10539     bool LHSOK = EvaluatePointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
10540     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
10541       return false;
10542
10543     if (!EvaluatePointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
10544       return false;
10545
10546     // Reject differing bases from the normal codepath; we special-case
10547     // comparisons to null.
10548     if (!HasSameBase(LHSValue, RHSValue)) {
10549       // Inequalities and subtractions between unrelated pointers have
10550       // unspecified or undefined behavior.
10551       if (!IsEquality)
10552         return Error(E);
10553       // A constant address may compare equal to the address of a symbol.
10554       // The one exception is that address of an object cannot compare equal
10555       // to a null pointer constant.
10556       if ((!LHSValue.Base && !LHSValue.Offset.isZero()) ||
10557           (!RHSValue.Base && !RHSValue.Offset.isZero()))
10558         return Error(E);
10559       // It's implementation-defined whether distinct literals will have
10560       // distinct addresses. In clang, the result of such a comparison is
10561       // unspecified, so it is not a constant expression. However, we do know
10562       // that the address of a literal will be non-null.
10563       if ((IsLiteralLValue(LHSValue) || IsLiteralLValue(RHSValue)) &&
10564           LHSValue.Base && RHSValue.Base)
10565         return Error(E);
10566       // We can't tell whether weak symbols will end up pointing to the same
10567       // object.
10568       if (IsWeakLValue(LHSValue) || IsWeakLValue(RHSValue))
10569         return Error(E);
10570       // We can't compare the address of the start of one object with the
10571       // past-the-end address of another object, per C++ DR1652.
10572       if ((LHSValue.Base && LHSValue.Offset.isZero() &&
10573            isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, RHSValue)) ||
10574           (RHSValue.Base && RHSValue.Offset.isZero() &&
10575            isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, LHSValue)))
10576         return Error(E);
10577       // We can't tell whether an object is at the same address as another
10578       // zero sized object.
10579       if ((RHSValue.Base && isZeroSized(LHSValue)) ||
10580           (LHSValue.Base && isZeroSized(RHSValue)))
10581         return Error(E);
10582       return Success(CCR::Nonequal, E);
10583     }
10584
10585     const CharUnits &LHSOffset = LHSValue.getLValueOffset();
10586     const CharUnits &RHSOffset = RHSValue.getLValueOffset();
10587
10588     SubobjectDesignator &LHSDesignator = LHSValue.getLValueDesignator();
10589     SubobjectDesignator &RHSDesignator = RHSValue.getLValueDesignator();
10590
10591     // C++11 [expr.rel]p3:
10592     //   Pointers to void (after pointer conversions) can be compared, with a
10593     //   result defined as follows: If both pointers represent the same
10594     //   address or are both the null pointer value, the result is true if the
10595     //   operator is <= or >= and false otherwise; otherwise the result is
10596     //   unspecified.
10597     // We interpret this as applying to pointers to *cv* void.
10598     if (LHSTy->isVoidPointerType() && LHSOffset != RHSOffset && IsRelational)
10599       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_void_comparison);
10600
10601     // C++11 [expr.rel]p2:
10602     // - If two pointers point to non-static data members of the same object,
10603     //   or to subobjects or array elements fo such members, recursively, the
10604     //   pointer to the later declared member compares greater provided the
10605     //   two members have the same access control and provided their class is
10606     //   not a union.
10607     //   [...]
10608     // - Otherwise pointer comparisons are unspecified.
10609     if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid && IsRelational) {
10610       bool WasArrayIndex;
10611       unsigned Mismatch = FindDesignatorMismatch(
10612           getType(LHSValue.Base), LHSDesignator, RHSDesignator, WasArrayIndex);
10613       // At the point where the designators diverge, the comparison has a
10614       // specified value if:
10615       //  - we are comparing array indices
10616       //  - we are comparing fields of a union, or fields with the same access
10617       // Otherwise, the result is unspecified and thus the comparison is not a
10618       // constant expression.
10619       if (!WasArrayIndex && Mismatch < LHSDesignator.Entries.size() &&
10620           Mismatch < RHSDesignator.Entries.size()) {
10621         const FieldDecl *LF = getAsField(LHSDesignator.Entries[Mismatch]);
10622         const FieldDecl *RF = getAsField(RHSDesignator.Entries[Mismatch]);
10623         if (!LF && !RF)
10624           Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_classes);
10625         else if (!LF)
10626           Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
10627               << getAsBaseClass(LHSDesignator.Entries[Mismatch])
10628               << RF->getParent() << RF;
10629         else if (!RF)
10630           Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
10631               << getAsBaseClass(RHSDesignator.Entries[Mismatch])
10632               << LF->getParent() << LF;
10633         else if (!LF->getParent()->isUnion() &&
10634                  LF->getAccess() != RF->getAccess())
10635           Info.CCEDiag(E,
10636                        diag::note_constexpr_pointer_comparison_differing_access)
10637               << LF << LF->getAccess() << RF << RF->getAccess()
10638               << LF->getParent();
10639       }
10640     }
10641
10642     // The comparison here must be unsigned, and performed with the same
10643     // width as the pointer.
10644     unsigned PtrSize = Info.Ctx.getTypeSize(LHSTy);
10645     uint64_t CompareLHS = LHSOffset.getQuantity();
10646     uint64_t CompareRHS = RHSOffset.getQuantity();
10647     assert(PtrSize <= 64 && "Unexpected pointer width");
10648     uint64_t Mask = ~0ULL >> (64 - PtrSize);
10649     CompareLHS &= Mask;
10650     CompareRHS &= Mask;
10651
10652     // If there is a base and this is a relational operator, we can only
10653     // compare pointers within the object in question; otherwise, the result
10654     // depends on where the object is located in memory.
10655     if (!LHSValue.Base.isNull() && IsRelational) {
10656       QualType BaseTy = getType(LHSValue.Base);
10657       if (BaseTy->isIncompleteType())
10658         return Error(E);
10659       CharUnits Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(BaseTy);
10660       uint64_t OffsetLimit = Size.getQuantity();
10661       if (CompareLHS > OffsetLimit || CompareRHS > OffsetLimit)
10662         return Error(E);
10663     }
10664
10665     if (CompareLHS < CompareRHS)
10666       return Success(CCR::Less, E);
10667     if (CompareLHS > CompareRHS)
10668       return Success(CCR::Greater, E);
10669     return Success(CCR::Equal, E);
10670   }
10671
10672   if (LHSTy->isMemberPointerType()) {
10673     assert(IsEquality && "unexpected member pointer operation");
10674     assert(RHSTy->isMemberPointerType() && "invalid comparison");
10675
10676     MemberPtr LHSValue, RHSValue;
10677
10678     bool LHSOK = EvaluateMemberPointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
10679     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
10680       return false;
10681
10682     if (!EvaluateMemberPointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
10683       return false;
10684
10685     // C++11 [expr.eq]p2:
10686     //   If both operands are null, they compare equal. Otherwise if only one is
10687     //   null, they compare unequal.
10688     if (!LHSValue.getDecl() || !RHSValue.getDecl()) {
10689       bool Equal = !LHSValue.getDecl() && !RHSValue.getDecl();
10690       return Success(Equal ? CCR::Equal : CCR::Nonequal, E);
10691     }
10692
10693     //   Otherwise if either is a pointer to a virtual member function, the
10694     //   result is unspecified.
10695     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(LHSValue.getDecl()))
10696       if (MD->isVirtual())
10697         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
10698     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(RHSValue.getDecl()))
10699       if (MD->isVirtual())
10700         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
10701
10702     //   Otherwise they compare equal if and only if they would refer to the
10703     //   same member of the same most derived object or the same subobject if
10704     //   they were dereferenced with a hypothetical object of the associated
10705     //   class type.
10706     bool Equal = LHSValue == RHSValue;
10707     return Success(Equal ? CCR::Equal : CCR::Nonequal, E);
10708   }
10709
10710   if (LHSTy->isNullPtrType()) {
10711     assert(E->isComparisonOp() && "unexpected nullptr operation");
10712     assert(RHSTy->isNullPtrType() && "missing pointer conversion");
10713     // C++11 [expr.rel]p4, [expr.eq]p3: If two operands of type std::nullptr_t
10714     // are compared, the result is true of the operator is <=, >= or ==, and
10715     // false otherwise.
10716     return Success(CCR::Equal, E);
10717   }
10718
10719   return DoAfter();
10720 }
10721
10722 bool RecordExprEvaluator::VisitBinCmp(const BinaryOperator *E) {
10723   if (!CheckLiteralType(Info, E))
10724     return false;
10725
10726   auto OnSuccess = [&](ComparisonCategoryResult ResKind,
10727                        const BinaryOperator *E) {
10728     // Evaluation succeeded. Lookup the information for the comparison category
10729     // type and fetch the VarDecl for the result.
10730     const ComparisonCategoryInfo &CmpInfo =
10731         Info.Ctx.CompCategories.getInfoForType(E->getType());
10732     const VarDecl *VD =
10733         CmpInfo.getValueInfo(CmpInfo.makeWeakResult(ResKind))->VD;
10734     // Check and evaluate the result as a constant expression.
10735     LValue LV;
10736     LV.set(VD);
10737     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), LV, Result))
10738       return false;
10739     return CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), E->getType(), Result);
10740   };
10741   return EvaluateComparisonBinaryOperator(Info, E, OnSuccess, [&]() {
10742     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinCmp(E);
10743   });
10744 }
10745
10746 bool IntExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
10747   // We don't call noteFailure immediately because the assignment happens after
10748   // we evaluate LHS and RHS.
10749   if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure() && E->isAssignmentOp())
10750     return Error(E);
10751
10752   DelayedNoteFailureRAII MaybeNoteFailureLater(Info, E->isAssignmentOp());
10753   if (DataRecursiveIntBinOpEvaluator::shouldEnqueue(E))
10754     return DataRecursiveIntBinOpEvaluator(*this, Result).Traverse(E);
10755
10756   assert((!E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() ||
10757           !E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType()) &&
10758          "DataRecursiveIntBinOpEvaluator should have handled integral types");
10759
10760   if (E->isComparisonOp()) {
10761     // Evaluate builtin binary comparisons by evaluating them as C++2a three-way
10762     // comparisons and then translating the result.
10763     auto OnSuccess = [&](ComparisonCategoryResult ResKind,
10764                          const BinaryOperator *E) {
10765       using CCR = ComparisonCategoryResult;
10766       bool IsEqual   = ResKind == CCR::Equal,
10767            IsLess    = ResKind == CCR::Less,
10768            IsGreater = ResKind == CCR::Greater;
10769       auto Op = E->getOpcode();
10770       switch (Op) {
10771       default:
10772         llvm_unreachable("unsupported binary operator");
10773       case BO_EQ:
10774       case BO_NE:
10775         return Success(IsEqual == (Op == BO_EQ), E);
10776       case BO_LT: return Success(IsLess, E);
10777       case BO_GT: return Success(IsGreater, E);
10778       case BO_LE: return Success(IsEqual || IsLess, E);
10779       case BO_GE: return Success(IsEqual || IsGreater, E);
10780       }
10781     };
10782     return EvaluateComparisonBinaryOperator(Info, E, OnSuccess, [&]() {
10783       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
10784     });
10785   }
10786
10787   QualType LHSTy = E->getLHS()->getType();
10788   QualType RHSTy = E->getRHS()->getType();
10789
10790   if (LHSTy->isPointerType() && RHSTy->isPointerType() &&
10791       E->getOpcode() == BO_Sub) {
10792     LValue LHSValue, RHSValue;
10793
10794     bool LHSOK = EvaluatePointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
10795     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
10796       return false;
10797
10798     if (!EvaluatePointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
10799       return false;
10800
10801     // Reject differing bases from the normal codepath; we special-case
10802     // comparisons to null.
10803     if (!HasSameBase(LHSValue, RHSValue)) {
10804       // Handle &&A - &&B.
10805       if (!LHSValue.Offset.isZero() || !RHSValue.Offset.isZero())
10806         return Error(E);
10807       const Expr *LHSExpr = LHSValue.Base.dyn_cast<const Expr *>();
10808       const Expr *RHSExpr = RHSValue.Base.dyn_cast<const Expr *>();
10809       if (!LHSExpr || !RHSExpr)
10810         return Error(E);
10811       const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
10812       const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
10813       if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
10814         return Error(E);
10815       // Make sure both labels come from the same function.
