]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/AST/ExprConstant.cpp
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ r304149, and update
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / AST / ExprConstant.cpp
1 //===--- ExprConstant.cpp - Expression Constant Evaluator -----------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the Expr constant evaluator.
11 //
12 // Constant expression evaluation produces four main results:
13 //
14 //  * A success/failure flag indicating whether constant folding was successful.
15 //    This is the 'bool' return value used by most of the code in this file. A
16 //    'false' return value indicates that constant folding has failed, and any
17 //    appropriate diagnostic has already been produced.
18 //
19 //  * An evaluated result, valid only if constant folding has not failed.
20 //
21 //  * A flag indicating if evaluation encountered (unevaluated) side-effects.
22 //    These arise in cases such as (sideEffect(), 0) and (sideEffect() || 1),
23 //    where it is possible to determine the evaluated result regardless.
24 //
25 //  * A set of notes indicating why the evaluation was not a constant expression
26 //    (under the C++11 / C++1y rules only, at the moment), or, if folding failed
27 //    too, why the expression could not be folded.
28 //
29 // If we are checking for a potential constant expression, failure to constant
30 // fold a potential constant sub-expression will be indicated by a 'false'
31 // return value (the expression could not be folded) and no diagnostic (the
32 // expression is not necessarily non-constant).
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #include "clang/AST/APValue.h"
37 #include "clang/AST/ASTContext.h"
38 #include "clang/AST/ASTDiagnostic.h"
39 #include "clang/AST/ASTLambda.h"
40 #include "clang/AST/CharUnits.h"
41 #include "clang/AST/Expr.h"
42 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
43 #include "clang/AST/StmtVisitor.h"
44 #include "clang/AST/TypeLoc.h"
45 #include "clang/Basic/Builtins.h"
46 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
47 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
48 #include <cstring>
49 #include <functional>
50
51 using namespace clang;
52 using llvm::APSInt;
53 using llvm::APFloat;
54
55 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B);
56
57 namespace {
58   struct LValue;
59   struct CallStackFrame;
60   struct EvalInfo;
61
62   static QualType getType(APValue::LValueBase B) {
63     if (!B) return QualType();
64     if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>())
65       return D->getType();
66
67     const Expr *Base = B.get<const Expr*>();
68
69     // For a materialized temporary, the type of the temporary we materialized
70     // may not be the type of the expression.
71     if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
72             dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
73       SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
74       SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
75       const Expr *Temp = MTE->GetTemporaryExpr();
76       const Expr *Inner = Temp->skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs,
77                                                                Adjustments);
78       // Keep any cv-qualifiers from the reference if we generated a temporary
79       // for it directly. Otherwise use the type after adjustment.
80       if (!Adjustments.empty())
81         return Inner->getType();
82     }
83
84     return Base->getType();
85   }
86
87   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
88   /// field or base class.
89   static
90   APValue::BaseOrMemberType getAsBaseOrMember(APValue::LValuePathEntry E) {
91     APValue::BaseOrMemberType Value;
92     Value.setFromOpaqueValue(E.BaseOrMember);
93     return Value;
94   }
95
96   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
97   /// field declaration.
98   static const FieldDecl *getAsField(APValue::LValuePathEntry E) {
99     return dyn_cast<FieldDecl>(getAsBaseOrMember(E).getPointer());
100   }
101   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
102   /// base class declaration.
103   static const CXXRecordDecl *getAsBaseClass(APValue::LValuePathEntry E) {
104     return dyn_cast<CXXRecordDecl>(getAsBaseOrMember(E).getPointer());
105   }
106   /// Determine whether this LValue path entry for a base class names a virtual
107   /// base class.
108   static bool isVirtualBaseClass(APValue::LValuePathEntry E) {
109     return getAsBaseOrMember(E).getInt();
110   }
111
112   /// Given a CallExpr, try to get the alloc_size attribute. May return null.
113   static const AllocSizeAttr *getAllocSizeAttr(const CallExpr *CE) {
114     const FunctionDecl *Callee = CE->getDirectCallee();
115     return Callee ? Callee->getAttr<AllocSizeAttr>() : nullptr;
116   }
117
118   /// Attempts to unwrap a CallExpr (with an alloc_size attribute) from an Expr.
119   /// This will look through a single cast.
120   ///
121   /// Returns null if we couldn't unwrap a function with alloc_size.
122   static const CallExpr *tryUnwrapAllocSizeCall(const Expr *E) {
123     if (!E->getType()->isPointerType())
124       return nullptr;
125
126     E = E->IgnoreParens();
127     // If we're doing a variable assignment from e.g. malloc(N), there will
128     // probably be a cast of some kind. Ignore it.
129     if (const auto *Cast = dyn_cast<CastExpr>(E))
130       E = Cast->getSubExpr()->IgnoreParens();
131
132     if (const auto *CE = dyn_cast<CallExpr>(E))
133       return getAllocSizeAttr(CE) ? CE : nullptr;
134     return nullptr;
135   }
136
137   /// Determines whether or not the given Base contains a call to a function
138   /// with the alloc_size attribute.
139   static bool isBaseAnAllocSizeCall(APValue::LValueBase Base) {
140     const auto *E = Base.dyn_cast<const Expr *>();
141     return E && E->getType()->isPointerType() && tryUnwrapAllocSizeCall(E);
142   }
143
144   /// Determines if an LValue with the given LValueBase will have an unsized
145   /// array in its designator.
146   /// Find the path length and type of the most-derived subobject in the given
147   /// path, and find the size of the containing array, if any.
148   static unsigned
149   findMostDerivedSubobject(ASTContext &Ctx, APValue::LValueBase Base,
150                            ArrayRef<APValue::LValuePathEntry> Path,
151                            uint64_t &ArraySize, QualType &Type, bool &IsArray) {
152     // This only accepts LValueBases from APValues, and APValues don't support
153     // arrays that lack size info.
154     assert(!isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
155            "Unsized arrays shouldn't appear here");
156     unsigned MostDerivedLength = 0;
157     Type = getType(Base);
158
159     for (unsigned I = 0, N = Path.size(); I != N; ++I) {
160       if (Type->isArrayType()) {
161         const ConstantArrayType *CAT =
162             cast<ConstantArrayType>(Ctx.getAsArrayType(Type));
163         Type = CAT->getElementType();
164         ArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
165         MostDerivedLength = I + 1;
166         IsArray = true;
167       } else if (Type->isAnyComplexType()) {
168         const ComplexType *CT = Type->castAs<ComplexType>();
169         Type = CT->getElementType();
170         ArraySize = 2;
171         MostDerivedLength = I + 1;
172         IsArray = true;
173       } else if (const FieldDecl *FD = getAsField(Path[I])) {
174         Type = FD->getType();
175         ArraySize = 0;
176         MostDerivedLength = I + 1;
177         IsArray = false;
178       } else {
179         // Path[I] describes a base class.
180         ArraySize = 0;
181         IsArray = false;
182       }
183     }
184     return MostDerivedLength;
185   }
186
187   // The order of this enum is important for diagnostics.
188   enum CheckSubobjectKind {
189     CSK_Base, CSK_Derived, CSK_Field, CSK_ArrayToPointer, CSK_ArrayIndex,
190     CSK_This, CSK_Real, CSK_Imag
191   };
192
193   /// A path from a glvalue to a subobject of that glvalue.
194   struct SubobjectDesignator {
195     /// True if the subobject was named in a manner not supported by C++11. Such
196     /// lvalues can still be folded, but they are not core constant expressions
197     /// and we cannot perform lvalue-to-rvalue conversions on them.
198     unsigned Invalid : 1;
199
200     /// Is this a pointer one past the end of an object?
201     unsigned IsOnePastTheEnd : 1;
202
203     /// Indicator of whether the first entry is an unsized array.
204     unsigned FirstEntryIsAnUnsizedArray : 1;
205
206     /// Indicator of whether the most-derived object is an array element.
207     unsigned MostDerivedIsArrayElement : 1;
208
209     /// The length of the path to the most-derived object of which this is a
210     /// subobject.
211     unsigned MostDerivedPathLength : 28;
212
213     /// The size of the array of which the most-derived object is an element.
214     /// This will always be 0 if the most-derived object is not an array
215     /// element. 0 is not an indicator of whether or not the most-derived object
216     /// is an array, however, because 0-length arrays are allowed.
217     ///
218     /// If the current array is an unsized array, the value of this is
219     /// undefined.
220     uint64_t MostDerivedArraySize;
221
222     /// The type of the most derived object referred to by this address.
223     QualType MostDerivedType;
224
225     typedef APValue::LValuePathEntry PathEntry;
226
227     /// The entries on the path from the glvalue to the designated subobject.
228     SmallVector<PathEntry, 8> Entries;
229
230     SubobjectDesignator() : Invalid(true) {}
231
232     explicit SubobjectDesignator(QualType T)
233         : Invalid(false), IsOnePastTheEnd(false),
234           FirstEntryIsAnUnsizedArray(false), MostDerivedIsArrayElement(false),
235           MostDerivedPathLength(0), MostDerivedArraySize(0),
236           MostDerivedType(T) {}
237
238     SubobjectDesignator(ASTContext &Ctx, const APValue &V)
239         : Invalid(!V.isLValue() || !V.hasLValuePath()), IsOnePastTheEnd(false),
240           FirstEntryIsAnUnsizedArray(false), MostDerivedIsArrayElement(false),
241           MostDerivedPathLength(0), MostDerivedArraySize(0) {
242       assert(V.isLValue() && "Non-LValue used to make an LValue designator?");
243       if (!Invalid) {
244         IsOnePastTheEnd = V.isLValueOnePastTheEnd();
245         ArrayRef<PathEntry> VEntries = V.getLValuePath();
246         Entries.insert(Entries.end(), VEntries.begin(), VEntries.end());
247         if (V.getLValueBase()) {
248           bool IsArray = false;
249           MostDerivedPathLength = findMostDerivedSubobject(
250               Ctx, V.getLValueBase(), V.getLValuePath(), MostDerivedArraySize,
251               MostDerivedType, IsArray);
252           MostDerivedIsArrayElement = IsArray;
253         }
254       }
255     }
256
257     void setInvalid() {
258       Invalid = true;
259       Entries.clear();
260     }
261
262     /// Determine whether the most derived subobject is an array without a
263     /// known bound.
264     bool isMostDerivedAnUnsizedArray() const {
265       assert(!Invalid && "Calling this makes no sense on invalid designators");
266       return Entries.size() == 1 && FirstEntryIsAnUnsizedArray;
267     }
268
269     /// Determine what the most derived array's size is. Results in an assertion
270     /// failure if the most derived array lacks a size.