10816       if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
10817           RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
10818         return Error(E);
10819       return Success(APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr), E);
10820     }
10821     const CharUnits &LHSOffset = LHSValue.getLValueOffset();
10822     const CharUnits &RHSOffset = RHSValue.getLValueOffset();
10823
10824     SubobjectDesignator &LHSDesignator = LHSValue.getLValueDesignator();
10825     SubobjectDesignator &RHSDesignator = RHSValue.getLValueDesignator();
10826
10827     // C++11 [expr.add]p6:
10828     //   Unless both pointers point to elements of the same array object, or
10829     //   one past the last element of the array object, the behavior is
10830     //   undefined.
10831     if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
10832         !AreElementsOfSameArray(getType(LHSValue.Base), LHSDesignator,
10833                                 RHSDesignator))
10834       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_not_same_array);
10835
10836     QualType Type = E->getLHS()->getType();
10837     QualType ElementType = Type->getAs<PointerType>()->getPointeeType();
10838
10839     CharUnits ElementSize;
10840     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), ElementType, ElementSize))
10841       return false;
10842
10843     // As an extension, a type may have zero size (empty struct or union in
10844     // C, array of zero length). Pointer subtraction in such cases has
10845     // undefined behavior, so is not constant.
10846     if (ElementSize.isZero()) {
10847       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_zero_size)
10848           << ElementType;
10849       return false;
10850     }
10851
10852     // FIXME: LLVM and GCC both compute LHSOffset - RHSOffset at runtime,
10853     // and produce incorrect results when it overflows. Such behavior
10854     // appears to be non-conforming, but is common, so perhaps we should
10855     // assume the standard intended for such cases to be undefined behavior
10856     // and check for them.
10857
10858     // Compute (LHSOffset - RHSOffset) / Size carefully, checking for
10859     // overflow in the final conversion to ptrdiff_t.
10860     APSInt LHS(llvm::APInt(65, (int64_t)LHSOffset.getQuantity(), true), false);
10861     APSInt RHS(llvm::APInt(65, (int64_t)RHSOffset.getQuantity(), true), false);
10862     APSInt ElemSize(llvm::APInt(65, (int64_t)ElementSize.getQuantity(), true),
10863                     false);
10864     APSInt TrueResult = (LHS - RHS) / ElemSize;
10865     APSInt Result = TrueResult.trunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
10866
10867     if (Result.extend(65) != TrueResult &&
10868         !HandleOverflow(Info, E, TrueResult, E->getType()))
10869       return false;
10870     return Success(Result, E);
10871   }
10872
10873   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
10874 }
10875
10876 /// VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr - Evaluate a sizeof, alignof or vec_step with
10877 /// a result as the expression's type.
10878 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(
10879                                     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E) {
10880   switch(E->getKind()) {
10881   case UETT_PreferredAlignOf:
10882   case UETT_AlignOf: {
10883     if (E->isArgumentType())
10884       return Success(GetAlignOfType(Info, E->getArgumentType(), E->getKind()),
10885                      E);
10886     else
10887       return Success(GetAlignOfExpr(Info, E->getArgumentExpr(), E->getKind()),
10888                      E);
10889   }
10890
10891   case UETT_VecStep: {
10892     QualType Ty = E->getTypeOfArgument();
10893
10894     if (Ty->isVectorType()) {
10895       unsigned n = Ty->castAs<VectorType>()->getNumElements();
10896
10897       // The vec_step built-in functions that take a 3-component
10898       // vector return 4. (OpenCL 1.1 spec 6.11.12)
10899       if (n == 3)
10900         n = 4;
10901
10902       return Success(n, E);
10903     } else
10904       return Success(1, E);
10905   }
10906
10907   case UETT_SizeOf: {
10908     QualType SrcTy = E->getTypeOfArgument();
10909     // C++ [expr.sizeof]p2: "When applied to a reference or a reference type,
10910     //   the result is the size of the referenced type."
10911     if (const ReferenceType *Ref = SrcTy->getAs<ReferenceType>())
10912       SrcTy = Ref->getPointeeType();
10913
10914     CharUnits Sizeof;
10915     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), SrcTy, Sizeof))
10916       return false;
10917     return Success(Sizeof, E);
10918   }
10919   case UETT_OpenMPRequiredSimdAlign:
10920     assert(E->isArgumentType());
10921     return Success(
10922         Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
10923                     Info.Ctx.getOpenMPDefaultSimdAlign(E->getArgumentType()))
10924             .getQuantity(),
10925         E);
10926   }
10927
10928   llvm_unreachable("unknown expr/type trait");
10929 }
10930
10931 bool IntExprEvaluator::VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *OOE) {
10932   CharUnits Result;
10933   unsigned n = OOE->getNumComponents();
10934   if (n == 0)
10935     return Error(OOE);
10936   QualType CurrentType = OOE->getTypeSourceInfo()->getType();
10937   for (unsigned i = 0; i != n; ++i) {
10938     OffsetOfNode ON = OOE->getComponent(i);
10939     switch (ON.getKind()) {
10940     case OffsetOfNode::Array: {
10941       const Expr *Idx = OOE->getIndexExpr(ON.getArrayExprIndex());
10942       APSInt IdxResult;
10943       if (!EvaluateInteger(Idx, IdxResult, Info))
10944         return false;
10945       const ArrayType *AT = Info.Ctx.getAsArrayType(CurrentType);
10946       if (!AT)
10947         return Error(OOE);
10948       CurrentType = AT->getElementType();
10949       CharUnits ElementSize = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(CurrentType);
10950       Result += IdxResult.getSExtValue() * ElementSize;
10951       break;
10952     }
10953
10954     case OffsetOfNode::Field: {
10955       FieldDecl *MemberDecl = ON.getField();
10956       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
10957       if (!RT)
10958         return Error(OOE);
10959       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
10960       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
10961       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
10962       unsigned i = MemberDecl->getFieldIndex();
10963       assert(i < RL.getFieldCount() && "offsetof field in wrong type");
10964       Result += Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL.getFieldOffset(i));
10965       CurrentType = MemberDecl->getType().getNonReferenceType();
10966       break;
10967     }
10968
10969     case OffsetOfNode::Identifier:
10970       llvm_unreachable("dependent __builtin_offsetof");
10971
10972     case OffsetOfNode::Base: {
10973       CXXBaseSpecifier *BaseSpec = ON.getBase();
10974       if (BaseSpec->isVirtual())
10975         return Error(OOE);
10976
10977       // Find the layout of the class whose base we are looking into.
10978       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
10979       if (!RT)
10980         return Error(OOE);
10981       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
10982       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
10983       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
10984
10985       // Find the base class itself.
10986       CurrentType = BaseSpec->getType();
10987       const RecordType *BaseRT = CurrentType->getAs<RecordType>();
10988       if (!BaseRT)
10989         return Error(OOE);
10990
10991       // Add the offset to the base.
10992       Result += RL.getBaseClassOffset(cast<CXXRecordDecl>(BaseRT->getDecl()));
10993       break;
10994     }
10995     }
10996   }
10997   return Success(Result, OOE);
10998 }
10999
11000 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
11001   switch (E->getOpcode()) {
11002   default:
11003     // Address, indirect, pre/post inc/dec, etc are not valid constant exprs.
11004     // See C99 6.6p3.
11005     return Error(E);
11006   case UO_Extension:
11007     // FIXME: Should extension allow i-c-e extension expressions in its scope?
11008     // If so, we could clear the diagnostic ID.
11009     return Visit(E->getSubExpr());
11010   case UO_Plus:
11011     // The result is just the value.
11012     return Visit(E->getSubExpr());
11013   case UO_Minus: {
11014     if (!Visit(E->getSubExpr()))
11015       return false;
11016     if (!Result.isInt()) return Error(E);
11017     const APSInt &Value = Result.getInt();
11018     if (Value.isSigned() && Value.isMinSignedValue() && E->canOverflow() &&
11019         !HandleOverflow(Info, E, -Value.extend(Value.getBitWidth() + 1),
11020                         E->getType()))
11021       return false;
11022     return Success(-Value, E);
11023   }
11024   case UO_Not: {
11025     if (!Visit(E->getSubExpr()))
11026       return false;
11027     if (!Result.isInt()) return Error(E);
11028     return Success(~Result.getInt(), E);
11029   }
11030   case UO_LNot: {
11031     bool bres;
11032     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getSubExpr(), bres, Info))
11033       return false;
11034     return Success(!bres, E);
11035   }
11036   }
11037 }
11038
11039 /// HandleCast - This is used to evaluate implicit or explicit casts where the
11040 /// result type is integer.
11041 bool IntExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
11042   const Expr *SubExpr = E->getSubExpr();
11043   QualType DestType = E->getType();
11044   QualType SrcType = SubExpr->getType();
11045
11046   switch (E->getCastKind()) {
11047   case CK_BaseToDerived:
11048   case CK_DerivedToBase:
11049   case CK_UncheckedDerivedToBase:
11050   case CK_Dynamic:
11051   case CK_ToUnion:
11052   case CK_ArrayToPointerDecay:
11053   case CK_FunctionToPointerDecay:
11054   case CK_NullToPointer:
11055   case CK_NullToMemberPointer:
11056   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
11057   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
11058   case CK_ReinterpretMemberPointer:
11059   case CK_ConstructorConversion:
11060   case CK_IntegralToPointer:
11061   case CK_ToVoid:
11062   case CK_VectorSplat:
11063   case CK_IntegralToFloating:
11064   case CK_FloatingCast:
11065   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
11066   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
11067   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
11068   case CK_ObjCObjectLValueCast:
11069   case CK_FloatingRealToComplex:
11070   case CK_FloatingComplexToReal:
11071   case CK_FloatingComplexCast:
11072   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex:
11073   case CK_IntegralRealToComplex:
11074   case CK_IntegralComplexCast:
11075   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex:
11076   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
11077   case CK_ZeroToOCLOpaqueType:
11078   case CK_NonAtomicToAtomic:
11079   case CK_AddressSpaceConversion:
11080   case CK_IntToOCLSampler:
11081   case CK_FixedPointCast:
11082   case CK_IntegralToFixedPoint:
11083     llvm_unreachable("invalid cast kind for integral value");
11084
11085   case CK_BitCast:
11086   case CK_Dependent:
11087   case CK_LValueBitCast:
11088   case CK_ARCProduceObject:
11089   case CK_ARCConsumeObject:
11090   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
11091   case CK_ARCExtendBlockObject:
11092   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
11093     return Error(E);
11094
11095   case CK_UserDefinedConversion:
11096   case CK_LValueToRValue:
11097   case CK_AtomicToNonAtomic:
11098   case CK_NoOp:
11099   case CK_LValueToRValueBitCast:
11100     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
11101
11102   case CK_MemberPointerToBoolean:
11103   case CK_PointerToBoolean:
11104   case CK_IntegralToBoolean:
11105   case CK_FloatingToBoolean:
11106   case CK_BooleanToSignedIntegral:
11107   case CK_FloatingComplexToBoolean:
11108   case CK_IntegralComplexToBoolean: {
11109     bool BoolResult;
11110     if (!EvaluateAsBooleanCondition(SubExpr, BoolResult, Info))
11111       return false;
11112     uint64_t IntResult = BoolResult;
11113     if (BoolResult && E->getCastKind() == CK_BooleanToSignedIntegral)
11114       IntResult = (uint64_t)-1;
11115     return Success(IntResult, E);
11116   }
11117
11118   case CK_FixedPointToIntegral: {
11119     APFixedPoint Src(Info.Ctx.getFixedPointSemantics(SrcType));
11120     if (!EvaluateFixedPoint(SubExpr, Src, Info))
11121       return false;
11122     bool Overflowed;
11123     llvm::APSInt Result = Src.convertToInt(
11124         Info.Ctx.getIntWidth(DestType),
11125         DestType->isSignedIntegerOrEnumerationType(), &Overflowed);
11126     if (Overflowed && !HandleOverflow(Info, E, Result, DestType))
11127       return false;
11128     return Success(Result, E);
11129   }
11130
11131   case CK_FixedPointToBoolean: {
11132     // Unsigned padding does not affect this.
11133     APValue Val;
11134     if (!Evaluate(Val, Info, SubExpr))
11135       return false;
11136     return Success(Val.getFixedPoint().getBoolValue(), E);
11137   }
11138
11139   case CK_IntegralCast: {
11140     if (!Visit(SubExpr))
11141       return false;
11142
11143     if (!Result.isInt()) {
11144       // Allow casts of address-of-label differences if they are no-ops
11145       // or narrowing.  (The narrowing case isn't actually guaranteed to
11146       // be constant-evaluatable except in some narrow cases which are hard
11147       // to detect here.  We let it through on the assumption the user knows
11148       // what they are doing.)