271     uint64_t getMostDerivedArraySize() const {
272       assert(!isMostDerivedAnUnsizedArray() && "Unsized array has no size");
273       return MostDerivedArraySize;
274     }
275
276     /// Determine whether this is a one-past-the-end pointer.
277     bool isOnePastTheEnd() const {
278       assert(!Invalid);
279       if (IsOnePastTheEnd)
280         return true;
281       if (!isMostDerivedAnUnsizedArray() && MostDerivedIsArrayElement &&
282           Entries[MostDerivedPathLength - 1].ArrayIndex == MostDerivedArraySize)
283         return true;
284       return false;
285     }
286
287     /// Check that this refers to a valid subobject.
288     bool isValidSubobject() const {
289       if (Invalid)
290         return false;
291       return !isOnePastTheEnd();
292     }
293     /// Check that this refers to a valid subobject, and if not, produce a
294     /// relevant diagnostic and set the designator as invalid.
295     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK);
296
297     /// Update this designator to refer to the first element within this array.
298     void addArrayUnchecked(const ConstantArrayType *CAT) {
299       PathEntry Entry;
300       Entry.ArrayIndex = 0;
301       Entries.push_back(Entry);
302
303       // This is a most-derived object.
304       MostDerivedType = CAT->getElementType();
305       MostDerivedIsArrayElement = true;
306       MostDerivedArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
307       MostDerivedPathLength = Entries.size();
308     }
309     /// Update this designator to refer to the first element within the array of
310     /// elements of type T. This is an array of unknown size.
311     void addUnsizedArrayUnchecked(QualType ElemTy) {
312       PathEntry Entry;
313       Entry.ArrayIndex = 0;
314       Entries.push_back(Entry);
315
316       MostDerivedType = ElemTy;
317       MostDerivedIsArrayElement = true;
318       // The value in MostDerivedArraySize is undefined in this case. So, set it
319       // to an arbitrary value that's likely to loudly break things if it's
320       // used.
321       MostDerivedArraySize = std::numeric_limits<uint64_t>::max() / 2;
322       MostDerivedPathLength = Entries.size();
323     }
324     /// Update this designator to refer to the given base or member of this
325     /// object.
326     void addDeclUnchecked(const Decl *D, bool Virtual = false) {
327       PathEntry Entry;
328       APValue::BaseOrMemberType Value(D, Virtual);
329       Entry.BaseOrMember = Value.getOpaqueValue();
330       Entries.push_back(Entry);
331
332       // If this isn't a base class, it's a new most-derived object.
333       if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(D)) {
334         MostDerivedType = FD->getType();
335         MostDerivedIsArrayElement = false;
336         MostDerivedArraySize = 0;
337         MostDerivedPathLength = Entries.size();
338       }
339     }
340     /// Update this designator to refer to the given complex component.
341     void addComplexUnchecked(QualType EltTy, bool Imag) {
342       PathEntry Entry;
343       Entry.ArrayIndex = Imag;
344       Entries.push_back(Entry);
345
346       // This is technically a most-derived object, though in practice this
347       // is unlikely to matter.
348       MostDerivedType = EltTy;
349       MostDerivedIsArrayElement = true;
350       MostDerivedArraySize = 2;
351       MostDerivedPathLength = Entries.size();
352     }
353     void diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
354                                    const APSInt &N);
355     /// Add N to the address of this subobject.
356     void adjustIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E, APSInt N) {
357       if (Invalid || !N) return;
358       uint64_t TruncatedN = N.extOrTrunc(64).getZExtValue();
359       if (isMostDerivedAnUnsizedArray()) {
360         // Can't verify -- trust that the user is doing the right thing (or if
361         // not, trust that the caller will catch the bad behavior).
362         // FIXME: Should we reject if this overflows, at least?
363         Entries.back().ArrayIndex += TruncatedN;
364         return;
365       }
366
367       // [expr.add]p4: For the purposes of these operators, a pointer to a
368       // nonarray object behaves the same as a pointer to the first element of
369       // an array of length one with the type of the object as its element type.
370       bool IsArray = MostDerivedPathLength == Entries.size() &&
371                      MostDerivedIsArrayElement;
372       uint64_t ArrayIndex =
373           IsArray ? Entries.back().ArrayIndex : (uint64_t)IsOnePastTheEnd;
374       uint64_t ArraySize =
375           IsArray ? getMostDerivedArraySize() : (uint64_t)1;
376
377       if (N < -(int64_t)ArrayIndex || N > ArraySize - ArrayIndex) {
378         // Calculate the actual index in a wide enough type, so we can include
379         // it in the note.
380         N = N.extend(std::max<unsigned>(N.getBitWidth() + 1, 65));
381         (llvm::APInt&)N += ArrayIndex;
382         assert(N.ugt(ArraySize) && "bounds check failed for in-bounds index");
383         diagnosePointerArithmetic(Info, E, N);
384         setInvalid();
385         return;
386       }
387
388       ArrayIndex += TruncatedN;
389       assert(ArrayIndex <= ArraySize &&
390              "bounds check succeeded for out-of-bounds index");
391
392       if (IsArray)
393         Entries.back().ArrayIndex = ArrayIndex;
394       else
395         IsOnePastTheEnd = (ArrayIndex != 0);
396     }
397   };
398
399   /// A stack frame in the constexpr call stack.
400   struct CallStackFrame {
401     EvalInfo &Info;
402
403     /// Parent - The caller of this stack frame.
404     CallStackFrame *Caller;
405
406     /// Callee - The function which was called.
407     const FunctionDecl *Callee;
408
409     /// This - The binding for the this pointer in this call, if any.
410     const LValue *This;
411
412     /// Arguments - Parameter bindings for this function call, indexed by
413     /// parameters' function scope indices.
414     APValue *Arguments;
415
416     // Note that we intentionally use std::map here so that references to
417     // values are stable.
418     typedef std::map<const void*, APValue> MapTy;
419     typedef MapTy::const_iterator temp_iterator;
420     /// Temporaries - Temporary lvalues materialized within this stack frame.
421     MapTy Temporaries;
422
423     /// CallLoc - The location of the call expression for this call.
424     SourceLocation CallLoc;
425
426     /// Index - The call index of this call.
427     unsigned Index;
428
429     // FIXME: Adding this to every 'CallStackFrame' may have a nontrivial impact
430     // on the overall stack usage of deeply-recursing constexpr evaluataions.
431     // (We should cache this map rather than recomputing it repeatedly.)
432     // But let's try this and see how it goes; we can look into caching the map
433     // as a later change.
434
435     /// LambdaCaptureFields - Mapping from captured variables/this to
436     /// corresponding data members in the closure class.
437     llvm::DenseMap<const VarDecl *, FieldDecl *> LambdaCaptureFields;
438     FieldDecl *LambdaThisCaptureField;
439
440     CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
441                    const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
442                    APValue *Arguments);
443     ~CallStackFrame();
444
445     APValue *getTemporary(const void *Key) {
446       MapTy::iterator I = Temporaries.find(Key);
447       return I == Temporaries.end() ? nullptr : &I->second;
448     }
449     APValue &createTemporary(const void *Key, bool IsLifetimeExtended);
450   };
451
452   /// Temporarily override 'this'.
453   class ThisOverrideRAII {
454   public:
455     ThisOverrideRAII(CallStackFrame &Frame, const LValue *NewThis, bool Enable)
456         : Frame(Frame), OldThis(Frame.This) {
457       if (Enable)
458         Frame.This = NewThis;
459     }
460     ~ThisOverrideRAII() {
461       Frame.This = OldThis;
462     }
463   private:
464     CallStackFrame &Frame;
465     const LValue *OldThis;
466   };
467
468   /// A partial diagnostic which we might know in advance that we are not going
469   /// to emit.
470   class OptionalDiagnostic {
471     PartialDiagnostic *Diag;
472
473   public:
474     explicit OptionalDiagnostic(PartialDiagnostic *Diag = nullptr)
475       : Diag(Diag) {}
476
477     template<typename T>
478     OptionalDiagnostic &operator<<(const T &v) {
479       if (Diag)
480         *Diag << v;
481       return *this;
482     }
483
484     OptionalDiagnostic &operator<<(const APSInt &I) {
485       if (Diag) {
486         SmallVector<char, 32> Buffer;
487         I.toString(Buffer);
488         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
489       }
490       return *this;
491     }
492
493     OptionalDiagnostic &operator<<(const APFloat &F) {
494       if (Diag) {
495         // FIXME: Force the precision of the source value down so we don't
496         // print digits which are usually useless (we don't really care here if
497         // we truncate a digit by accident in edge cases).  Ideally,
498         // APFloat::toString would automatically print the shortest 
499         // representation which rounds to the correct value, but it's a bit
500         // tricky to implement.
501         unsigned precision =
502             llvm::APFloat::semanticsPrecision(F.getSemantics());
503         precision = (precision * 59 + 195) / 196;
504         SmallVector<char, 32> Buffer;
505         F.toString(Buffer, precision);
506         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
507       }
508       return *this;
509     }
510   };
511
512   /// A cleanup, and a flag indicating whether it is lifetime-extended.
513   class Cleanup {
514     llvm::PointerIntPair<APValue*, 1, bool> Value;
515
516   public:
517     Cleanup(APValue *Val, bool IsLifetimeExtended)
518         : Value(Val, IsLifetimeExtended) {}
519
520     bool isLifetimeExtended() const { return Value.getInt(); }
521     void endLifetime() {
522       *Value.getPointer() = APValue();
523     }
524   };
525
526   /// EvalInfo - This is a private struct used by the evaluator to capture
527   /// information about a subexpression as it is folded.  It retains information
528   /// about the AST context, but also maintains information about the folded
529   /// expression.
530   ///
531   /// If an expression could be evaluated, it is still possible it is not a C
532   /// "integer constant expression" or constant expression.  If not, this struct
533   /// captures information about how and why not.
534   ///
535   /// One bit of information passed *into* the request for constant folding
536   /// indicates whether the subexpression is "evaluated" or not according to C
537   /// rules.  For example, the RHS of (0 && foo()) is not evaluated.  We can
538   /// evaluate the expression regardless of what the RHS is, but C only allows
539   /// certain things in certain situations.
540   struct LLVM_ALIGNAS(/*alignof(uint64_t)*/ 8) EvalInfo {
541     ASTContext &Ctx;
542
543     /// EvalStatus - Contains information about the evaluation.
544     Expr::EvalStatus &EvalStatus;
545
546     /// CurrentCall - The top of the constexpr call stack.
547     CallStackFrame *CurrentCall;
548
549     /// CallStackDepth - The number of calls in the call stack right now.
550     unsigned CallStackDepth;
551
552     /// NextCallIndex - The next call index to assign.
553     unsigned NextCallIndex;
554
555     /// StepsLeft - The remaining number of evaluation steps we're permitted
556     /// to perform. This is essentially a limit for the number of statements
557     /// we will evaluate.
558     unsigned StepsLeft;
559
560     /// BottomFrame - The frame in which evaluation started. This must be
561     /// initialized after CurrentCall and CallStackDepth.
562     CallStackFrame BottomFrame;
563
564     /// A stack of values whose lifetimes end at the end of some surrounding
565     /// evaluation frame.
566     llvm::SmallVector<Cleanup, 16> CleanupStack;
567
568     /// EvaluatingDecl - This is the declaration whose initializer is being
569     /// evaluated, if any.
570     APValue::LValueBase EvaluatingDecl;
571
572     /// EvaluatingDeclValue - This is the value being constructed for the
573     /// declaration whose initializer is being evaluated, if any.
574     APValue *EvaluatingDeclValue;
575
576     /// The current array initialization index, if we're performing array
577     /// initialization.
578     uint64_t ArrayInitIndex = -1;
579
580     /// HasActiveDiagnostic - Was the previous diagnostic stored? If so, further
581     /// notes attached to it will also be stored, otherwise they will not be.
582     bool HasActiveDiagnostic;
583
584     /// \brief Have we emitted a diagnostic explaining why we couldn't constant
585     /// fold (not just why it's not strictly a constant expression)?
586     bool HasFoldFailureDiagnostic;
587
588     /// \brief Whether or not we're currently speculatively evaluating.
589     bool IsSpeculativelyEvaluating;
590
591     enum EvaluationMode {
592       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
593       /// is not a constant expression.
594       EM_ConstantExpression,
595
596       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
597       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
598       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
599       /// a constant expression.
600       EM_PotentialConstantExpression,
601
602       /// Fold the expression to a constant. Stop if we hit a side-effect that
603       /// we can't model.
604       EM_ConstantFold,
605
606       /// Evaluate the expression looking for integer overflow and similar
607       /// issues. Don't worry about side-effects, and try to visit all
608       /// subexpressions.
609       EM_EvaluateForOverflow,
610
611       /// Evaluate in any way we know how. Don't worry about side-effects that
612       /// can't be modeled.
613       EM_IgnoreSideEffects,
614
615       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
616       /// is not a constant expression. Some expressions can be retried in the
617       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
618       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
619       /// gets a chance to look at it.
620       EM_ConstantExpressionUnevaluated,
621
622       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
623       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
624       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
625       /// a constant expression. Some expressions can be retried in the
626       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
627       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
628       /// gets a chance to look at it.
629       EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated,
630
631       /// Evaluate as a constant expression. In certain scenarios, if:
632       /// - we find a MemberExpr with a base that can't be evaluated, or
633       /// - we find a variable initialized with a call to a function that has
634       ///   the alloc_size attribute on it
635       /// then we may consider evaluation to have succeeded.
636       ///
637       /// In either case, the LValue returned shall have an invalid base; in the
638       /// former, the base will be the invalid MemberExpr, in the latter, the
639       /// base will be either the alloc_size CallExpr or a CastExpr wrapping
640       /// said CallExpr.
641       EM_OffsetFold,
642     } EvalMode;
643
644     /// Are we checking whether the expression is a potential constant
645     /// expression?
646     bool checkingPotentialConstantExpression() const {
647       return EvalMode == EM_PotentialConstantExpression ||
648              EvalMode == EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated;
649     }
650
651     /// Are we checking an expression for overflow?
652     // FIXME: We should check for any kind of undefined or suspicious behavior
653     // in such constructs, not just overflow.
654     bool checkingForOverflow() { return EvalMode == EM_EvaluateForOverflow; }
655
656     EvalInfo(const ASTContext &C, Expr::EvalStatus &S, EvaluationMode Mode)
657       : Ctx(const_cast<ASTContext &>(C)), EvalStatus(S), CurrentCall(nullptr),
658         CallStackDepth(0), NextCallIndex(1),
659         StepsLeft(getLangOpts().ConstexprStepLimit),
660         BottomFrame(*this, SourceLocation(), nullptr, nullptr, nullptr),
661         EvaluatingDecl((const ValueDecl *)nullptr),
662         EvaluatingDeclValue(nullptr), HasActiveDiagnostic(false),
663         HasFoldFailureDiagnostic(false), IsSpeculativelyEvaluating(false),
664         EvalMode(Mode) {}
665
666     void setEvaluatingDecl(APValue::LValueBase Base, APValue &Value) {
667       EvaluatingDecl = Base;
668       EvaluatingDeclValue = &Value;
669     }
670
671     const LangOptions &getLangOpts() const { return Ctx.getLangOpts(); }
672
673     bool CheckCallLimit(SourceLocation Loc) {
674       // Don't perform any constexpr calls (other than the call we're checking)
675       // when checking a potential constant expression.
676       if (checkingPotentialConstantExpression() && CallStackDepth > 1)
677         return false;
678       if (NextCallIndex == 0) {
679         // NextCallIndex has wrapped around.
680         FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_call_limit_exceeded);
681         return false;
682       }
683       if (CallStackDepth <= getLangOpts().ConstexprCallDepth)
684         return true;
685       FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_depth_limit_exceeded)
686         << getLangOpts().ConstexprCallDepth;
687       return false;
688     }
689
690     CallStackFrame *getCallFrame(unsigned CallIndex) {
691       assert(CallIndex && "no call index in getCallFrame");
692       // We will eventually hit BottomFrame, which has Index 1, so Frame can't
693       // be null in this loop.
694       CallStackFrame *Frame = CurrentCall;
695       while (Frame->Index > CallIndex)
696         Frame = Frame->Caller;
697       return (Frame->Index == CallIndex) ? Frame : nullptr;
698     }
699
700     bool nextStep(const Stmt *S) {
701       if (!StepsLeft) {
702         FFDiag(S->getLocStart(), diag::note_constexpr_step_limit_exceeded);
703         return false;
704       }
705       --StepsLeft;
706       return true;
707     }
708
709   private:
710     /// Add a diagnostic to the diagnostics list.
711     PartialDiagnostic &addDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
712       PartialDiagnostic PD(DiagId, Ctx.getDiagAllocator());
713       EvalStatus.Diag->push_back(std::make_pair(Loc, PD));
714       return EvalStatus.Diag->back().second;
715     }
716
717     /// Add notes containing a call stack to the current point of evaluation.
718     void addCallStack(unsigned Limit);
719
720   private:
721     OptionalDiagnostic Diag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId,
722                             unsigned ExtraNotes, bool IsCCEDiag) {
723     
724       if (EvalStatus.Diag) {
725         // If we have a prior diagnostic, it will be noting that the expression
726         // isn't a constant expression. This diagnostic is more important,
727         // unless we require this evaluation to produce a constant expression.
728         //
729         // FIXME: We might want to show both diagnostics to the user in
730         // EM_ConstantFold mode.
731         if (!EvalStatus.Diag->empty()) {
732           switch (EvalMode) {
733           case EM_ConstantFold:
734           case EM_IgnoreSideEffects:
735           case EM_EvaluateForOverflow:
736             if (!HasFoldFailureDiagnostic)
737               break;
738             // We've already failed to fold something. Keep that diagnostic.
739           case EM_ConstantExpression:
740           case EM_PotentialConstantExpression:
741           case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
742           case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
743           case EM_OffsetFold:
744             HasActiveDiagnostic = false;
745             return OptionalDiagnostic();
746           }
747         }
748
749         unsigned CallStackNotes = CallStackDepth - 1;
750         unsigned Limit = Ctx.getDiagnostics().getConstexprBacktraceLimit();
751         if (Limit)
752           CallStackNotes = std::min(CallStackNotes, Limit + 1);
753         if (checkingPotentialConstantExpression())
754           CallStackNotes = 0;
755
756         HasActiveDiagnostic = true;
757         HasFoldFailureDiagnostic = !IsCCEDiag;
758         EvalStatus.Diag->clear();
759         EvalStatus.Diag->reserve(1 + ExtraNotes + CallStackNotes);
760         addDiag(Loc, DiagId);
761         if (!checkingPotentialConstantExpression())
762           addCallStack(Limit);
763         return OptionalDiagnostic(&(*EvalStatus.Diag)[0].second);
764       }
765       HasActiveDiagnostic = false;
766       return OptionalDiagnostic();
767     }
768   public:
769     // Diagnose that the evaluation could not be folded (FF => FoldFailure)
770     OptionalDiagnostic
771     FFDiag(SourceLocation Loc,
772           diag::kind DiagId = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
773           unsigned ExtraNotes = 0) {
774       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, false);
775     }
776     
777     OptionalDiagnostic FFDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
778                               = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
779                             unsigned ExtraNotes = 0) {
780       if (EvalStatus.Diag)
781         return Diag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes, /*IsCCEDiag*/false);
782       HasActiveDiagnostic = false;
783       return OptionalDiagnostic();
784     }
785
786     /// Diagnose that the evaluation does not produce a C++11 core constant
787     /// expression.
788     ///
789     /// FIXME: Stop evaluating if we're in EM_ConstantExpression or
790     /// EM_PotentialConstantExpression mode and we produce one of these.
791     OptionalDiagnostic CCEDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId
792                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
793                                unsigned ExtraNotes = 0) {
794       // Don't override a previous diagnostic. Don't bother collecting
795       // diagnostics if we're evaluating for overflow.
796       if (!EvalStatus.Diag || !EvalStatus.Diag->empty()) {
797         HasActiveDiagnostic = false;
798         return OptionalDiagnostic();
799       }
800       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, true);
801     }
802     OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
803                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
804                                unsigned ExtraNotes = 0) {
805       return CCEDiag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes);
806     }
807     /// Add a note to a prior diagnostic.
808     OptionalDiagnostic Note(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
809       if (!HasActiveDiagnostic)
810         return OptionalDiagnostic();
811       return OptionalDiagnostic(&addDiag(Loc, DiagId));
812     }
813
814     /// Add a stack of notes to a prior diagnostic.
815     void addNotes(ArrayRef<PartialDiagnosticAt> Diags) {
816       if (HasActiveDiagnostic) {
817         EvalStatus.Diag->insert(EvalStatus.Diag->end(),
818                                 Diags.begin(), Diags.end());
819       }
820     }
821
822     /// Should we continue evaluation after encountering a side-effect that we
823     /// couldn't model?