11149       if (Result.isAddrLabelDiff())
11150         return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) <= Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
11151       // Only allow casts of lvalues if they are lossless.
11152       return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) == Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
11153     }
11154
11155     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType,
11156                                       Result.getInt()), E);
11157   }
11158
11159   case CK_PointerToIntegral: {
11160     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
11161
11162     LValue LV;
11163     if (!EvaluatePointer(SubExpr, LV, Info))
11164       return false;
11165
11166     if (LV.getLValueBase()) {
11167       // Only allow based lvalue casts if they are lossless.
11168       // FIXME: Allow a larger integer size than the pointer size, and allow
11169       // narrowing back down to pointer width in subsequent integral casts.
11170       // FIXME: Check integer type's active bits, not its type size.
11171       if (Info.Ctx.getTypeSize(DestType) != Info.Ctx.getTypeSize(SrcType))
11172         return Error(E);
11173
11174       LV.Designator.setInvalid();
11175       LV.moveInto(Result);
11176       return true;
11177     }
11178
11179     APSInt AsInt;
11180     APValue V;
11181     LV.moveInto(V);
11182     if (!V.toIntegralConstant(AsInt, SrcType, Info.Ctx))
11183       llvm_unreachable("Can't cast this!");
11184
11185     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType, AsInt), E);
11186   }
11187
11188   case CK_IntegralComplexToReal: {
11189     ComplexValue C;
11190     if (!EvaluateComplex(SubExpr, C, Info))
11191       return false;
11192     return Success(C.getComplexIntReal(), E);
11193   }
11194
11195   case CK_FloatingToIntegral: {
11196     APFloat F(0.0);
11197     if (!EvaluateFloat(SubExpr, F, Info))
11198       return false;
11199
11200     APSInt Value;
11201     if (!HandleFloatToIntCast(Info, E, SrcType, F, DestType, Value))
11202       return false;
11203     return Success(Value, E);
11204   }
11205   }
11206
11207   llvm_unreachable("unknown cast resulting in integral value");
11208 }
11209
11210 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
11211   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
11212     ComplexValue LV;
11213     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
11214       return false;
11215     if (!LV.isComplexInt())
11216       return Error(E);
11217     return Success(LV.getComplexIntReal(), E);
11218   }
11219
11220   return Visit(E->getSubExpr());
11221 }
11222
11223 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
11224   if (E->getSubExpr()->getType()->isComplexIntegerType()) {
11225     ComplexValue LV;
11226     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
11227       return false;
11228     if (!LV.isComplexInt())
11229       return Error(E);
11230     return Success(LV.getComplexIntImag(), E);
11231   }
11232
11233   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
11234   return Success(0, E);
11235 }
11236
11237 bool IntExprEvaluator::VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E) {
11238   return Success(E->getPackLength(), E);
11239 }
11240
11241 bool IntExprEvaluator::VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E) {
11242   return Success(E->getValue(), E);
11243 }
11244
11245 bool FixedPointExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
11246   switch (E->getOpcode()) {
11247     default:
11248       // Invalid unary operators
11249       return Error(E);
11250     case UO_Plus:
11251       // The result is just the value.
11252       return Visit(E->getSubExpr());
11253     case UO_Minus: {
11254       if (!Visit(E->getSubExpr())) return false;
11255       if (!Result.isFixedPoint())
11256         return Error(E);
11257       bool Overflowed;
11258       APFixedPoint Negated = Result.getFixedPoint().negate(&Overflowed);
11259       if (Overflowed && !HandleOverflow(Info, E, Negated, E->getType()))
11260         return false;
11261       return Success(Negated, E);
11262     }
11263     case UO_LNot: {
11264       bool bres;
11265       if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getSubExpr(), bres, Info))
11266         return false;
11267       return Success(!bres, E);
11268     }
11269   }
11270 }
11271
11272 bool FixedPointExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
11273   const Expr *SubExpr = E->getSubExpr();
11274   QualType DestType = E->getType();
11275   assert(DestType->isFixedPointType() &&
11276          "Expected destination type to be a fixed point type");
11277   auto DestFXSema = Info.Ctx.getFixedPointSemantics(DestType);
11278
11279   switch (E->getCastKind()) {
11280   case CK_FixedPointCast: {
11281     APFixedPoint Src(Info.Ctx.getFixedPointSemantics(SubExpr->getType()));
11282     if (!EvaluateFixedPoint(SubExpr, Src, Info))
11283       return false;
11284     bool Overflowed;
11285     APFixedPoint Result = Src.convert(DestFXSema, &Overflowed);
11286     if (Overflowed && !HandleOverflow(Info, E, Result, DestType))
11287       return false;
11288     return Success(Result, E);
11289   }
11290   case CK_IntegralToFixedPoint: {
11291     APSInt Src;
11292     if (!EvaluateInteger(SubExpr, Src, Info))
11293       return false;
11294
11295     bool Overflowed;
11296     APFixedPoint IntResult = APFixedPoint::getFromIntValue(
11297         Src, Info.Ctx.getFixedPointSemantics(DestType), &Overflowed);
11298
11299     if (Overflowed && !HandleOverflow(Info, E, IntResult, DestType))
11300       return false;
11301
11302     return Success(IntResult, E);
11303   }
11304   case CK_NoOp:
11305   case CK_LValueToRValue:
11306     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
11307   default:
11308     return Error(E);
11309   }
11310 }
11311
11312 bool FixedPointExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
11313   const Expr *LHS = E->getLHS();
11314   const Expr *RHS = E->getRHS();
11315   FixedPointSemantics ResultFXSema =
11316       Info.Ctx.getFixedPointSemantics(E->getType());
11317
11318   APFixedPoint LHSFX(Info.Ctx.getFixedPointSemantics(LHS->getType()));
11319   if (!EvaluateFixedPointOrInteger(LHS, LHSFX, Info))
11320     return false;
11321   APFixedPoint RHSFX(Info.Ctx.getFixedPointSemantics(RHS->getType()));
11322   if (!EvaluateFixedPointOrInteger(RHS, RHSFX, Info))
11323     return false;
11324
11325   switch (E->getOpcode()) {
11326   case BO_Add: {
11327     bool AddOverflow, ConversionOverflow;
11328     APFixedPoint Result = LHSFX.add(RHSFX, &AddOverflow)
11329                               .convert(ResultFXSema, &ConversionOverflow);
11330     if ((AddOverflow || ConversionOverflow) &&
11331         !HandleOverflow(Info, E, Result, E->getType()))
11332       return false;
11333     return Success(Result, E);
11334   }
11335   default:
11336     return false;
11337   }
11338   llvm_unreachable("Should've exited before this");
11339 }
11340
11341 //===----------------------------------------------------------------------===//
11342 // Float Evaluation
11343 //===----------------------------------------------------------------------===//
11344
11345 namespace {
11346 class FloatExprEvaluator
11347   : public ExprEvaluatorBase<FloatExprEvaluator> {
11348   APFloat &Result;
11349 public:
11350   FloatExprEvaluator(EvalInfo &info, APFloat &result)
11351     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
11352
11353   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
11354     Result = V.getFloat();
11355     return true;
11356   }
11357
11358   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
11359     Result = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType()));
11360     return true;
11361   }
11362
11363   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
11364
11365   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
11366   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
11367   bool VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E);
11368   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
11369
11370   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
11371   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
11372
11373   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
11374 };
11375 } // end anonymous namespace
11376
11377 static bool EvaluateFloat(const Expr* E, APFloat& Result, EvalInfo &Info) {
11378   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRealFloatingType());
11379   return FloatExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
11380 }
11381
11382 static bool TryEvaluateBuiltinNaN(const ASTContext &Context,
11383                                   QualType ResultTy,
11384                                   const Expr *Arg,
11385                                   bool SNaN,
11386                                   llvm::APFloat &Result) {
11387   const StringLiteral *S = dyn_cast<StringLiteral>(Arg->IgnoreParenCasts());
11388   if (!S) return false;
11389
11390   const llvm::fltSemantics &Sem = Context.getFloatTypeSemantics(ResultTy);
11391
11392   llvm::APInt fill;
11393
11394   // Treat empty strings as if they were zero.
11395   if (S->getString().empty())
11396     fill = llvm::APInt(32, 0);
11397   else if (S->getString().getAsInteger(0, fill))
11398     return false;
11399
11400   if (Context.getTargetInfo().isNan2008()) {
11401     if (SNaN)
11402       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
11403     else
11404       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
11405   } else {
11406     // Prior to IEEE 754-2008, architectures were allowed to choose whether
11407     // the first bit of their significand was set for qNaN or sNaN. MIPS chose
11408     // a different encoding to what became a standard in 2008, and for pre-
11409     // 2008 revisions, MIPS interpreted sNaN-2008 as qNan and qNaN-2008 as
11410     // sNaN. This is now known as "legacy NaN" encoding.
11411     if (SNaN)
11412       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
11413     else
11414       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
11415   }
11416
11417   return true;
11418 }
11419
11420 bool FloatExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
11421   switch (E->getBuiltinCallee()) {
11422   default:
11423     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
11424
11425   case Builtin::BI__builtin_huge_val:
11426   case Builtin::BI__builtin_huge_valf:
11427   case Builtin::BI__builtin_huge_vall:
11428   case Builtin::BI__builtin_huge_valf128:
11429   case Builtin::BI__builtin_inf:
11430   case Builtin::BI__builtin_inff:
11431   case Builtin::BI__builtin_infl:
11432   case Builtin::BI__builtin_inff128: {
11433     const llvm::fltSemantics &Sem =
11434       Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
11435     Result = llvm::APFloat::getInf(Sem);
11436     return true;
11437   }
11438
11439   case Builtin::BI__builtin_nans:
11440   case Builtin::BI__builtin_nansf:
11441   case Builtin::BI__builtin_nansl:
11442   case Builtin::BI__builtin_nansf128:
11443     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
11444                                true, Result))
11445       return Error(E);
11446     return true;
11447
11448   case Builtin::BI__builtin_nan:
11449   case Builtin::BI__builtin_nanf:
11450   case Builtin::BI__builtin_nanl:
11451   case Builtin::BI__builtin_nanf128:
11452     // If this is __builtin_nan() turn this into a nan, otherwise we
11453     // can't constant fold it.
11454     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
11455                                false, Result))
11456       return Error(E);
11457     return true;
11458
11459   case Builtin::BI__builtin_fabs:
11460   case Builtin::BI__builtin_fabsf:
11461   case Builtin::BI__builtin_fabsl:
11462   case Builtin::BI__builtin_fabsf128:
11463     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info))
11464       return false;
11465
11466     if (Result.isNegative())
11467       Result.changeSign();
11468     return true;
11469
11470   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powi
11471   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powif
11472   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powil
11473
11474   case Builtin::BI__builtin_copysign:
11475   case Builtin::BI__builtin_copysignf:
11476   case Builtin::BI__builtin_copysignl:
11477   case Builtin::BI__builtin_copysignf128: {
11478     APFloat RHS(0.);
11479     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info) ||
11480         !EvaluateFloat(E->getArg(1), RHS, Info))
11481       return false;
11482     Result.copySign(RHS);
11483     return true;
11484   }
11485   }
11486 }
11487
11488 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
11489   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
11490     ComplexValue CV;
11491     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
11492       return false;
11493     Result = CV.FloatReal;
11494     return true;
11495   }
11496
11497   return Visit(E->getSubExpr());
11498 }
11499
11500 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
11501   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
11502     ComplexValue CV;
11503     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
11504       return false;
11505     Result = CV.FloatImag;
11506     return true;
11507   }
11508
11509   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
11510   const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
11511   Result = llvm::APFloat::getZero(Sem);
11512   return true;
11513 }
11514
11515 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
11516   switch (E->getOpcode()) {
11517   default: return Error(E);
11518   case UO_Plus:
11519     return EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info);
11520   case UO_Minus:
11521     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info))
11522       return false;
11523     Result.changeSign();
11524     return true;
11525   }
11526 }
11527
11528 bool FloatExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
11529   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
11530     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
11531
11532   APFloat RHS(0.0);
11533   bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Result, Info);
11534   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
11535     return false;
11536   return EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info) && LHSOK &&
11537          handleFloatFloatBinOp(Info, E, Result, E->getOpcode(), RHS);
11538 }
11539
11540 bool FloatExprEvaluator::VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E) {
11541   Result = E->getValue();
11542   return true;
11543 }
11544
11545 bool FloatExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
11546   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
11547
11548   switch (E->getCastKind()) {
11549   default:
11550     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
11551
11552   case CK_IntegralToFloating: {
11553     APSInt IntResult;
11554     return EvaluateInteger(SubExpr, IntResult, Info) &&
11555            HandleIntToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), IntResult,
11556                                 E->getType(), Result);
11557   }
11558
11559   case CK_FloatingCast: {
11560     if (!Visit(SubExpr))
11561       return false;
11562     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), E->getType(),
11563                                   Result);
11564   }
11565
11566   case CK_FloatingComplexToReal: {
11567     ComplexValue V;
11568     if (!EvaluateComplex(SubExpr, V, Info))
11569       return false;
11570     Result = V.getComplexFloatReal();
11571     return true;
11572   }
11573   }
11574 }
11575
11576 //===----------------------------------------------------------------------===//
11577 // Complex Evaluation (for float and integer)
11578 //===----------------------------------------------------------------------===//
11579
11580 namespace {
11581 class ComplexExprEvaluator
11582   : public ExprEvaluatorBase<ComplexExprEvaluator> {
11583   ComplexValue &Result;
11584
11585 public:
11586   ComplexExprEvaluator(EvalInfo &info, ComplexValue &Result)
11587     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
11588
11589   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
11590     Result.setFrom(V);
11591     return true;
11592   }
11593
11594   bool ZeroInitialization(const Expr *E);
11595
11596   //===--------------------------------------------------------------------===//
11597   //                            Visitor Methods
11598   //===--------------------------------------------------------------------===//
11599
11600   bool VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E);
11601   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
11602   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
11603   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
11604   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
11605 };
11606 } // end anonymous namespace
11607
11608 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Result,
11609                             EvalInfo &Info) {
11610   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAnyComplexType());
11611   return ComplexExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
11612 }
11613
11614 bool ComplexExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
11615   QualType ElemTy = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
11616   if (ElemTy->isRealFloatingType()) {
11617     Result.makeComplexFloat();
11618     APFloat Zero = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(ElemTy));
11619     Result.FloatReal = Zero;
11620     Result.FloatImag = Zero;
11621   } else {
11622     Result.makeComplexInt();
11623     APSInt Zero = Info.Ctx.MakeIntValue(0, ElemTy);
11624     Result.IntReal = Zero;
11625     Result.IntImag = Zero;
11626   }
11627   return true;
11628 }
11629
11630 bool ComplexExprEvaluator::VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E) {
11631   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
11632
11633   if (SubExpr->getType()->isRealFloatingType()) {
11634     Result.makeComplexFloat();
11635     APFloat &Imag = Result.FloatImag;
11636     if (!EvaluateFloat(SubExpr, Imag, Info))
11637       return false;
11638
11639     Result.FloatReal = APFloat(Imag.getSemantics());
11640     return true;
11641   } else {
11642     assert(SubExpr->getType()->isIntegerType() &&
11643            "Unexpected imaginary literal.");
11644
11645     Result.makeComplexInt();
11646     APSInt &Imag = Result.IntImag;
11647     if (!EvaluateInteger(SubExpr, Imag, Info))
11648       return false;
11649
11650     Result.IntReal = APSInt(Imag.getBitWidth(), !Imag.isSigned());
11651     return true;
11652   }
11653 }
11654
11655 bool ComplexExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
11656
11657   switch (E->getCastKind()) {
11658   case CK_BitCast:
11659   case CK_BaseToDerived:
11660   case CK_DerivedToBase:
11661   case CK_UncheckedDerivedToBase:
11662   case CK_Dynamic:
11663   case CK_ToUnion:
11664   case CK_ArrayToPointerDecay:
11665   case CK_FunctionToPointerDecay:
11666   case CK_NullToPointer:
11667   case CK_NullToMemberPointer:
11668   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
11669   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
11670   case CK_MemberPointerToBoolean:
11671   case CK_ReinterpretMemberPointer:
11672   case CK_ConstructorConversion:
11673   case CK_IntegralToPointer:
11674   case CK_PointerToIntegral:
11675   case CK_PointerToBoolean:
11676   case CK_ToVoid:
11677   case CK_VectorSplat:
11678   case CK_IntegralCast:
11679   case CK_BooleanToSignedIntegral:
11680   case CK_IntegralToBoolean:
11681   case CK_IntegralToFloating:
11682   case CK_FloatingToIntegral:
11683   case CK_FloatingToBoolean:
11684   case CK_FloatingCast:
11685   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
11686   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
11687   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
11688   case CK_ObjCObjectLValueCast:
11689   case CK_FloatingComplexToReal:
11690   case CK_FloatingComplexToBoolean:
11691   case CK_IntegralComplexToReal:
11692   case CK_IntegralComplexToBoolean:
11693   case CK_ARCProduceObject:
11694   case CK_ARCConsumeObject:
11695   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
11696   case CK_ARCExtendBlockObject:
11697   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
11698   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
11699   case CK_ZeroToOCLOpaqueType:
11700   case CK_NonAtomicToAtomic:
11701   case CK_AddressSpaceConversion:
11702   case CK_IntToOCLSampler:
11703   case CK_FixedPointCast:
11704   case CK_FixedPointToBoolean:
11705   case CK_FixedPointToIntegral:
11706   case CK_IntegralToFixedPoint:
11707     llvm_unreachable("invalid cast kind for complex value");
11708
11709   case CK_LValueToRValue:
11710   case CK_AtomicToNonAtomic:
11711   case CK_NoOp:
11712   case CK_LValueToRValueBitCast:
11713     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
11714
11715   case CK_Dependent:
11716   case CK_LValueBitCast:
11717   case CK_UserDefinedConversion:
11718     return Error(E);
11719
11720   case CK_FloatingRealToComplex: {
11721     APFloat &Real = Result.FloatReal;
11722     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Real, Info))
11723       return false;
11724
11725     Result.makeComplexFloat();
11726     Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
11727     return true;
11728   }
11729
11730   case CK_FloatingComplexCast: {
11731     if (!Visit(E->getSubExpr()))
11732       return false;
11733
11734     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
11735     QualType From
11736       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
11737
11738     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatReal) &&
11739            HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatImag);
11740   }
11741
11742   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex: {
11743     if (!Visit(E->getSubExpr()))
11744       return false;
11745
11746     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
11747     QualType From
11748       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
11749     Result.makeComplexInt();
11750     return HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatReal,
11751                                 To, Result.IntReal) &&
11752            HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatImag,
11753                                 To, Result.IntImag);
11754   }
11755
11756   case CK_IntegralRealToComplex: {
11757     APSInt &Real = Result.IntReal;
11758     if (!EvaluateInteger(E->getSubExpr(), Real, Info))
11759       return false;
11760
11761     Result.makeComplexInt();
11762     Result.IntImag = APSInt(Real.getBitWidth(), !Real.isSigned());
11763     return true;
11764   }
11765
11766   case CK_IntegralComplexCast: {
11767     if (!Visit(E->getSubExpr()))
11768       return false;
11769
11770     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
11771     QualType From
11772       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
11773
11774     Result.IntReal = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntReal);
11775     Result.IntImag = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntImag);
11776     return true;
11777   }
11778
11779   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex: {
11780     if (!Visit(E->getSubExpr()))
11781       return false;
11782
11783     QualType To = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
11784     QualType From
11785       = E->getSubExpr()->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
11786     Result.makeComplexFloat();
11787     return HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntReal,
11788                                 To, Result.FloatReal) &&
11789            HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntImag,
11790                                 To, Result.FloatImag);
11791   }
11792   }
11793
11794   llvm_unreachable("unknown cast resulting in complex value");
11795 }
11796
11797 bool ComplexExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
11798   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
11799     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
11800
11801   // Track whether the LHS or RHS is real at the type system level. When this is
11802   // the case we can simplify our evaluation strategy.
11803   bool LHSReal = false, RHSReal = false;
11804
11805   bool LHSOK;
11806   if (E->getLHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
11807     LHSReal = true;
11808     APFloat &Real = Result.FloatReal;
11809     LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Real, Info);
11810     if (LHSOK) {
11811       Result.makeComplexFloat();
11812       Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
11813     }
11814   } else {
11815     LHSOK = Visit(E->getLHS());
11816   }
11817   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
11818     return false;
11819
11820   ComplexValue RHS;
11821   if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
11822     RHSReal = true;
11823     APFloat &Real = RHS.FloatReal;
11824     if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), Real, Info) || !LHSOK)
11825       return false;
11826     RHS.makeComplexFloat();
11827     RHS.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
11828   } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
11829     return false;
11830
11831   assert(!(LHSReal && RHSReal) &&
11832          "Cannot have both operands of a complex operation be real.");
11833   switch (E->getOpcode()) {
11834   default: return Error(E);
11835   case BO_Add:
11836     if (Result.isComplexFloat()) {
11837       Result.getComplexFloatReal().add(RHS.getComplexFloatReal(),
11838                                        APFloat::rmNearestTiesToEven);
11839       if (LHSReal)
11840         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
11841       else if (!RHSReal)
11842         Result.getComplexFloatImag().add(RHS.getComplexFloatImag(),
11843                                          APFloat::rmNearestTiesToEven);
11844     } else {
11845       Result.getComplexIntReal() += RHS.getComplexIntReal();
11846       Result.getComplexIntImag() += RHS.getComplexIntImag();
11847     }
11848     break;
11849   case BO_Sub:
11850     if (Result.isComplexFloat()) {
11851       Result.getComplexFloatReal().subtract(RHS.getComplexFloatReal(),
11852                                             APFloat::rmNearestTiesToEven);
11853       if (LHSReal) {
11854         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
11855         Result.getComplexFloatImag().changeSign();
11856       } else if (!RHSReal) {
11857         Result.getComplexFloatImag().subtract(RHS.getComplexFloatImag(),
11858                                               APFloat::rmNearestTiesToEven);
11859       }
11860     } else {
11861       Result.getComplexIntReal() -= RHS.getComplexIntReal();
11862       Result.getComplexIntImag() -= RHS.getComplexIntImag();
11863     }
11864     break;
11865   case BO_Mul:
11866     if (Result.isComplexFloat()) {
11867       // This is an implementation of complex multiplication according to the
11868       // constraints laid out in C11 Annex G. The implementation uses the
11869       // following naming scheme:
11870       //   (a + ib) * (c + id)
11871       ComplexValue LHS = Result;
11872       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
11873       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
11874       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
11875       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
11876       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
11877       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
11878       if (LHSReal) {
11879         assert(!RHSReal && "Cannot have two real operands for a complex op!");
11880         ResR = A * C;
11881         ResI = A * D;
11882       } else if (RHSReal) {
11883         ResR = C * A;
11884         ResI = C * B;
11885       } else {
11886         // In the fully general case, we need to handle NaNs and infinities
11887         // robustly.
11888         APFloat AC = A * C;
11889         APFloat BD = B * D;
11890         APFloat AD = A * D;
11891         APFloat BC = B * C;
11892         ResR = AC - BD;
11893         ResI = AD + BC;
11894         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
11895           bool Recalc = false;
11896           if (A.isInfinity() || B.isInfinity()) {
11897             A = APFloat::copySign(
11898                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
11899             B = APFloat::copySign(
11900                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
11901             if (C.isNaN())
11902               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
11903             if (D.isNaN())
11904               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
11905             Recalc = true;
11906           }
11907           if (C.isInfinity() || D.isInfinity()) {
11908             C = APFloat::copySign(
11909                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
11910             D = APFloat::copySign(
11911                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
11912             if (A.isNaN())
11913               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
11914             if (B.isNaN())
11915               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
11916             Recalc = true;
11917           }
11918           if (!Recalc && (AC.isInfinity() || BD.isInfinity() ||
11919                           AD.isInfinity() || BC.isInfinity())) {
11920             if (A.isNaN())
11921               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
11922             if (B.isNaN())
11923               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
11924             if (C.isNaN())
11925               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
11926             if (D.isNaN())
11927               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
11928             Recalc = true;
11929           }
11930           if (Recalc) {
11931             ResR = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * C - B * D);
11932             ResI = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * D + B * C);
11933           }
11934         }
11935       }
11936     } else {
11937       ComplexValue LHS = Result;
11938       Result.getComplexIntReal() =
11939         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() -
11940          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag());
11941       Result.getComplexIntImag() =
11942         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag() +
11943          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal());
11944     }
11945     break;
11946   case BO_Div:
11947     if (Result.isComplexFloat()) {
11948       // This is an implementation of complex division according to the
11949       // constraints laid out in C11 Annex G. The implementation uses the
11950       // following naming scheme:
11951       //   (a + ib) / (c + id)
11952       ComplexValue LHS = Result;
11953       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
11954       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
11955       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
11956       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
11957       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
11958       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
11959       if (RHSReal) {
11960         ResR = A / C;
11961         ResI = B / C;
11962       } else {
11963         if (LHSReal) {
11964           // No real optimizations we can do here, stub out with zero.