824     bool keepEvaluatingAfterSideEffect() {
825       switch (EvalMode) {
826       case EM_PotentialConstantExpression:
827       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
828       case EM_EvaluateForOverflow:
829       case EM_IgnoreSideEffects:
830         return true;
831
832       case EM_ConstantExpression:
833       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
834       case EM_ConstantFold:
835       case EM_OffsetFold:
836         return false;
837       }
838       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
839     }
840
841     /// Note that we have had a side-effect, and determine whether we should
842     /// keep evaluating.
843     bool noteSideEffect() {
844       EvalStatus.HasSideEffects = true;
845       return keepEvaluatingAfterSideEffect();
846     }
847
848     /// Should we continue evaluation after encountering undefined behavior?
849     bool keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior() {
850       switch (EvalMode) {
851       case EM_EvaluateForOverflow:
852       case EM_IgnoreSideEffects:
853       case EM_ConstantFold:
854       case EM_OffsetFold:
855         return true;
856
857       case EM_PotentialConstantExpression:
858       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
859       case EM_ConstantExpression:
860       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
861         return false;
862       }
863       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
864     }
865
866     /// Note that we hit something that was technically undefined behavior, but
867     /// that we can evaluate past it (such as signed overflow or floating-point
868     /// division by zero.)
869     bool noteUndefinedBehavior() {
870       EvalStatus.HasUndefinedBehavior = true;
871       return keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior();
872     }
873
874     /// Should we continue evaluation as much as possible after encountering a
875     /// construct which can't be reduced to a value?
876     bool keepEvaluatingAfterFailure() {
877       if (!StepsLeft)
878         return false;
879
880       switch (EvalMode) {
881       case EM_PotentialConstantExpression:
882       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
883       case EM_EvaluateForOverflow:
884         return true;
885
886       case EM_ConstantExpression:
887       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
888       case EM_ConstantFold:
889       case EM_IgnoreSideEffects:
890       case EM_OffsetFold:
891         return false;
892       }
893       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
894     }
895
896     /// Notes that we failed to evaluate an expression that other expressions
897     /// directly depend on, and determine if we should keep evaluating. This
898     /// should only be called if we actually intend to keep evaluating.
899     ///
900     /// Call noteSideEffect() instead if we may be able to ignore the value that
901     /// we failed to evaluate, e.g. if we failed to evaluate Foo() in:
902     ///
903     /// (Foo(), 1)      // use noteSideEffect
904     /// (Foo() || true) // use noteSideEffect
905     /// Foo() + 1       // use noteFailure
906     LLVM_NODISCARD bool noteFailure() {
907       // Failure when evaluating some expression often means there is some
908       // subexpression whose evaluation was skipped. Therefore, (because we
909       // don't track whether we skipped an expression when unwinding after an
910       // evaluation failure) every evaluation failure that bubbles up from a
911       // subexpression implies that a side-effect has potentially happened. We
912       // skip setting the HasSideEffects flag to true until we decide to
913       // continue evaluating after that point, which happens here.
914       bool KeepGoing = keepEvaluatingAfterFailure();
915       EvalStatus.HasSideEffects |= KeepGoing;
916       return KeepGoing;
917     }
918
919     class ArrayInitLoopIndex {
920       EvalInfo &Info;
921       uint64_t OuterIndex;
922
923     public:
924       ArrayInitLoopIndex(EvalInfo &Info)
925           : Info(Info), OuterIndex(Info.ArrayInitIndex) {
926         Info.ArrayInitIndex = 0;
927       }
928       ~ArrayInitLoopIndex() { Info.ArrayInitIndex = OuterIndex; }
929
930       operator uint64_t&() { return Info.ArrayInitIndex; }
931     };
932   };
933
934   /// Object used to treat all foldable expressions as constant expressions.
935   struct FoldConstant {
936     EvalInfo &Info;
937     bool Enabled;
938     bool HadNoPriorDiags;
939     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
940
941     explicit FoldConstant(EvalInfo &Info, bool Enabled)
942       : Info(Info),
943         Enabled(Enabled),
944         HadNoPriorDiags(Info.EvalStatus.Diag &&
945                         Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
946                         !Info.EvalStatus.HasSideEffects),
947         OldMode(Info.EvalMode) {
948       if (Enabled &&
949           (Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpression ||
950            Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated))
951         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_ConstantFold;
952     }
953     void keepDiagnostics() { Enabled = false; }
954     ~FoldConstant() {
955       if (Enabled && HadNoPriorDiags && !Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
956           !Info.EvalStatus.HasSideEffects)
957         Info.EvalStatus.Diag->clear();
958       Info.EvalMode = OldMode;
959     }
960   };
961
962   /// RAII object used to treat the current evaluation as the correct pointer
963   /// offset fold for the current EvalMode
964   struct FoldOffsetRAII {
965     EvalInfo &Info;
966     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
967     explicit FoldOffsetRAII(EvalInfo &Info)
968         : Info(Info), OldMode(Info.EvalMode) {
969       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
970         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_OffsetFold;
971     }
972
973     ~FoldOffsetRAII() { Info.EvalMode = OldMode; }
974   };
975
976   /// RAII object used to optionally suppress diagnostics and side-effects from
977   /// a speculative evaluation.
978   class SpeculativeEvaluationRAII {
979     /// Pair of EvalInfo, and a bit that stores whether or not we were
980     /// speculatively evaluating when we created this RAII.
981     llvm::PointerIntPair<EvalInfo *, 1, bool> InfoAndOldSpecEval;
982     Expr::EvalStatus Old;
983
984     void moveFromAndCancel(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
985       InfoAndOldSpecEval = Other.InfoAndOldSpecEval;
986       Old = Other.Old;
987       Other.InfoAndOldSpecEval.setPointer(nullptr);
988     }
989
990     void maybeRestoreState() {
991       EvalInfo *Info = InfoAndOldSpecEval.getPointer();
992       if (!Info)
993         return;
994
995       Info->EvalStatus = Old;
996       Info->IsSpeculativelyEvaluating = InfoAndOldSpecEval.getInt();
997     }
998
999   public:
1000     SpeculativeEvaluationRAII() = default;
1001
1002     SpeculativeEvaluationRAII(
1003         EvalInfo &Info, SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *NewDiag = nullptr)
1004         : InfoAndOldSpecEval(&Info, Info.IsSpeculativelyEvaluating),
1005           Old(Info.EvalStatus) {
1006       Info.EvalStatus.Diag = NewDiag;
1007       Info.IsSpeculativelyEvaluating = true;
1008     }
1009
1010     SpeculativeEvaluationRAII(const SpeculativeEvaluationRAII &Other) = delete;
1011     SpeculativeEvaluationRAII(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1012       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1013     }
1014
1015     SpeculativeEvaluationRAII &operator=(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1016       maybeRestoreState();
1017       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1018       return *this;
1019     }
1020
1021     ~SpeculativeEvaluationRAII() { maybeRestoreState(); }
1022   };
1023
1024   /// RAII object wrapping a full-expression or block scope, and handling
1025   /// the ending of the lifetime of temporaries created within it.
1026   template<bool IsFullExpression>
1027   class ScopeRAII {
1028     EvalInfo &Info;
1029     unsigned OldStackSize;
1030   public:
1031     ScopeRAII(EvalInfo &Info)
1032         : Info(Info), OldStackSize(Info.CleanupStack.size()) {}
1033     ~ScopeRAII() {
1034       // Body moved to a static method to encourage the compiler to inline away
1035       // instances of this class.
1036       cleanup(Info, OldStackSize);
1037     }
1038   private:
1039     static void cleanup(EvalInfo &Info, unsigned OldStackSize) {
1040       unsigned NewEnd = OldStackSize;
1041       for (unsigned I = OldStackSize, N = Info.CleanupStack.size();
1042            I != N; ++I) {
1043         if (IsFullExpression && Info.CleanupStack[I].isLifetimeExtended()) {
1044           // Full-expression cleanup of a lifetime-extended temporary: nothing
1045           // to do, just move this cleanup to the right place in the stack.
1046           std::swap(Info.CleanupStack[I], Info.CleanupStack[NewEnd]);
1047           ++NewEnd;
1048         } else {
1049           // End the lifetime of the object.
1050           Info.CleanupStack[I].endLifetime();
1051         }
1052       }
1053       Info.CleanupStack.erase(Info.CleanupStack.begin() + NewEnd,
1054                               Info.CleanupStack.end());
1055     }
1056   };
1057   typedef ScopeRAII<false> BlockScopeRAII;
1058   typedef ScopeRAII<true> FullExpressionRAII;
1059 }
1060
1061 bool SubobjectDesignator::checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1062                                          CheckSubobjectKind CSK) {
1063   if (Invalid)
1064     return false;
1065   if (isOnePastTheEnd()) {
1066     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_past_end_subobject)
1067       << CSK;
1068     setInvalid();
1069     return false;
1070   }
1071   return true;
1072 }
1073
1074 void SubobjectDesignator::diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info,
1075                                                     const Expr *E,
1076                                                     const APSInt &N) {
1077   // If we're complaining, we must be able to statically determine the size of
1078   // the most derived array.
1079   if (MostDerivedPathLength == Entries.size() && MostDerivedIsArrayElement)
1080     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1081       << N << /*array*/ 0
1082       << static_cast<unsigned>(getMostDerivedArraySize());
1083   else
1084     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1085       << N << /*non-array*/ 1;
1086   setInvalid();
1087 }
1088
1089 CallStackFrame::CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
1090                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
1091                                APValue *Arguments)
1092     : Info(Info), Caller(Info.CurrentCall), Callee(Callee), This(This),
1093       Arguments(Arguments), CallLoc(CallLoc), Index(Info.NextCallIndex++) {
1094   Info.CurrentCall = this;
1095   ++Info.CallStackDepth;
1096 }
1097
1098 CallStackFrame::~CallStackFrame() {
1099   assert(Info.CurrentCall == this && "calls retired out of order");
1100   --Info.CallStackDepth;
1101   Info.CurrentCall = Caller;
1102 }
1103
1104 APValue &CallStackFrame::createTemporary(const void *Key,
1105                                          bool IsLifetimeExtended) {
1106   APValue &Result = Temporaries[Key];
1107   assert(Result.isUninit() && "temporary created multiple times");
1108   Info.CleanupStack.push_back(Cleanup(&Result, IsLifetimeExtended));
1109   return Result;
1110 }
1111
1112 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out);
1113
1114 void EvalInfo::addCallStack(unsigned Limit) {
1115   // Determine which calls to skip, if any.