11965           B = APFloat::getZero(A.getSemantics());
11966         }
11967         int DenomLogB = 0;
11968         APFloat MaxCD = maxnum(abs(C), abs(D));
11969         if (MaxCD.isFinite()) {
11970           DenomLogB = ilogb(MaxCD);
11971           C = scalbn(C, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
11972           D = scalbn(D, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
11973         }
11974         APFloat Denom = C * C + D * D;
11975         ResR = scalbn((A * C + B * D) / Denom, -DenomLogB,
11976                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
11977         ResI = scalbn((B * C - A * D) / Denom, -DenomLogB,
11978                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
11979         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
11980           if (Denom.isPosZero() && (!A.isNaN() || !B.isNaN())) {
11981             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * A;
11982             ResI = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * B;
11983           } else if ((A.isInfinity() || B.isInfinity()) && C.isFinite() &&
11984                      D.isFinite()) {
11985             A = APFloat::copySign(
11986                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
11987             B = APFloat::copySign(
11988                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
11989             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
11990             ResI = APFloat::getInf(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
11991           } else if (MaxCD.isInfinity() && A.isFinite() && B.isFinite()) {
11992             C = APFloat::copySign(
11993                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
11994             D = APFloat::copySign(
11995                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
11996             ResR = APFloat::getZero(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
11997             ResI = APFloat::getZero(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
11998           }
11999         }
12000       }
12001     } else {
12002       if (RHS.getComplexIntReal() == 0 && RHS.getComplexIntImag() == 0)
12003         return Error(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
12004
12005       ComplexValue LHS = Result;
12006       APSInt Den = RHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
12007         RHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag();
12008       Result.getComplexIntReal() =
12009         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
12010          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
12011       Result.getComplexIntImag() =
12012         (LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal() -
12013          LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
12014     }
12015     break;
12016   }
12017
12018   return true;
12019 }
12020
12021 bool ComplexExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
12022   // Get the operand value into 'Result'.
12023   if (!Visit(E->getSubExpr()))
12024     return false;
12025
12026   switch (E->getOpcode()) {
12027   default:
12028     return Error(E);
12029   case UO_Extension:
12030     return true;
12031   case UO_Plus:
12032     // The result is always just the subexpr.
12033     return true;
12034   case UO_Minus:
12035     if (Result.isComplexFloat()) {
12036       Result.getComplexFloatReal().changeSign();
12037       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
12038     }
12039     else {
12040       Result.getComplexIntReal() = -Result.getComplexIntReal();
12041       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
12042     }
12043     return true;
12044   case UO_Not:
12045     if (Result.isComplexFloat())
12046       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
12047     else
12048       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
12049     return true;
12050   }
12051 }
12052
12053 bool ComplexExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
12054   if (E->getNumInits() == 2) {
12055     if (E->getType()->isComplexType()) {
12056       Result.makeComplexFloat();
12057       if (!EvaluateFloat(E->getInit(0), Result.FloatReal, Info))
12058         return false;
12059       if (!EvaluateFloat(E->getInit(1), Result.FloatImag, Info))
12060         return false;
12061     } else {
12062       Result.makeComplexInt();
12063       if (!EvaluateInteger(E->getInit(0), Result.IntReal, Info))
12064         return false;
12065       if (!EvaluateInteger(E->getInit(1), Result.IntImag, Info))
12066         return false;
12067     }
12068     return true;
12069   }
12070   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitInitListExpr(E);
12071 }
12072
12073 //===----------------------------------------------------------------------===//
12074 // Atomic expression evaluation, essentially just handling the NonAtomicToAtomic
12075 // implicit conversion.
12076 //===----------------------------------------------------------------------===//
12077
12078 namespace {
12079 class AtomicExprEvaluator :
12080     public ExprEvaluatorBase<AtomicExprEvaluator> {
12081   const LValue *This;
12082   APValue &Result;
12083 public:
12084   AtomicExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue *This, APValue &Result)
12085       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
12086
12087   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
12088     Result = V;
12089     return true;
12090   }
12091
12092   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
12093     ImplicitValueInitExpr VIE(
12094         E->getType()->castAs<AtomicType>()->getValueType());
12095     // For atomic-qualified class (and array) types in C++, initialize the
12096     // _Atomic-wrapped subobject directly, in-place.
12097     return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, &VIE)
12098                 : Evaluate(Result, Info, &VIE);
12099   }
12100
12101   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
12102     switch (E->getCastKind()) {
12103     default:
12104       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
12105     case CK_NonAtomicToAtomic:
12106       return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, E->getSubExpr())
12107                   : Evaluate(Result, Info, E->getSubExpr());
12108     }
12109   }
12110 };
12111 } // end anonymous namespace
12112
12113 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
12114                            EvalInfo &Info) {
12115   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAtomicType());
12116   return AtomicExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
12117 }
12118
12119 //===----------------------------------------------------------------------===//
12120 // Void expression evaluation, primarily for a cast to void on the LHS of a
12121 // comma operator
12122 //===----------------------------------------------------------------------===//
12123
12124 namespace {
12125 class VoidExprEvaluator
12126   : public ExprEvaluatorBase<VoidExprEvaluator> {
12127 public:
12128   VoidExprEvaluator(EvalInfo &Info) : ExprEvaluatorBaseTy(Info) {}
12129
12130   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) { return true; }
12131
12132   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return true; }
12133
12134   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
12135     switch (E->getCastKind()) {
12136     default:
12137       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
12138     case CK_ToVoid:
12139       VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
12140       return true;
12141     }
12142   }
12143
12144   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
12145     switch (E->getBuiltinCallee()) {
12146     default:
12147       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
12148     case Builtin::BI__assume:
12149     case Builtin::BI__builtin_assume:
12150       // The argument is not evaluated!
12151       return true;
12152     }
12153   }
12154 };
12155 } // end anonymous namespace
12156
12157 static bool EvaluateVoid(const Expr *E, EvalInfo &Info) {
12158   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVoidType());
12159   return VoidExprEvaluator(Info).Visit(E);
12160 }
12161
12162 //===----------------------------------------------------------------------===//
12163 // Top level Expr::EvaluateAsRValue method.
12164 //===----------------------------------------------------------------------===//
12165
12166 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E) {
12167   // In C, function designators are not lvalues, but we evaluate them as if they
12168   // are.
12169   QualType T = E->getType();
12170   if (E->isGLValue() || T->isFunctionType()) {
12171     LValue LV;
12172     if (!EvaluateLValue(E, LV, Info))
12173       return false;
12174     LV.moveInto(Result);
12175   } else if (T->isVectorType()) {
12176     if (!EvaluateVector(E, Result, Info))
12177       return false;
12178   } else if (T->isIntegralOrEnumerationType()) {
12179     if (!IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E))
12180       return false;
12181   } else if (T->hasPointerRepresentation()) {
12182     LValue LV;
12183     if (!EvaluatePointer(E, LV, Info))
12184       return false;
12185     LV.moveInto(Result);
12186   } else if (T->isRealFloatingType()) {
12187     llvm::APFloat F(0.0);
12188     if (!EvaluateFloat(E, F, Info))
12189       return false;
12190     Result = APValue(F);
12191   } else if (T->isAnyComplexType()) {
12192     ComplexValue C;
12193     if (!EvaluateComplex(E, C, Info))
12194       return false;
12195     C.moveInto(Result);
12196   } else if (T->isFixedPointType()) {
12197     if (!FixedPointExprEvaluator(Info, Result).Visit(E)) return false;
12198   } else if (T->isMemberPointerType()) {
12199     MemberPtr P;
12200     if (!EvaluateMemberPointer(E, P, Info))
12201       return false;
12202     P.moveInto(Result);
12203     return true;
12204   } else if (T->isArrayType()) {
12205     LValue LV;
12206     APValue &Value = createTemporary(E, false, LV, *Info.CurrentCall);
12207     if (!EvaluateArray(E, LV, Value, Info))
12208       return false;
12209     Result = Value;
12210   } else if (T->isRecordType()) {
12211     LValue LV;
12212     APValue &Value = createTemporary(E, false, LV, *Info.CurrentCall);
12213     if (!EvaluateRecord(E, LV, Value, Info))
12214       return false;
12215     Result = Value;
12216   } else if (T->isVoidType()) {
12217     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
12218       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
12219         << E->getType();
12220     if (!EvaluateVoid(E, Info))
12221       return false;
12222   } else if (T->isAtomicType()) {
12223     QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
12224     if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType()) {
12225       LValue LV;
12226       APValue &Value = createTemporary(E, false, LV, *Info.CurrentCall);
12227       if (!EvaluateAtomic(E, &LV, Value, Info))
12228         return false;
12229     } else {
12230       if (!EvaluateAtomic(E, nullptr, Result, Info))
12231         return false;
12232     }
12233   } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
12234     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral) << E->getType();
12235     return false;
12236   } else {
12237     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
12238     return false;
12239   }
12240
12241   return true;
12242 }
12243
12244 /// EvaluateInPlace - Evaluate an expression in-place in an APValue. In some
12245 /// cases, the in-place evaluation is essential, since later initializers for
12246 /// an object can indirectly refer to subobjects which were initialized earlier.
12247 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info, const LValue &This,
12248                             const Expr *E, bool AllowNonLiteralTypes) {
12249   assert(!E->isValueDependent());
12250
12251   if (!AllowNonLiteralTypes && !CheckLiteralType(Info, E, &This))
12252     return false;
12253
12254   if (E->isRValue()) {
12255     // Evaluate arrays and record types in-place, so that later initializers can
12256     // refer to earlier-initialized members of the object.
12257     QualType T = E->getType();
12258     if (T->isArrayType())
12259       return EvaluateArray(E, This, Result, Info);
12260     else if (T->isRecordType())
12261       return EvaluateRecord(E, This, Result, Info);
12262     else if (T->isAtomicType()) {
12263       QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
12264       if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType())
12265         return EvaluateAtomic(E, &This, Result, Info);
12266     }
12267   }
12268
12269   // For any other type, in-place evaluation is unimportant.
12270   return Evaluate(Result, Info, E);
12271 }
12272
12273 /// EvaluateAsRValue - Try to evaluate this expression, performing an implicit
12274 /// lvalue-to-rvalue cast if it is an lvalue.
12275 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result) {
12276   if (E->getType().isNull())
12277     return false;
12278
12279   if (!CheckLiteralType(Info, E))
12280     return false;
12281
12282   if (!::Evaluate(Result, Info, E))
12283     return false;
12284
12285   if (E->isGLValue()) {
12286     LValue LV;
12287     LV.setFrom(Info.Ctx, Result);
12288     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), LV, Result))
12289       return false;
12290   }
12291
12292   // Check this core constant expression is a constant expression.
12293   return CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), E->getType(), Result);
12294 }
12295
12296 static bool FastEvaluateAsRValue(const Expr *Exp, Expr::EvalResult &Result,
12297                                  const ASTContext &Ctx, bool &IsConst) {
12298   // Fast-path evaluations of integer literals, since we sometimes see files
12299   // containing vast quantities of these.
12300   if (const IntegerLiteral *L = dyn_cast<IntegerLiteral>(Exp)) {
12301     Result.Val = APValue(APSInt(L->getValue(),
12302                                 L->getType()->isUnsignedIntegerType()));
12303     IsConst = true;
12304     return true;
12305   }
12306
12307   // This case should be rare, but we need to check it before we check on
12308   // the type below.
12309   if (Exp->getType().isNull()) {
12310     IsConst = false;
12311     return true;
12312   }
12313
12314   // FIXME: Evaluating values of large array and record types can cause
12315   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
12316   if (Exp->isRValue() && (Exp->getType()->isArrayType() ||
12317                           Exp->getType()->isRecordType()) &&
12318       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11) {
12319     IsConst = false;
12320     return true;
12321   }
12322   return false;
12323 }
12324
12325 static bool hasUnacceptableSideEffect(Expr::EvalStatus &Result,
12326                                       Expr::SideEffectsKind SEK) {
12327   return (SEK < Expr::SE_AllowSideEffects && Result.HasSideEffects) ||
12328          (SEK < Expr::SE_AllowUndefinedBehavior && Result.HasUndefinedBehavior);
12329 }
12330
12331 static bool EvaluateAsRValue(const Expr *E, Expr::EvalResult &Result,
12332                              const ASTContext &Ctx, EvalInfo &Info) {
12333   bool IsConst;
12334   if (FastEvaluateAsRValue(E, Result, Ctx, IsConst))
12335     return IsConst;
12336
12337   return EvaluateAsRValue(Info, E, Result.Val);
12338 }
12339
12340 static bool EvaluateAsInt(const Expr *E, Expr::EvalResult &ExprResult,
12341                           const ASTContext &Ctx,
12342                           Expr::SideEffectsKind AllowSideEffects,
12343                           EvalInfo &Info) {
12344   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
12345     return false;
12346
12347   if (!::EvaluateAsRValue(E, ExprResult, Ctx, Info) ||
12348       !ExprResult.Val.isInt() ||
12349       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
12350     return false;
12351
12352   return true;
12353 }
12354
12355 static bool EvaluateAsFixedPoint(const Expr *E, Expr::EvalResult &ExprResult,
12356                                  const ASTContext &Ctx,
12357                                  Expr::SideEffectsKind AllowSideEffects,
12358                                  EvalInfo &Info) {
12359   if (!E->getType()->isFixedPointType())
12360     return false;
12361
12362   if (!::EvaluateAsRValue(E, ExprResult, Ctx, Info))
12363     return false;
12364
12365   if (!ExprResult.Val.isFixedPoint() ||
12366       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
12367     return false;
12368
12369   return true;
12370 }
12371
12372 /// EvaluateAsRValue - Return true if this is a constant which we can fold using
12373 /// any crazy technique (that has nothing to do with language standards) that
12374 /// we want to.  If this function returns true, it returns the folded constant
12375 /// in Result. If this expression is a glvalue, an lvalue-to-rvalue conversion
12376 /// will be applied to the result.
12377 bool Expr::EvaluateAsRValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx,
12378                             bool InConstantContext) const {
12379   assert(!isValueDependent() &&
12380          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12381   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
12382   Info.InConstantContext = InConstantContext;
12383   return ::EvaluateAsRValue(this, Result, Ctx, Info);
12384 }
12385
12386 bool Expr::EvaluateAsBooleanCondition(bool &Result, const ASTContext &Ctx,
12387                                       bool InConstantContext) const {
12388   assert(!isValueDependent() &&
12389          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12390   EvalResult Scratch;
12391   return EvaluateAsRValue(Scratch, Ctx, InConstantContext) &&
12392          HandleConversionToBool(Scratch.Val, Result);
12393 }
12394
12395 bool Expr::EvaluateAsInt(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx,
12396                          SideEffectsKind AllowSideEffects,
12397                          bool InConstantContext) const {
12398   assert(!isValueDependent() &&
12399          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12400   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
12401   Info.InConstantContext = InConstantContext;
12402   return ::EvaluateAsInt(this, Result, Ctx, AllowSideEffects, Info);
12403 }
12404
12405 bool Expr::EvaluateAsFixedPoint(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx,
12406                                 SideEffectsKind AllowSideEffects,
12407                                 bool InConstantContext) const {
12408   assert(!isValueDependent() &&
12409          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12410   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
12411   Info.InConstantContext = InConstantContext;
12412   return ::EvaluateAsFixedPoint(this, Result, Ctx, AllowSideEffects, Info);
12413 }
12414
12415 bool Expr::EvaluateAsFloat(APFloat &Result, const ASTContext &Ctx,
12416                            SideEffectsKind AllowSideEffects,
12417                            bool InConstantContext) const {
12418   assert(!isValueDependent() &&
12419          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12420
12421   if (!getType()->isRealFloatingType())
12422     return false;
12423
12424   EvalResult ExprResult;
12425   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx, InConstantContext) ||
12426       !ExprResult.Val.isFloat() ||
12427       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
12428     return false;
12429
12430   Result = ExprResult.Val.getFloat();
12431   return true;
12432 }
12433
12434 bool Expr::EvaluateAsLValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx,
12435                             bool InConstantContext) const {
12436   assert(!isValueDependent() &&
12437          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12438
12439   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_ConstantFold);
12440   Info.InConstantContext = InConstantContext;
12441   LValue LV;
12442   if (!EvaluateLValue(this, LV, Info) || Result.HasSideEffects ||
12443       !CheckLValueConstantExpression(Info, getExprLoc(),
12444                                      Ctx.getLValueReferenceType(getType()), LV,
12445                                      Expr::EvaluateForCodeGen))
12446     return false;
12447
12448   LV.moveInto(Result.Val);
12449   return true;
12450 }
12451
12452 bool Expr::EvaluateAsConstantExpr(EvalResult &Result, ConstExprUsage Usage,
12453                                   const ASTContext &Ctx) const {
12454   assert(!isValueDependent() &&
12455          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12456
12457   EvalInfo::EvaluationMode EM = EvalInfo::EM_ConstantExpression;
12458   EvalInfo Info(Ctx, Result, EM);
12459   Info.InConstantContext = true;
12460
12461   if (!::Evaluate(Result.Val, Info, this))
12462     return false;
12463
12464   return CheckConstantExpression(Info, getExprLoc(), getType(), Result.Val,
12465                                  Usage);
12466 }
12467
12468 bool Expr::EvaluateAsInitializer(APValue &Value, const ASTContext &Ctx,
12469                                  const VarDecl *VD,
12470                             SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> &Notes) const {
12471   assert(!isValueDependent() &&
12472          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12473
12474   // FIXME: Evaluating initializers for large array and record types can cause
12475   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
12476   if (isRValue() && (getType()->isArrayType() || getType()->isRecordType()) &&
12477       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
12478     return false;
12479
12480   Expr::EvalStatus EStatus;
12481   EStatus.Diag = &Notes;
12482
12483   EvalInfo InitInfo(Ctx, EStatus, VD->isConstexpr()
12484                                       ? EvalInfo::EM_ConstantExpression
12485                                       : EvalInfo::EM_ConstantFold);
12486   InitInfo.setEvaluatingDecl(VD, Value);
12487   InitInfo.InConstantContext = true;
12488
12489   LValue LVal;
12490   LVal.set(VD);
12491
12492   // C++11 [basic.start.init]p2:
12493   //  Variables with static storage duration or thread storage duration shall be
12494   //  zero-initialized before any other initialization takes place.
12495   // This behavior is not present in C.
12496   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus && !VD->hasLocalStorage() &&
12497       !VD->getType()->isReferenceType()) {
12498     ImplicitValueInitExpr VIE(VD->getType());
12499     if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, &VIE,
12500                          /*AllowNonLiteralTypes=*/true))
12501       return false;
12502   }
12503
12504   if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, this,
12505                        /*AllowNonLiteralTypes=*/true) ||
12506       EStatus.HasSideEffects)
12507     return false;
12508
12509   return CheckConstantExpression(InitInfo, VD->getLocation(), VD->getType(),
12510                                  Value);
12511 }
12512
12513 /// isEvaluatable - Call EvaluateAsRValue to see if this expression can be
12514 /// constant folded, but discard the result.
12515 bool Expr::isEvaluatable(const ASTContext &Ctx, SideEffectsKind SEK) const {
12516   assert(!isValueDependent() &&
12517          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12518
12519   EvalResult Result;
12520   return EvaluateAsRValue(Result, Ctx, /* in constant context */ true) &&
12521          !hasUnacceptableSideEffect(Result, SEK);
12522 }
12523
12524 APSInt Expr::EvaluateKnownConstInt(const ASTContext &Ctx,
12525                     SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *Diag) const {
12526   assert(!isValueDependent() &&
12527          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12528
12529   EvalResult EVResult;
12530   EVResult.Diag = Diag;
12531   EvalInfo Info(Ctx, EVResult, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
12532   Info.InConstantContext = true;
12533
12534   bool Result = ::EvaluateAsRValue(this, EVResult, Ctx, Info);
12535   (void)Result;
12536   assert(Result && "Could not evaluate expression");
12537   assert(EVResult.Val.isInt() && "Expression did not evaluate to integer");
12538
12539   return EVResult.Val.getInt();
12540 }
12541
12542 APSInt Expr::EvaluateKnownConstIntCheckOverflow(
12543     const ASTContext &Ctx, SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *Diag) const {
12544   assert(!isValueDependent() &&
12545          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12546
12547   EvalResult EVResult;
12548   EVResult.Diag = Diag;
12549   EvalInfo Info(Ctx, EVResult, EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow);
12550   Info.InConstantContext = true;
12551
12552   bool Result = ::EvaluateAsRValue(Info, this, EVResult.Val);
12553   (void)Result;
12554   assert(Result && "Could not evaluate expression");
12555   assert(EVResult.Val.isInt() && "Expression did not evaluate to integer");
12556
12557   return EVResult.Val.getInt();
12558 }
12559
12560 void Expr::EvaluateForOverflow(const ASTContext &Ctx) const {
12561   assert(!isValueDependent() &&
12562          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
12563
12564   bool IsConst;
12565   EvalResult EVResult;
12566   if (!FastEvaluateAsRValue(this, EVResult, Ctx, IsConst)) {
12567     EvalInfo Info(Ctx, EVResult, EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow);
12568     (void)::EvaluateAsRValue(Info, this, EVResult.Val);
12569   }
12570 }
12571
12572 bool Expr::EvalResult::isGlobalLValue() const {
12573   assert(Val.isLValue());
12574   return IsGlobalLValue(Val.getLValueBase());
12575 }
12576
12577
12578 /// isIntegerConstantExpr - this recursive routine will test if an expression is
12579 /// an integer constant expression.
12580
12581 /// FIXME: Pass up a reason why! Invalid operation in i-c-e, division by zero,
12582 /// comma, etc
12583
12584 // CheckICE - This function does the fundamental ICE checking: the returned
12585 // ICEDiag contains an ICEKind indicating whether the expression is an ICE,
12586 // and a (possibly null) SourceLocation indicating the location of the problem.
12587 //
12588 // Note that to reduce code duplication, this helper does no evaluation
12589 // itself; the caller checks whether the expression is evaluatable, and
12590 // in the rare cases where CheckICE actually cares about the evaluated
12591 // value, it calls into Evaluate.
12592
12593 namespace {
12594
12595 enum ICEKind {
12596   /// This expression is an ICE.
12597   IK_ICE,
12598   /// This expression is not an ICE, but if it isn't evaluated, it's
12599   /// a legal subexpression for an ICE. This return value is used to handle
12600   /// the comma operator in C99 mode, and non-constant subexpressions.
12601   IK_ICEIfUnevaluated,
12602   /// This expression is not an ICE, and is not a legal subexpression for one.