1116   unsigned ActiveCalls = CallStackDepth - 1;
1117   unsigned SkipStart = ActiveCalls, SkipEnd = SkipStart;
1118   if (Limit && Limit < ActiveCalls) {
1119     SkipStart = Limit / 2 + Limit % 2;
1120     SkipEnd = ActiveCalls - Limit / 2;
1121   }
1122
1123   // Walk the call stack and add the diagnostics.
1124   unsigned CallIdx = 0;
1125   for (CallStackFrame *Frame = CurrentCall; Frame != &BottomFrame;
1126        Frame = Frame->Caller, ++CallIdx) {
1127     // Skip this call?
1128     if (CallIdx >= SkipStart && CallIdx < SkipEnd) {
1129       if (CallIdx == SkipStart) {
1130         // Note that we're skipping calls.
1131         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_calls_suppressed)
1132           << unsigned(ActiveCalls - Limit);
1133       }
1134       continue;
1135     }
1136
1137     // Use a different note for an inheriting constructor, because from the
1138     // user's perspective it's not really a function at all.
1139     if (auto *CD = dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee)) {
1140       if (CD->isInheritingConstructor()) {
1141         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_inherited_ctor_call_here)
1142           << CD->getParent();
1143         continue;
1144       }
1145     }
1146
1147     SmallVector<char, 128> Buffer;
1148     llvm::raw_svector_ostream Out(Buffer);
1149     describeCall(Frame, Out);
1150     addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_call_here) << Out.str();
1151   }
1152 }
1153
1154 namespace {
1155   struct ComplexValue {
1156   private:
1157     bool IsInt;
1158
1159   public:
1160     APSInt IntReal, IntImag;
1161     APFloat FloatReal, FloatImag;
1162
1163     ComplexValue() : FloatReal(APFloat::Bogus()), FloatImag(APFloat::Bogus()) {}
1164
1165     void makeComplexFloat() { IsInt = false; }
1166     bool isComplexFloat() const { return !IsInt; }
1167     APFloat &getComplexFloatReal() { return FloatReal; }
1168     APFloat &getComplexFloatImag() { return FloatImag; }
1169
1170     void makeComplexInt() { IsInt = true; }
1171     bool isComplexInt() const { return IsInt; }
1172     APSInt &getComplexIntReal() { return IntReal; }
1173     APSInt &getComplexIntImag() { return IntImag; }
1174
1175     void moveInto(APValue &v) const {
1176       if (isComplexFloat())
1177         v = APValue(FloatReal, FloatImag);
1178       else
1179         v = APValue(IntReal, IntImag);
1180     }
1181     void setFrom(const APValue &v) {
1182       assert(v.isComplexFloat() || v.isComplexInt());
1183       if (v.isComplexFloat()) {
1184         makeComplexFloat();
1185         FloatReal = v.getComplexFloatReal();
1186         FloatImag = v.getComplexFloatImag();
1187       } else {
1188         makeComplexInt();
1189         IntReal = v.getComplexIntReal();
1190         IntImag = v.getComplexIntImag();
1191       }
1192     }
1193   };
1194
1195   struct LValue {
1196     APValue::LValueBase Base;
1197     CharUnits Offset;
1198     unsigned InvalidBase : 1;
1199     unsigned CallIndex : 31;
1200     SubobjectDesignator Designator;
1201     bool IsNullPtr;
1202
1203     const APValue::LValueBase getLValueBase() const { return Base; }
1204     CharUnits &getLValueOffset() { return Offset; }
1205     const CharUnits &getLValueOffset() const { return Offset; }
1206     unsigned getLValueCallIndex() const { return CallIndex; }
1207     SubobjectDesignator &getLValueDesignator() { return Designator; }
1208     const SubobjectDesignator &getLValueDesignator() const { return Designator;}
1209     bool isNullPointer() const { return IsNullPtr;}
1210
1211     void moveInto(APValue &V) const {
1212       if (Designator.Invalid)
1213         V = APValue(Base, Offset, APValue::NoLValuePath(), CallIndex,
1214                     IsNullPtr);
1215       else {
1216         assert(!InvalidBase && "APValues can't handle invalid LValue bases");
1217         assert(!Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray &&
1218                "Unsized array with a valid base?");
1219         V = APValue(Base, Offset, Designator.Entries,
1220                     Designator.IsOnePastTheEnd, CallIndex, IsNullPtr);
1221       }
1222     }
1223     void setFrom(ASTContext &Ctx, const APValue &V) {
1224       assert(V.isLValue() && "Setting LValue from a non-LValue?");
1225       Base = V.getLValueBase();
1226       Offset = V.getLValueOffset();
1227       InvalidBase = false;
1228       CallIndex = V.getLValueCallIndex();
1229       Designator = SubobjectDesignator(Ctx, V);
1230       IsNullPtr = V.isNullPointer();
1231     }
1232
1233     void set(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0, bool BInvalid = false) {
1234 #ifndef NDEBUG
1235       // We only allow a few types of invalid bases. Enforce that here.
1236       if (BInvalid) {
1237         const auto *E = B.get<const Expr *>();
1238         assert((isa<MemberExpr>(E) || tryUnwrapAllocSizeCall(E)) &&
1239                "Unexpected type of invalid base");
1240       }
1241 #endif
1242
1243       Base = B;
1244       Offset = CharUnits::fromQuantity(0);
1245       InvalidBase = BInvalid;
1246       CallIndex = I;
1247       Designator = SubobjectDesignator(getType(B));
1248       IsNullPtr = false;
1249     }
1250
1251     void setNull(QualType PointerTy, uint64_t TargetVal) {
1252       Base = (Expr *)nullptr;
1253       Offset = CharUnits::fromQuantity(TargetVal);
1254       InvalidBase = false;
1255       CallIndex = 0;
1256       Designator = SubobjectDesignator(PointerTy->getPointeeType());
1257       IsNullPtr = true;
1258     }
1259
1260     void setInvalid(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0) {
1261       set(B, I, true);
1262     }
1263
1264     // Check that this LValue is not based on a null pointer. If it is, produce
1265     // a diagnostic and mark the designator as invalid.
1266     bool checkNullPointer(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1267                           CheckSubobjectKind CSK) {
1268       if (Designator.Invalid)
1269         return false;
1270       if (IsNullPtr) {
1271         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_null_subobject)
1272           << CSK;
1273         Designator.setInvalid();
1274         return false;
1275       }
1276       return true;
1277     }
1278
1279     // Check this LValue refers to an object. If not, set the designator to be
1280     // invalid and emit a diagnostic.
1281     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK) {
1282       return (CSK == CSK_ArrayToPointer || checkNullPointer(Info, E, CSK)) &&
1283              Designator.checkSubobject(Info, E, CSK);
1284     }
1285
1286     void addDecl(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1287                  const Decl *D, bool Virtual = false) {
1288       if (checkSubobject(Info, E, isa<FieldDecl>(D) ? CSK_Field : CSK_Base))
1289         Designator.addDeclUnchecked(D, Virtual);
1290     }
1291     void addUnsizedArray(EvalInfo &Info, QualType ElemTy) {
1292       assert(Designator.Entries.empty() && getType(Base)->isPointerType());
1293       assert(isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
1294              "Only alloc_size bases can have unsized arrays");
1295       Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray = true;
1296       Designator.addUnsizedArrayUnchecked(ElemTy);
1297     }
1298     void addArray(EvalInfo &Info, const Expr *E, const ConstantArrayType *CAT) {
1299       if (checkSubobject(Info, E, CSK_ArrayToPointer))
1300         Designator.addArrayUnchecked(CAT);
1301     }
1302     void addComplex(EvalInfo &Info, const Expr *E, QualType EltTy, bool Imag) {
1303       if (checkSubobject(Info, E, Imag ? CSK_Imag : CSK_Real))
1304         Designator.addComplexUnchecked(EltTy, Imag);
1305     }
1306     void clearIsNullPointer() {
1307       IsNullPtr = false;
1308     }
1309     void adjustOffsetAndIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1310                               const APSInt &Index, CharUnits ElementSize) {
1311       // An index of 0 has no effect. (In C, adding 0 to a null pointer is UB,
1312       // but we're not required to diagnose it and it's valid in C++.)
1313       if (!Index)
1314         return;
1315
1316       // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
1317       // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
1318       // offsets.
1319       uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
1320       uint64_t ElemSize64 = ElementSize.getQuantity();
1321       uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
1322       Offset = CharUnits::fromQuantity(Offset64 + ElemSize64 * Index64);
1323
1324       if (checkNullPointer(Info, E, CSK_ArrayIndex))
1325         Designator.adjustIndex(Info, E, Index);
1326       clearIsNullPointer();
1327     }
1328     void adjustOffset(CharUnits N) {
1329       Offset += N;
1330       if (N.getQuantity())
1331         clearIsNullPointer();
1332     }
1333   };
1334
1335   struct MemberPtr {
1336     MemberPtr() {}
1337     explicit MemberPtr(const ValueDecl *Decl) :
1338       DeclAndIsDerivedMember(Decl, false), Path() {}
1339
1340     /// The member or (direct or indirect) field referred to by this member
1341     /// pointer, or 0 if this is a null member pointer.
1342     const ValueDecl *getDecl() const {
1343       return DeclAndIsDerivedMember.getPointer();
1344     }
1345     /// Is this actually a member of some type derived from the relevant class?
1346     bool isDerivedMember() const {
1347       return DeclAndIsDerivedMember.getInt();
1348     }
1349     /// Get the class which the declaration actually lives in.
1350     const CXXRecordDecl *getContainingRecord() const {
1351       return cast<CXXRecordDecl>(
1352           DeclAndIsDerivedMember.getPointer()->getDeclContext());
1353     }
1354
1355     void moveInto(APValue &V) const {
1356       V = APValue(getDecl(), isDerivedMember(), Path);
1357     }
1358     void setFrom(const APValue &V) {
1359       assert(V.isMemberPointer());
1360       DeclAndIsDerivedMember.setPointer(V.getMemberPointerDecl());
1361       DeclAndIsDerivedMember.setInt(V.isMemberPointerToDerivedMember());
1362       Path.clear();
1363       ArrayRef<const CXXRecordDecl*> P = V.getMemberPointerPath();
1364       Path.insert(Path.end(), P.begin(), P.end());
1365     }
1366
1367     /// DeclAndIsDerivedMember - The member declaration, and a flag indicating
1368     /// whether the member is a member of some class derived from the class type
1369     /// of the member pointer.
1370     llvm::PointerIntPair<const ValueDecl*, 1, bool> DeclAndIsDerivedMember;
1371     /// Path - The path of base/derived classes from the member declaration's
1372     /// class (exclusive) to the class type of the member pointer (inclusive).
1373     SmallVector<const CXXRecordDecl*, 4> Path;
1374
1375     /// Perform a cast towards the class of the Decl (either up or down the
1376     /// hierarchy).
1377     bool castBack(const CXXRecordDecl *Class) {
1378       assert(!Path.empty());
1379       const CXXRecordDecl *Expected;
1380       if (Path.size() >= 2)
1381         Expected = Path[Path.size() - 2];
1382       else
1383         Expected = getContainingRecord();
1384       if (Expected->getCanonicalDecl() != Class->getCanonicalDecl()) {
1385         // C++11 [expr.static.cast]p12: In a conversion from (D::*) to (B::*),
1386         // if B does not contain the original member and is not a base or
1387         // derived class of the class containing the original member, the result
1388         // of the cast is undefined.
1389         // C++11 [conv.mem]p2 does not cover this case for a cast from (B::*) to
1390         // (D::*). We consider that to be a language defect.
1391         return false;
1392       }
1393       Path.pop_back();
1394       return true;
1395     }
1396     /// Perform a base-to-derived member pointer cast.
1397     bool castToDerived(const CXXRecordDecl *Derived) {
1398       if (!getDecl())
1399         return true;
1400       if (!isDerivedMember()) {
1401         Path.push_back(Derived);
1402         return true;
1403       }
1404       if (!castBack(Derived))
1405         return false;
1406       if (Path.empty())
1407         DeclAndIsDerivedMember.setInt(false);
1408       return true;
1409     }
1410     /// Perform a derived-to-base member pointer cast.
1411     bool castToBase(const CXXRecordDecl *Base) {
1412       if (!getDecl())
1413         return true;
1414       if (Path.empty())
1415         DeclAndIsDerivedMember.setInt(true);
1416       if (isDerivedMember()) {
1417         Path.push_back(Base);
1418         return true;
1419       }
1420       return castBack(Base);
1421     }
1422   };
1423
1424   /// Compare two member pointers, which are assumed to be of the same type.
1425   static bool operator==(const MemberPtr &LHS, const MemberPtr &RHS) {
1426     if (!LHS.getDecl() || !RHS.getDecl())
1427       return !LHS.getDecl() && !RHS.getDecl();
1428     if (LHS.getDecl()->getCanonicalDecl() != RHS.getDecl()->getCanonicalDecl())
1429       return false;
1430     return LHS.Path == RHS.Path;
1431   }
1432 }
1433
1434 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E);
1435 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info,
1436                             const LValue &This, const Expr *E,
1437                             bool AllowNonLiteralTypes = false);
1438 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1439                            bool InvalidBaseOK = false);
1440 static bool EvaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1441                             bool InvalidBaseOK = false);
1442 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
1443                                   EvalInfo &Info);
1444 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info);
1445 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info);
1446 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
1447                                     EvalInfo &Info);
1448 static bool EvaluateFloat(const Expr *E, APFloat &Result, EvalInfo &Info);
1449 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Res, EvalInfo &Info);
1450 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
1451                            EvalInfo &Info);
1452 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result);
1453
1454 //===----------------------------------------------------------------------===//
1455 // Misc utilities
1456 //===----------------------------------------------------------------------===//
1457
1458 /// Negate an APSInt in place, converting it to a signed form if necessary, and
1459 /// preserving its value (by extending by up to one bit as needed).
1460 static void negateAsSigned(APSInt &Int) {
1461   if (Int.isUnsigned() || Int.isMinSignedValue()) {
1462     Int = Int.extend(Int.getBitWidth() + 1);
1463     Int.setIsSigned(true);
1464   }
1465   Int = -Int;
1466 }
1467
1468 /// Produce a string describing the given constexpr call.
1469 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out) {
1470   unsigned ArgIndex = 0;
1471   bool IsMemberCall = isa<CXXMethodDecl>(Frame->Callee) &&
1472                       !isa<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee) &&
1473                       cast<CXXMethodDecl>(Frame->Callee)->isInstance();
1474
1475   if (!IsMemberCall)
1476     Out << *Frame->Callee << '(';
1477
1478   if (Frame->This && IsMemberCall) {
1479     APValue Val;
1480     Frame->This->moveInto(Val);
1481     Val.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx,
1482                     Frame->This->Designator.MostDerivedType);
1483     // FIXME: Add parens around Val if needed.
1484     Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1485     IsMemberCall = false;
1486   }
1487
1488   for (FunctionDecl::param_const_iterator I = Frame->Callee->param_begin(),
1489        E = Frame->Callee->param_end(); I != E; ++I, ++ArgIndex) {
1490     if (ArgIndex > (unsigned)IsMemberCall)
1491       Out << ", ";
1492
1493     const ParmVarDecl *Param = *I;
1494     const APValue &Arg = Frame->Arguments[ArgIndex];
1495     Arg.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx, Param->getType());
1496
1497     if (ArgIndex == 0 && IsMemberCall)
1498       Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1499   }
1500
1501   Out << ')';
1502 }
1503
1504 /// Evaluate an expression to see if it had side-effects, and discard its
1505 /// result.
1506 /// \return \c true if the caller should keep evaluating.
1507 static bool EvaluateIgnoredValue(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
1508   APValue Scratch;
1509   if (!Evaluate(Scratch, Info, E))
1510     // We don't need the value, but we might have skipped a side effect here.
1511     return Info.noteSideEffect();
1512   return true;
1513 }
1514
1515 /// Should this call expression be treated as a string literal?
1516 static bool IsStringLiteralCall(const CallExpr *E) {
1517   unsigned Builtin = E->getBuiltinCallee();
1518   return (Builtin == Builtin::BI__builtin___CFStringMakeConstantString ||
1519           Builtin == Builtin::BI__builtin___NSStringMakeConstantString);
1520 }
1521
1522 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B) {
1523   // C++11 [expr.const]p3 An address constant expression is a prvalue core
1524   // constant expression of pointer type that evaluates to...
1525
1526   // ... a null pointer value, or a prvalue core constant expression of type
1527   // std::nullptr_t.
1528   if (!B) return true;
1529
1530   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1531     // ... the address of an object with static storage duration,
1532     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
1533       return VD->hasGlobalStorage();
1534     // ... the address of a function,
1535     return isa<FunctionDecl>(D);
1536   }
1537
1538   const Expr *E = B.get<const Expr*>();
1539   switch (E->getStmtClass()) {
1540   default:
1541     return false;
1542   case Expr::CompoundLiteralExprClass: {
1543     const CompoundLiteralExpr *CLE = cast<CompoundLiteralExpr>(E);
1544     return CLE->isFileScope() && CLE->isLValue();
1545   }
1546   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
1547     // A materialized temporary might have been lifetime-extended to static
1548     // storage duration.
1549     return cast<MaterializeTemporaryExpr>(E)->getStorageDuration() == SD_Static;
1550   // A string literal has static storage duration.
1551   case Expr::StringLiteralClass:
1552   case Expr::PredefinedExprClass:
1553   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
1554   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
1555   case Expr::CXXTypeidExprClass:
1556   case Expr::CXXUuidofExprClass:
1557     return true;
1558   case Expr::CallExprClass:
1559     return IsStringLiteralCall(cast<CallExpr>(E));
1560   // For GCC compatibility, &&label has static storage duration.
1561   case Expr::AddrLabelExprClass:
1562     return true;
1563   // A Block literal expression may be used as the initialization value for
1564   // Block variables at global or local static scope.
1565   case Expr::BlockExprClass:
1566     return !cast<BlockExpr>(E)->getBlockDecl()->hasCaptures();
1567   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
1568     // FIXME:
1569     // We can never form an lvalue with an implicit value initialization as its
1570     // base through expression evaluation, so these only appear in one case: the
1571     // implicit variable declaration we invent when checking whether a constexpr
1572     // constructor can produce a constant expression. We must assume that such
1573     // an expression might be a global lvalue.
1574     return true;
1575   }
1576 }
1577
1578 static void NoteLValueLocation(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base) {
1579   assert(Base && "no location for a null lvalue");
1580   const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1581   if (VD)
1582     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
1583   else
1584     Info.Note(Base.get<const Expr*>()->getExprLoc(),
1585               diag::note_constexpr_temporary_here);
1586 }
1587
1588 /// Check that this reference or pointer core constant expression is a valid
1589 /// value for an address or reference constant expression. Return true if we
1590 /// can fold this expression, whether or not it's a constant expression.
1591 static bool CheckLValueConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
1592                                           QualType Type, const LValue &LVal) {
1593   bool IsReferenceType = Type->isReferenceType();
1594
1595   APValue::LValueBase Base = LVal.getLValueBase();
1596   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.getLValueDesignator();
1597
1598   // Check that the object is a global. Note that the fake 'this' object we
1599   // manufacture when checking potential constant expressions is conservatively
1600   // assumed to be global here.
1601   if (!IsGlobalLValue(Base)) {
1602     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
1603       const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1604       Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_non_global, 1)
1605         << IsReferenceType << !Designator.Entries.empty()
1606         << !!VD << VD;
1607       NoteLValueLocation(Info, Base);
1608     } else {
1609       Info.FFDiag(Loc);
1610     }
1611     // Don't allow references to temporaries to escape.
1612     return false;
1613   }
1614   assert((Info.checkingPotentialConstantExpression() ||
1615           LVal.getLValueCallIndex() == 0) &&
1616          "have call index for global lvalue");
1617
1618   if (const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1619     if (const VarDecl *Var = dyn_cast<const VarDecl>(VD)) {
1620       // Check if this is a thread-local variable.
1621       if (Var->getTLSKind())
1622         return false;
1623
1624       // A dllimport variable never acts like a constant.
1625       if (Var->hasAttr<DLLImportAttr>())
1626         return false;
1627     }
1628     if (const auto *FD = dyn_cast<const FunctionDecl>(VD)) {
1629       // __declspec(dllimport) must be handled very carefully:
1630       // We must never initialize an expression with the thunk in C++.
1631       // Doing otherwise would allow the same id-expression to yield
1632       // different addresses for the same function in different translation
1633       // units.  However, this means that we must dynamically initialize the
1634       // expression with the contents of the import address table at runtime.
1635       //
1636       // The C language has no notion of ODR; furthermore, it has no notion of
1637       // dynamic initialization.  This means that we are permitted to
1638       // perform initialization with the address of the thunk.