12603   IK_NotICE
12604 };
12605
12606 struct ICEDiag {
12607   ICEKind Kind;
12608   SourceLocation Loc;
12609
12610   ICEDiag(ICEKind IK, SourceLocation l) : Kind(IK), Loc(l) {}
12611 };
12612
12613 }
12614
12615 static ICEDiag NoDiag() { return ICEDiag(IK_ICE, SourceLocation()); }
12616
12617 static ICEDiag Worst(ICEDiag A, ICEDiag B) { return A.Kind >= B.Kind ? A : B; }
12618
12619 static ICEDiag CheckEvalInICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
12620   Expr::EvalResult EVResult;
12621   Expr::EvalStatus Status;
12622   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpression);
12623
12624   Info.InConstantContext = true;
12625   if (!::EvaluateAsRValue(E, EVResult, Ctx, Info) || EVResult.HasSideEffects ||
12626       !EVResult.Val.isInt())
12627     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12628
12629   return NoDiag();
12630 }
12631
12632 static ICEDiag CheckICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
12633   assert(!E->isValueDependent() && "Should not see value dependent exprs!");
12634   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
12635     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12636
12637   switch (E->getStmtClass()) {
12638 #define ABSTRACT_STMT(Node)
12639 #define STMT(Node, Base) case Expr::Node##Class:
12640 #define EXPR(Node, Base)
12641 #include "clang/AST/StmtNodes.inc"
12642   case Expr::PredefinedExprClass:
12643   case Expr::FloatingLiteralClass:
12644   case Expr::ImaginaryLiteralClass:
12645   case Expr::StringLiteralClass:
12646   case Expr::ArraySubscriptExprClass:
12647   case Expr::OMPArraySectionExprClass:
12648   case Expr::MemberExprClass:
12649   case Expr::CompoundAssignOperatorClass:
12650   case Expr::CompoundLiteralExprClass:
12651   case Expr::ExtVectorElementExprClass:
12652   case Expr::DesignatedInitExprClass:
12653   case Expr::ArrayInitLoopExprClass:
12654   case Expr::ArrayInitIndexExprClass:
12655   case Expr::NoInitExprClass:
12656   case Expr::DesignatedInitUpdateExprClass:
12657   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
12658   case Expr::ParenListExprClass:
12659   case Expr::VAArgExprClass:
12660   case Expr::AddrLabelExprClass:
12661   case Expr::StmtExprClass:
12662   case Expr::CXXMemberCallExprClass:
12663   case Expr::CUDAKernelCallExprClass:
12664   case Expr::CXXDynamicCastExprClass:
12665   case Expr::CXXTypeidExprClass:
12666   case Expr::CXXUuidofExprClass:
12667   case Expr::MSPropertyRefExprClass:
12668   case Expr::MSPropertySubscriptExprClass:
12669   case Expr::CXXNullPtrLiteralExprClass:
12670   case Expr::UserDefinedLiteralClass:
12671   case Expr::CXXThisExprClass:
12672   case Expr::CXXThrowExprClass:
12673   case Expr::CXXNewExprClass:
12674   case Expr::CXXDeleteExprClass:
12675   case Expr::CXXPseudoDestructorExprClass:
12676   case Expr::UnresolvedLookupExprClass:
12677   case Expr::TypoExprClass:
12678   case Expr::DependentScopeDeclRefExprClass:
12679   case Expr::CXXConstructExprClass:
12680   case Expr::CXXInheritedCtorInitExprClass:
12681   case Expr::CXXStdInitializerListExprClass:
12682   case Expr::CXXBindTemporaryExprClass:
12683   case Expr::ExprWithCleanupsClass:
12684   case Expr::CXXTemporaryObjectExprClass:
12685   case Expr::CXXUnresolvedConstructExprClass:
12686   case Expr::CXXDependentScopeMemberExprClass:
12687   case Expr::UnresolvedMemberExprClass:
12688   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
12689   case Expr::ObjCBoxedExprClass:
12690   case Expr::ObjCArrayLiteralClass:
12691   case Expr::ObjCDictionaryLiteralClass:
12692   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
12693   case Expr::ObjCMessageExprClass:
12694   case Expr::ObjCSelectorExprClass:
12695   case Expr::ObjCProtocolExprClass:
12696   case Expr::ObjCIvarRefExprClass:
12697   case Expr::ObjCPropertyRefExprClass:
12698   case Expr::ObjCSubscriptRefExprClass:
12699   case Expr::ObjCIsaExprClass:
12700   case Expr::ObjCAvailabilityCheckExprClass:
12701   case Expr::ShuffleVectorExprClass:
12702   case Expr::ConvertVectorExprClass:
12703   case Expr::BlockExprClass:
12704   case Expr::NoStmtClass:
12705   case Expr::OpaqueValueExprClass:
12706   case Expr::PackExpansionExprClass:
12707   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmPackExprClass:
12708   case Expr::FunctionParmPackExprClass:
12709   case Expr::AsTypeExprClass:
12710   case Expr::ObjCIndirectCopyRestoreExprClass:
12711   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
12712   case Expr::PseudoObjectExprClass:
12713   case Expr::AtomicExprClass:
12714   case Expr::LambdaExprClass:
12715   case Expr::CXXFoldExprClass:
12716   case Expr::CoawaitExprClass:
12717   case Expr::DependentCoawaitExprClass:
12718   case Expr::CoyieldExprClass:
12719     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12720
12721   case Expr::InitListExprClass: {
12722     // C++03 [dcl.init]p13: If T is a scalar type, then a declaration of the
12723     // form "T x = { a };" is equivalent to "T x = a;".
12724     // Unless we're initializing a reference, T is a scalar as it is known to be
12725     // of integral or enumeration type.
12726     if (E->isRValue())
12727       if (cast<InitListExpr>(E)->getNumInits() == 1)
12728         return CheckICE(cast<InitListExpr>(E)->getInit(0), Ctx);
12729     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12730   }
12731
12732   case Expr::SizeOfPackExprClass:
12733   case Expr::GNUNullExprClass:
12734   case Expr::SourceLocExprClass:
12735     return NoDiag();
12736
12737   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmExprClass:
12738     return
12739       CheckICE(cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(E)->getReplacement(), Ctx);
12740
12741   case Expr::ConstantExprClass:
12742     return CheckICE(cast<ConstantExpr>(E)->getSubExpr(), Ctx);
12743
12744   case Expr::ParenExprClass:
12745     return CheckICE(cast<ParenExpr>(E)->getSubExpr(), Ctx);
12746   case Expr::GenericSelectionExprClass:
12747     return CheckICE(cast<GenericSelectionExpr>(E)->getResultExpr(), Ctx);
12748   case Expr::IntegerLiteralClass:
12749   case Expr::FixedPointLiteralClass:
12750   case Expr::CharacterLiteralClass:
12751   case Expr::ObjCBoolLiteralExprClass:
12752   case Expr::CXXBoolLiteralExprClass:
12753   case Expr::CXXScalarValueInitExprClass:
12754   case Expr::TypeTraitExprClass:
12755   case Expr::ArrayTypeTraitExprClass:
12756   case Expr::ExpressionTraitExprClass:
12757   case Expr::CXXNoexceptExprClass:
12758     return NoDiag();
12759   case Expr::CallExprClass:
12760   case Expr::CXXOperatorCallExprClass: {
12761     // C99 6.6/3 allows function calls within unevaluated subexpressions of
12762     // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
12763     // contain an operand of (pointer to) function type.
12764     const CallExpr *CE = cast<CallExpr>(E);
12765     if (CE->getBuiltinCallee())
12766       return CheckEvalInICE(E, Ctx);
12767     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12768   }
12769   case Expr::DeclRefExprClass: {
12770     if (isa<EnumConstantDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl()))
12771       return NoDiag();
12772     const ValueDecl *D = cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl();
12773     if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus &&
12774         D && IsConstNonVolatile(D->getType())) {
12775       // Parameter variables are never constants.  Without this check,
12776       // getAnyInitializer() can find a default argument, which leads
12777       // to chaos.
12778       if (isa<ParmVarDecl>(D))
12779         return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
12780
12781       // C++ 7.1.5.1p2
12782       //   A variable of non-volatile const-qualified integral or enumeration
12783       //   type initialized by an ICE can be used in ICEs.
12784       if (const VarDecl *Dcl = dyn_cast<VarDecl>(D)) {
12785         if (!Dcl->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
12786           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
12787
12788         const VarDecl *VD;
12789         // Look for a declaration of this variable that has an initializer, and
12790         // check whether it is an ICE.
12791         if (Dcl->getAnyInitializer(VD) && VD->checkInitIsICE())
12792           return NoDiag();
12793         else
12794           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
12795       }
12796     }
12797     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12798   }
12799   case Expr::UnaryOperatorClass: {
12800     const UnaryOperator *Exp = cast<UnaryOperator>(E);
12801     switch (Exp->getOpcode()) {
12802     case UO_PostInc:
12803     case UO_PostDec:
12804     case UO_PreInc:
12805     case UO_PreDec:
12806     case UO_AddrOf:
12807     case UO_Deref:
12808     case UO_Coawait:
12809       // C99 6.6/3 allows increment and decrement within unevaluated
12810       // subexpressions of constant expressions, but they can never be ICEs
12811       // because an ICE cannot contain an lvalue operand.
12812       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12813     case UO_Extension:
12814     case UO_LNot:
12815     case UO_Plus:
12816     case UO_Minus:
12817     case UO_Not:
12818     case UO_Real:
12819     case UO_Imag:
12820       return CheckICE(Exp->getSubExpr(), Ctx);
12821     }
12822     llvm_unreachable("invalid unary operator class");
12823   }
12824   case Expr::OffsetOfExprClass: {
12825     // Note that per C99, offsetof must be an ICE. And AFAIK, using
12826     // EvaluateAsRValue matches the proposed gcc behavior for cases like
12827     // "offsetof(struct s{int x[4];}, x[1.0])".  This doesn't affect
12828     // compliance: we should warn earlier for offsetof expressions with
12829     // array subscripts that aren't ICEs, and if the array subscripts
12830     // are ICEs, the value of the offsetof must be an integer constant.
12831     return CheckEvalInICE(E, Ctx);
12832   }
12833   case Expr::UnaryExprOrTypeTraitExprClass: {
12834     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *Exp = cast<UnaryExprOrTypeTraitExpr>(E);
12835     if ((Exp->getKind() ==  UETT_SizeOf) &&
12836         Exp->getTypeOfArgument()->isVariableArrayType())
12837       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12838     return NoDiag();
12839   }
12840   case Expr::BinaryOperatorClass: {
12841     const BinaryOperator *Exp = cast<BinaryOperator>(E);
12842     switch (Exp->getOpcode()) {
12843     case BO_PtrMemD:
12844     case BO_PtrMemI:
12845     case BO_Assign:
12846     case BO_MulAssign:
12847     case BO_DivAssign:
12848     case BO_RemAssign:
12849     case BO_AddAssign:
12850     case BO_SubAssign:
12851     case BO_ShlAssign:
12852     case BO_ShrAssign:
12853     case BO_AndAssign:
12854     case BO_XorAssign:
12855     case BO_OrAssign:
12856       // C99 6.6/3 allows assignments within unevaluated subexpressions of
12857       // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
12858       // contain an lvalue operand.
12859       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12860
12861     case BO_Mul:
12862     case BO_Div:
12863     case BO_Rem:
12864     case BO_Add:
12865     case BO_Sub:
12866     case BO_Shl:
12867     case BO_Shr:
12868     case BO_LT:
12869     case BO_GT:
12870     case BO_LE:
12871     case BO_GE:
12872     case BO_EQ:
12873     case BO_NE:
12874     case BO_And:
12875     case BO_Xor:
12876     case BO_Or:
12877     case BO_Comma:
12878     case BO_Cmp: {
12879       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
12880       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
12881       if (Exp->getOpcode() == BO_Div ||
12882           Exp->getOpcode() == BO_Rem) {
12883         // EvaluateAsRValue gives an error for undefined Div/Rem, so make sure
12884         // we don't evaluate one.
12885         if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE) {
12886           llvm::APSInt REval = Exp->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
12887           if (REval == 0)
12888             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getBeginLoc());
12889           if (REval.isSigned() && REval.isAllOnesValue()) {
12890             llvm::APSInt LEval = Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
12891             if (LEval.isMinSignedValue())
12892               return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getBeginLoc());
12893           }
12894         }
12895       }
12896       if (Exp->getOpcode() == BO_Comma) {
12897         if (Ctx.getLangOpts().C99) {
12898           // C99 6.6p3 introduces a strange edge case: comma can be in an ICE
12899           // if it isn't evaluated.
12900           if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE)
12901             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getBeginLoc());
12902         } else {
12903           // In both C89 and C++, commas in ICEs are illegal.
12904           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12905         }
12906       }
12907       return Worst(LHSResult, RHSResult);
12908     }
12909     case BO_LAnd:
12910     case BO_LOr: {
12911       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
12912       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
12913       if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) {
12914         // Rare case where the RHS has a comma "side-effect"; we need
12915         // to actually check the condition to see whether the side
12916         // with the comma is evaluated.