1639       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus && FD->hasAttr<DLLImportAttr>())
1640         return false;
1641     }
1642   }
1643
1644   // Allow address constant expressions to be past-the-end pointers. This is
1645   // an extension: the standard requires them to point to an object.
1646   if (!IsReferenceType)
1647     return true;
1648
1649   // A reference constant expression must refer to an object.
1650   if (!Base) {
1651     // FIXME: diagnostic
1652     Info.CCEDiag(Loc);
1653     return true;
1654   }
1655
1656   // Does this refer one past the end of some object?
1657   if (!Designator.Invalid && Designator.isOnePastTheEnd()) {
1658     const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1659     Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_past_end, 1)
1660       << !Designator.Entries.empty() << !!VD << VD;
1661     NoteLValueLocation(Info, Base);
1662   }
1663
1664   return true;
1665 }
1666
1667 /// Check that this core constant expression is of literal type, and if not,
1668 /// produce an appropriate diagnostic.
1669 static bool CheckLiteralType(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1670                              const LValue *This = nullptr) {
1671   if (!E->isRValue() || E->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
1672     return true;
1673
1674   // C++1y: A constant initializer for an object o [...] may also invoke
1675   // constexpr constructors for o and its subobjects even if those objects
1676   // are of non-literal class types.
1677   //
1678   // C++11 missed this detail for aggregates, so classes like this:
1679   //   struct foo_t { union { int i; volatile int j; } u; };
1680   // are not (obviously) initializable like so:
1681   //   __attribute__((__require_constant_initialization__))
1682   //   static const foo_t x = {{0}};
1683   // because "i" is a subobject with non-literal initialization (due to the
1684   // volatile member of the union). See:
1685   //   http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#1677
1686   // Therefore, we use the C++1y behavior.
1687   if (This && Info.EvaluatingDecl == This->getLValueBase())
1688     return true;
1689
1690   // Prvalue constant expressions must be of literal types.
1691   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
1692     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
1693       << E->getType();
1694   else
1695     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1696   return false;
1697 }
1698
1699 /// Check that this core constant expression value is a valid value for a
1700 /// constant expression. If not, report an appropriate diagnostic. Does not
1701 /// check that the expression is of literal type.
1702 static bool CheckConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation DiagLoc,
1703                                     QualType Type, const APValue &Value) {
1704   if (Value.isUninit()) {
1705     Info.FFDiag(DiagLoc, diag::note_constexpr_uninitialized)
1706       << true << Type;
1707     return false;
1708   }
1709
1710   // We allow _Atomic(T) to be initialized from anything that T can be
1711   // initialized from.
1712   if (const AtomicType *AT = Type->getAs<AtomicType>())
1713     Type = AT->getValueType();
1714
1715   // Core issue 1454: For a literal constant expression of array or class type,
1716   // each subobject of its value shall have been initialized by a constant
1717   // expression.
1718   if (Value.isArray()) {
1719     QualType EltTy = Type->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
1720     for (unsigned I = 0, N = Value.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
1721       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1722                                    Value.getArrayInitializedElt(I)))
1723         return false;
1724     }
1725     if (!Value.hasArrayFiller())
1726       return true;
1727     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1728                                    Value.getArrayFiller());
1729   }
1730   if (Value.isUnion() && Value.getUnionField()) {
1731     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc,
1732                                    Value.getUnionField()->getType(),
1733                                    Value.getUnionValue());
1734   }
1735   if (Value.isStruct()) {
1736     RecordDecl *RD = Type->castAs<RecordType>()->getDecl();
1737     if (const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD)) {
1738       unsigned BaseIndex = 0;
1739       for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
1740              End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++BaseIndex) {
1741         if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1742                                      Value.getStructBase(BaseIndex)))
1743           return false;
1744       }
1745     }
1746     for (const auto *I : RD->fields()) {
1747       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1748                                    Value.getStructField(I->getFieldIndex())))
1749         return false;
1750     }
1751   }
1752
1753   if (Value.isLValue()) {
1754     LValue LVal;
1755     LVal.setFrom(Info.Ctx, Value);
1756     return CheckLValueConstantExpression(Info, DiagLoc, Type, LVal);
1757   }
1758
1759   // Everything else is fine.
1760   return true;
1761 }
1762
1763 static const ValueDecl *GetLValueBaseDecl(const LValue &LVal) {
1764   return LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1765 }
1766
1767 static bool IsLiteralLValue(const LValue &Value) {
1768   if (Value.CallIndex)
1769     return false;
1770   const Expr *E = Value.Base.dyn_cast<const Expr*>();
1771   return E && !isa<MaterializeTemporaryExpr>(E);
1772 }
1773
1774 static bool IsWeakLValue(const LValue &Value) {
1775   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1776   return Decl && Decl->isWeak();
1777 }
1778
1779 static bool isZeroSized(const LValue &Value) {
1780   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1781   if (Decl && isa<VarDecl>(Decl)) {
1782     QualType Ty = Decl->getType();
1783     if (Ty->isArrayType())
1784       return Ty->isIncompleteType() ||
1785              Decl->getASTContext().getTypeSize(Ty) == 0;
1786   }
1787   return false;
1788 }
1789
1790 static bool EvalPointerValueAsBool(const APValue &Value, bool &Result) {
1791   // A null base expression indicates a null pointer.  These are always
1792   // evaluatable, and they are false unless the offset is zero.
1793   if (!Value.getLValueBase()) {
1794     Result = !Value.getLValueOffset().isZero();
1795     return true;
1796   }
1797
1798   // We have a non-null base.  These are generally known to be true, but if it's
1799   // a weak declaration it can be null at runtime.
1800   Result = true;
1801   const ValueDecl *Decl = Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>();
1802   return !Decl || !Decl->isWeak();
1803 }
1804
1805 static bool HandleConversionToBool(const APValue &Val, bool &Result) {
1806   switch (Val.getKind()) {
1807   case APValue::Uninitialized:
1808     return false;
1809   case APValue::Int:
1810     Result = Val.getInt().getBoolValue();
1811     return true;
1812   case APValue::Float:
1813     Result = !Val.getFloat().isZero();
1814     return true;
1815   case APValue::ComplexInt:
1816     Result = Val.getComplexIntReal().getBoolValue() ||
1817              Val.getComplexIntImag().getBoolValue();
1818     return true;
1819   case APValue::ComplexFloat:
1820     Result = !Val.getComplexFloatReal().isZero() ||
1821              !Val.getComplexFloatImag().isZero();
1822     return true;
1823   case APValue::LValue:
1824     return EvalPointerValueAsBool(Val, Result);
1825   case APValue::MemberPointer:
1826     Result = Val.getMemberPointerDecl();
1827     return true;
1828   case APValue::Vector:
1829   case APValue::Array:
1830   case APValue::Struct:
1831   case APValue::Union:
1832   case APValue::AddrLabelDiff:
1833     return false;
1834   }
1835
1836   llvm_unreachable("unknown APValue kind");
1837 }
1838
1839 static bool EvaluateAsBooleanCondition(const Expr *E, bool &Result,
1840                                        EvalInfo &Info) {
1841   assert(E->isRValue() && "missing lvalue-to-rvalue conv in bool condition");
1842   APValue Val;
1843   if (!Evaluate(Val, Info, E))
1844     return false;
1845   return HandleConversionToBool(Val, Result);
1846 }
1847
1848 template<typename T>
1849 static bool HandleOverflow(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1850                            const T &SrcValue, QualType DestType) {
1851   Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_overflow)
1852     << SrcValue << DestType;
1853   return Info.noteUndefinedBehavior();
1854 }
1855
1856 static bool HandleFloatToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1857                                  QualType SrcType, const APFloat &Value,
1858                                  QualType DestType, APSInt &Result) {
1859   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1860   // Determine whether we are converting to unsigned or signed.
1861   bool DestSigned = DestType->isSignedIntegerOrEnumerationType();
1862
1863   Result = APSInt(DestWidth, !DestSigned);
1864   bool ignored;
1865   if (Value.convertToInteger(Result, llvm::APFloat::rmTowardZero, &ignored)
1866       & APFloat::opInvalidOp)
1867     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1868   return true;
1869 }
1870
1871 static bool HandleFloatToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1872                                    QualType SrcType, QualType DestType,
1873                                    APFloat &Result) {
1874   APFloat Value = Result;
1875   bool ignored;
1876   if (Result.convert(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType),
1877                      APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored)
1878       & APFloat::opOverflow)
1879     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1880   return true;
1881 }
1882
1883 static APSInt HandleIntToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1884                                  QualType DestType, QualType SrcType,
1885                                  const APSInt &Value) {
1886   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1887   APSInt Result = Value;
1888   // Figure out if this is a truncate, extend or noop cast.
1889   // If the input is signed, do a sign extend, noop, or truncate.
1890   Result = Result.extOrTrunc(DestWidth);
1891   Result.setIsUnsigned(DestType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
1892   return Result;
1893 }
1894
1895 static bool HandleIntToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1896                                  QualType SrcType, const APSInt &Value,
1897                                  QualType DestType, APFloat &Result) {
1898   Result = APFloat(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType), 1);
1899   if (Result.convertFromAPInt(Value, Value.isSigned(),
1900                               APFloat::rmNearestTiesToEven)
1901       & APFloat::opOverflow)
1902     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1903   return true;
1904 }
1905
1906 static bool truncateBitfieldValue(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1907                                   APValue &Value, const FieldDecl *FD) {
1908   assert(FD->isBitField() && "truncateBitfieldValue on non-bitfield");
1909
1910   if (!Value.isInt()) {
1911     // Trying to store a pointer-cast-to-integer into a bitfield.
1912     // FIXME: In this case, we should provide the diagnostic for casting
1913     // a pointer to an integer.