12917         if ((Exp->getOpcode() == BO_LAnd) !=
12918             (Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0))
12919           return RHSResult;
12920         return NoDiag();
12921       }
12922
12923       return Worst(LHSResult, RHSResult);
12924     }
12925     }
12926     llvm_unreachable("invalid binary operator kind");
12927   }
12928   case Expr::ImplicitCastExprClass:
12929   case Expr::CStyleCastExprClass:
12930   case Expr::CXXFunctionalCastExprClass:
12931   case Expr::CXXStaticCastExprClass:
12932   case Expr::CXXReinterpretCastExprClass:
12933   case Expr::CXXConstCastExprClass:
12934   case Expr::ObjCBridgedCastExprClass: {
12935     const Expr *SubExpr = cast<CastExpr>(E)->getSubExpr();
12936     if (isa<ExplicitCastExpr>(E)) {
12937       if (const FloatingLiteral *FL
12938             = dyn_cast<FloatingLiteral>(SubExpr->IgnoreParenImpCasts())) {
12939         unsigned DestWidth = Ctx.getIntWidth(E->getType());
12940         bool DestSigned = E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType();
12941         APSInt IgnoredVal(DestWidth, !DestSigned);
12942         bool Ignored;
12943         // If the value does not fit in the destination type, the behavior is
12944         // undefined, so we are not required to treat it as a constant
12945         // expression.
12946         if (FL->getValue().convertToInteger(IgnoredVal,
12947                                             llvm::APFloat::rmTowardZero,
12948                                             &Ignored) & APFloat::opInvalidOp)
12949           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12950         return NoDiag();
12951       }
12952     }
12953     switch (cast<CastExpr>(E)->getCastKind()) {
12954     case CK_LValueToRValue:
12955     case CK_AtomicToNonAtomic:
12956     case CK_NonAtomicToAtomic:
12957     case CK_NoOp:
12958     case CK_IntegralToBoolean:
12959     case CK_IntegralCast:
12960       return CheckICE(SubExpr, Ctx);
12961     default:
12962       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
12963     }
12964   }
12965   case Expr::BinaryConditionalOperatorClass: {
12966     const BinaryConditionalOperator *Exp = cast<BinaryConditionalOperator>(E);
12967     ICEDiag CommonResult = CheckICE(Exp->getCommon(), Ctx);
12968     if (CommonResult.Kind == IK_NotICE) return CommonResult;
12969     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
12970     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE) return FalseResult;
12971     if (CommonResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) return CommonResult;
12972     if (FalseResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated &&
12973         Exp->getCommon()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) != 0) return NoDiag();
12974     return FalseResult;
12975   }
12976   case Expr::ConditionalOperatorClass: {
12977     const ConditionalOperator *Exp = cast<ConditionalOperator>(E);
12978     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
12979     // then only the true side is actually considered in an integer constant
12980     // expression, and it is fully evaluated.  This is an important GNU
12981     // extension.  See GCC PR38377 for discussion.
12982     if (const CallExpr *CallCE
12983         = dyn_cast<CallExpr>(Exp->getCond()->IgnoreParenCasts()))
12984       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
12985         return CheckEvalInICE(E, Ctx);
12986     ICEDiag CondResult = CheckICE(Exp->getCond(), Ctx);
12987     if (CondResult.Kind == IK_NotICE)
12988       return CondResult;
12989
12990     ICEDiag TrueResult = CheckICE(Exp->getTrueExpr(), Ctx);
12991     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
12992
12993     if (TrueResult.Kind == IK_NotICE)
12994       return TrueResult;
12995     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE)
12996       return FalseResult;
12997     if (CondResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated)
12998       return CondResult;
12999     if (TrueResult.Kind == IK_ICE && FalseResult.Kind == IK_ICE)
13000       return NoDiag();
13001     // Rare case where the diagnostics depend on which side is evaluated
13002     // Note that if we get here, CondResult is 0, and at least one of
13003     // TrueResult and FalseResult is non-zero.
13004     if (Exp->getCond()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0)
13005       return FalseResult;
13006     return TrueResult;
13007   }
13008   case Expr::CXXDefaultArgExprClass:
13009     return CheckICE(cast<CXXDefaultArgExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
13010   case Expr::CXXDefaultInitExprClass:
13011     return CheckICE(cast<CXXDefaultInitExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
13012   case Expr::ChooseExprClass: {
13013     return CheckICE(cast<ChooseExpr>(E)->getChosenSubExpr(), Ctx);
13014   }
13015   case Expr::BuiltinBitCastExprClass: {
13016     if (!checkBitCastConstexprEligibility(nullptr, Ctx, cast<CastExpr>(E)))
13017       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getBeginLoc());
13018     return CheckICE(cast<CastExpr>(E)->getSubExpr(), Ctx);
13019   }
13020   }
13021
13022   llvm_unreachable("Invalid StmtClass!");
13023 }
13024
13025 /// Evaluate an expression as a C++11 integral constant expression.
13026 static bool EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
13027                                                     const Expr *E,
13028                                                     llvm::APSInt *Value,
13029                                                     SourceLocation *Loc) {
13030   if (!E->getType()->isIntegralOrUnscopedEnumerationType()) {
13031     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
13032     return false;
13033   }
13034
13035   APValue Result;
13036   if (!E->isCXX11ConstantExpr(Ctx, &Result, Loc))
13037     return false;
13038
13039   if (!Result.isInt()) {
13040     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
13041     return false;
13042   }
13043
13044   if (Value) *Value = Result.getInt();
13045   return true;
13046 }
13047
13048 bool Expr::isIntegerConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
13049                                  SourceLocation *Loc) const {
13050   assert(!isValueDependent() &&
13051          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
13052
13053   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
13054     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, nullptr, Loc);
13055
13056   ICEDiag D = CheckICE(this, Ctx);
13057   if (D.Kind != IK_ICE) {
13058     if (Loc) *Loc = D.Loc;
13059     return false;
13060   }
13061   return true;
13062 }
13063
13064 bool Expr::isIntegerConstantExpr(llvm::APSInt &Value, const ASTContext &Ctx,
13065                                  SourceLocation *Loc, bool isEvaluated) const {
13066   assert(!isValueDependent() &&
13067          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
13068
13069   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
13070     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, &Value, Loc);
13071
13072   if (!isIntegerConstantExpr(Ctx, Loc))
13073     return false;
13074
13075   // The only possible side-effects here are due to UB discovered in the
13076   // evaluation (for instance, INT_MAX + 1). In such a case, we are still
13077   // required to treat the expression as an ICE, so we produce the folded
13078   // value.
13079   EvalResult ExprResult;
13080   Expr::EvalStatus Status;
13081   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
13082   Info.InConstantContext = true;
13083
13084   if (!::EvaluateAsInt(this, ExprResult, Ctx, SE_AllowSideEffects, Info))
13085     llvm_unreachable("ICE cannot be evaluated!");
13086
13087   Value = ExprResult.Val.getInt();
13088   return true;
13089 }
13090
13091 bool Expr::isCXX98IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx) const {
13092   assert(!isValueDependent() &&
13093          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
13094
13095   return CheckICE(this, Ctx).Kind == IK_ICE;
13096 }
13097
13098 bool Expr::isCXX11ConstantExpr(const ASTContext &Ctx, APValue *Result,
13099                                SourceLocation *Loc) const {
13100   assert(!isValueDependent() &&
13101          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
13102
13103   // We support this checking in C++98 mode in order to diagnose compatibility
13104   // issues.
13105   assert(Ctx.getLangOpts().CPlusPlus);
13106
13107   // Build evaluation settings.
13108   Expr::EvalStatus Status;
13109   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diags;
13110   Status.Diag = &Diags;
13111   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpression);
13112
13113   APValue Scratch;
13114   bool IsConstExpr = ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result ? *Result : Scratch);
13115
13116   if (!Diags.empty()) {
13117     IsConstExpr = false;
13118     if (Loc) *Loc = Diags[0].first;
13119   } else if (!IsConstExpr) {
13120     // FIXME: This shouldn't happen.
13121     if (Loc) *Loc = getExprLoc();
13122   }
13123
13124   return IsConstExpr;
13125 }
13126
13127 bool Expr::EvaluateWithSubstitution(APValue &Value, ASTContext &Ctx,
13128                                     const FunctionDecl *Callee,
13129                                     ArrayRef<const Expr*> Args,
13130                                     const Expr *This) const {
13131   assert(!isValueDependent() &&
13132          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
13133
13134   Expr::EvalStatus Status;
13135   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated);
13136   Info.InConstantContext = true;
13137
13138   LValue ThisVal;
13139   const LValue *ThisPtr = nullptr;
13140   if (This) {
13141 #ifndef NDEBUG
13142     auto *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
13143     assert(MD && "Don't provide `this` for non-methods.");
13144     assert(!MD->isStatic() && "Don't provide `this` for static methods.");
13145 #endif
13146     if (EvaluateObjectArgument(Info, This, ThisVal))
13147       ThisPtr = &ThisVal;
13148     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
13149       return false;
13150   }
13151
13152   ArgVector ArgValues(Args.size());
13153   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
13154        I != E; ++I) {
13155     if ((*I)->isValueDependent() ||
13156         !Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I))
13157       // If evaluation fails, throw away the argument entirely.
13158       ArgValues[I - Args.begin()] = APValue();
13159     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
13160       return false;
13161   }
13162
13163   // Build fake call to Callee.
13164   CallStackFrame Frame(Info, Callee->getLocation(), Callee, ThisPtr,
13165                        ArgValues.data());
13166   return Evaluate(Value, Info, this) && !Info.EvalStatus.HasSideEffects;
13167 }
13168
13169 bool Expr::isPotentialConstantExpr(const FunctionDecl *FD,
13170                                    SmallVectorImpl<
13171                                      PartialDiagnosticAt> &Diags) {
13172   // FIXME: It would be useful to check constexpr function templates, but at the
13173   // moment the constant expression evaluator cannot cope with the non-rigorous
13174   // ASTs which we build for dependent expressions.
13175   if (FD->isDependentContext())
13176     return true;
13177
13178   Expr::EvalStatus Status;
13179   Status.Diag = &Diags;
13180
13181   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
13182                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression);
13183   Info.InConstantContext = true;
13184
13185   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
13186   const CXXRecordDecl *RD = MD ? MD->getParent()->getCanonicalDecl() : nullptr;
13187
13188   // Fabricate an arbitrary expression on the stack and pretend that it
13189   // is a temporary being used as the 'this' pointer.
13190   LValue This;
13191   ImplicitValueInitExpr VIE(RD ? Info.Ctx.getRecordType(RD) : Info.Ctx.IntTy);
13192   This.set({&VIE, Info.CurrentCall->Index});
13193
13194   ArrayRef<const Expr*> Args;
13195
13196   APValue Scratch;
13197   if (const CXXConstructorDecl *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(FD)) {
13198     // Evaluate the call as a constant initializer, to allow the construction
13199     // of objects of non-literal types.
13200     Info.setEvaluatingDecl(This.getLValueBase(), Scratch);
13201     HandleConstructorCall(&VIE, This, Args, CD, Info, Scratch);
13202   } else {
13203     SourceLocation Loc = FD->getLocation();
13204     HandleFunctionCall(Loc, FD, (MD && MD->isInstance()) ? &This : nullptr,
13205                        Args, FD->getBody(), Info, Scratch, nullptr);
13206   }
13207
13208   return Diags.empty();
13209 }
13210
13211 bool Expr::isPotentialConstantExprUnevaluated(Expr *E,
13212                                               const FunctionDecl *FD,
13213                                               SmallVectorImpl<
13214                                                 PartialDiagnosticAt> &Diags) {
13215   assert(!E->isValueDependent() &&
13216          "Expression evaluator can't be called on a dependent expression.");
13217
13218   Expr::EvalStatus Status;
13219   Status.Diag = &Diags;
13220
13221   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
13222                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated);
13223   Info.InConstantContext = true;
13224
13225   // Fabricate a call stack frame to give the arguments a plausible cover story.
13226   ArrayRef<const Expr*> Args;
13227   ArgVector ArgValues(0);
13228   bool Success = EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info, FD);
13229   (void)Success;
13230   assert(Success &&
13231          "Failed to set up arguments for potential constant evaluation");
13232   CallStackFrame Frame(Info, SourceLocation(), FD, nullptr, ArgValues.data());
13233
13234   APValue ResultScratch;
13235   Evaluate(ResultScratch, Info, E);
13236   return Diags.empty();
13237 }
13238
13239 bool Expr::tryEvaluateObjectSize(uint64_t &Result, ASTContext &Ctx,
13240                                  unsigned Type) const {
13241   if (!getType()->isPointerType())
13242     return false;
13243
13244   Expr::EvalStatus Status;
13245   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
13246   return tryEvaluateBuiltinObjectSize(this, Type, Info, Result);
13247 }