1914     assert(Value.isLValue() && "integral value neither int nor lvalue?");
1915     Info.FFDiag(E);
1916     return false;
1917   }
1918
1919   APSInt &Int = Value.getInt();
1920   unsigned OldBitWidth = Int.getBitWidth();
1921   unsigned NewBitWidth = FD->getBitWidthValue(Info.Ctx);
1922   if (NewBitWidth < OldBitWidth)
1923     Int = Int.trunc(NewBitWidth).extend(OldBitWidth);
1924   return true;
1925 }
1926
1927 static bool EvalAndBitcastToAPInt(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1928                                   llvm::APInt &Res) {
1929   APValue SVal;
1930   if (!Evaluate(SVal, Info, E))
1931     return false;
1932   if (SVal.isInt()) {
1933     Res = SVal.getInt();
1934     return true;
1935   }
1936   if (SVal.isFloat()) {
1937     Res = SVal.getFloat().bitcastToAPInt();
1938     return true;
1939   }
1940   if (SVal.isVector()) {
1941     QualType VecTy = E->getType();
1942     unsigned VecSize = Info.Ctx.getTypeSize(VecTy);
1943     QualType EltTy = VecTy->castAs<VectorType>()->getElementType();
1944     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
1945     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
1946     Res = llvm::APInt::getNullValue(VecSize);
1947     for (unsigned i = 0; i < SVal.getVectorLength(); i++) {
1948       APValue &Elt = SVal.getVectorElt(i);
1949       llvm::APInt EltAsInt;
1950       if (Elt.isInt()) {
1951         EltAsInt = Elt.getInt();
1952       } else if (Elt.isFloat()) {
1953         EltAsInt = Elt.getFloat().bitcastToAPInt();
1954       } else {
1955         // Don't try to handle vectors of anything other than int or float
1956         // (not sure if it's possible to hit this case).
1957         Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1958         return false;
1959       }
1960       unsigned BaseEltSize = EltAsInt.getBitWidth();
1961       if (BigEndian)
1962         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotr(i*EltSize+BaseEltSize);
1963       else
1964         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotl(i*EltSize);
1965     }
1966     return true;
1967   }
1968   // Give up if the input isn't an int, float, or vector.  For example, we
1969   // reject "(v4i16)(intptr_t)&a".
1970   Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1971   return false;
1972 }
1973
1974 /// Perform the given integer operation, which is known to need at most BitWidth
1975 /// bits, and check for overflow in the original type (if that type was not an
1976 /// unsigned type).
1977 template<typename Operation>
1978 static bool CheckedIntArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1979                                  const APSInt &LHS, const APSInt &RHS,
1980                                  unsigned BitWidth, Operation Op,
1981                                  APSInt &Result) {
1982   if (LHS.isUnsigned()) {
1983     Result = Op(LHS, RHS);
1984     return true;
1985   }
1986
1987   APSInt Value(Op(LHS.extend(BitWidth), RHS.extend(BitWidth)), false);
1988   Result = Value.trunc(LHS.getBitWidth());
1989   if (Result.extend(BitWidth) != Value) {
1990     if (Info.checkingForOverflow())
1991       Info.Ctx.getDiagnostics().Report(E->getExprLoc(),
1992                                        diag::warn_integer_constant_overflow)
1993           << Result.toString(10) << E->getType();
1994     else
1995       return HandleOverflow(Info, E, Value, E->getType());
1996   }
1997   return true;
1998 }
1999
2000 /// Perform the given binary integer operation.
2001 static bool handleIntIntBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E, const APSInt &LHS,
2002                               BinaryOperatorKind Opcode, APSInt RHS,
2003                               APSInt &Result) {
2004   switch (Opcode) {
2005   default:
2006     Info.FFDiag(E);
2007     return false;
2008   case BO_Mul:
2009     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() * 2,
2010                                 std::multiplies<APSInt>(), Result);
2011   case BO_Add:
2012     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2013                                 std::plus<APSInt>(), Result);
2014   case BO_Sub:
2015     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2016                                 std::minus<APSInt>(), Result);
2017   case BO_And: Result = LHS & RHS; return true;
2018   case BO_Xor: Result = LHS ^ RHS; return true;
2019   case BO_Or:  Result = LHS | RHS; return true;
2020   case BO_Div:
2021   case BO_Rem:
2022     if (RHS == 0) {
2023       Info.FFDiag(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
2024       return false;
2025     }
2026     Result = (Opcode == BO_Rem ? LHS % RHS : LHS / RHS);
2027     // Check for overflow case: INT_MIN / -1 or INT_MIN % -1. APSInt supports
2028     // this operation and gives the two's complement result.
2029     if (RHS.isNegative() && RHS.isAllOnesValue() &&
2030         LHS.isSigned() && LHS.isMinSignedValue())
2031       return HandleOverflow(Info, E, -LHS.extend(LHS.getBitWidth() + 1),
2032                             E->getType());
2033     return true;
2034   case BO_Shl: {
2035     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2036       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2037       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2038                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2039                     RHS.isUnsigned());
2040     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2041       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such
2042       // a shift is not a constant expression.
2043       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2044       RHS = -RHS;
2045       goto shift_right;
2046     }
2047   shift_left:
2048     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of
2049     // the shifted type.
2050     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2051     if (SA != RHS) {
2052       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2053         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2054     } else if (LHS.isSigned()) {
2055       // C++11 [expr.shift]p2: A signed left shift must have a non-negative
2056       // operand, and must not overflow the corresponding unsigned type.
2057       if (LHS.isNegative())
2058         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_of_negative) << LHS;
2059       else if (LHS.countLeadingZeros() < SA)
2060         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_discards);
2061     }
2062     Result = LHS << SA;
2063     return true;
2064   }
2065   case BO_Shr: {
2066     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2067       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2068       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2069                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2070                     RHS.isUnsigned());
2071     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2072       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such a
2073       // shift is not a constant expression.
2074       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2075       RHS = -RHS;
2076       goto shift_left;
2077     }
2078   shift_right:
2079     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of the
2080     // shifted type.
2081     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2082     if (SA != RHS)
2083       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2084         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2085     Result = LHS >> SA;
2086     return true;
2087   }
2088
2089   case BO_LT: Result = LHS < RHS; return true;
2090   case BO_GT: Result = LHS > RHS; return true;
2091   case BO_LE: Result = LHS <= RHS; return true;
2092   case BO_GE: Result = LHS >= RHS; return true;
2093   case BO_EQ: Result = LHS == RHS; return true;
2094   case BO_NE: Result = LHS != RHS; return true;
2095   }
2096 }
2097
2098 /// Perform the given binary floating-point operation, in-place, on LHS.
2099 static bool handleFloatFloatBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2100                                   APFloat &LHS, BinaryOperatorKind Opcode,
2101                                   const APFloat &RHS) {
2102   switch (Opcode) {
2103   default:
2104     Info.FFDiag(E);
2105     return false;
2106   case BO_Mul:
2107     LHS.multiply(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2108     break;
2109   case BO_Add:
2110     LHS.add(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2111     break;
2112   case BO_Sub:
2113     LHS.subtract(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2114     break;
2115   case BO_Div:
2116     LHS.divide(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2117     break;
2118   }
2119
2120   if (LHS.isInfinity() || LHS.isNaN()) {
2121     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_float_arithmetic) << LHS.isNaN();
2122     return Info.noteUndefinedBehavior();
2123   }
2124   return true;
2125 }
2126
2127 /// Cast an lvalue referring to a base subobject to a derived class, by
2128 /// truncating the lvalue's path to the given length.
2129 static bool CastToDerivedClass(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Result,
2130                                const RecordDecl *TruncatedType,
2131                                unsigned TruncatedElements) {
2132   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
2133
2134   // Check we actually point to a derived class object.
2135   if (TruncatedElements == D.Entries.size())
2136     return true;
2137   assert(TruncatedElements >= D.MostDerivedPathLength &&
2138          "not casting to a derived class");
2139   if (!Result.checkSubobject(Info, E, CSK_Derived))
2140     return false;
2141
2142   // Truncate the path to the subobject, and remove any derived-to-base offsets.
2143   const RecordDecl *RD = TruncatedType;
2144   for (unsigned I = TruncatedElements, N = D.Entries.size(); I != N; ++I) {
2145     if (RD->isInvalidDecl()) return false;
2146     const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
2147     const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(D.Entries[I]);
2148     if (isVirtualBaseClass(D.Entries[I]))
2149       Result.Offset -= Layout.getVBaseClassOffset(Base);
2150     else
2151       Result.Offset -= Layout.getBaseClassOffset(Base);
2152     RD = Base;
2153   }
2154   D.Entries.resize(TruncatedElements);
2155   return true;
2156 }
2157
2158 static bool HandleLValueDirectBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2159                                    const CXXRecordDecl *Derived,
2160                                    const CXXRecordDecl *Base,
2161                                    const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2162   if (!RL) {
2163     if (Derived->isInvalidDecl()) return false;
2164     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(Derived);
2165   }
2166
2167   Obj.getLValueOffset() += RL->getBaseClassOffset(Base);
2168   Obj.addDecl(Info, E, Base, /*Virtual*/ false);
2169   return true;
2170 }
2171
2172 static bool HandleLValueBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2173                              const CXXRecordDecl *DerivedDecl,
2174                              const CXXBaseSpecifier *Base) {
2175   const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base->getType()->getAsCXXRecordDecl();
2176
2177   if (!Base->isVirtual())
2178     return HandleLValueDirectBase(Info, E, Obj, DerivedDecl, BaseDecl);
2179
2180   SubobjectDesignator &D = Obj.Designator;
2181   if (D.Invalid)
2182     return false;
2183
2184   // Extract most-derived object and corresponding type.
2185   DerivedDecl = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
2186   if (!CastToDerivedClass(Info, E, Obj, DerivedDecl, D.MostDerivedPathLength))
2187     return false;
2188
2189   // Find the virtual base class.
2190   if (DerivedDecl->isInvalidDecl()) return false;
2191   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(DerivedDecl);
2192   Obj.getLValueOffset() += Layout.getVBaseClassOffset(BaseDecl);
2193   Obj.addDecl(Info, E, BaseDecl, /*Virtual*/ true);
2194   return true;
2195 }
2196
2197 static bool HandleLValueBasePath(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
2198                                  QualType Type, LValue &Result) {
2199   for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
2200                                      PathE = E->path_end();
2201        PathI != PathE; ++PathI) {
2202     if (!HandleLValueBase(Info, E, Result, Type->getAsCXXRecordDecl(),
2203                           *PathI))
2204       return false;
2205     Type = (*PathI)->getType();
2206   }
2207   return true;
2208 }
2209
2210 /// Update LVal to refer to the given field, which must be a member of the type
2211 /// currently described by LVal.
2212 static bool HandleLValueMember(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &LVal,
2213                                const FieldDecl *FD,
2214                                const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2215   if (!RL) {
2216     if (FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
2217     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(FD->getParent());
2218   }
2219
2220   unsigned I = FD->getFieldIndex();
2221   LVal.adjustOffset(Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL->getFieldOffset(I)));
2222   LVal.addDecl(Info, E, FD);
2223   return true;
2224 }
2225
2226 /// Update LVal to refer to the given indirect field.
2227 static bool HandleLValueIndirectMember(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2228                                        LValue &LVal,
2229                                        const IndirectFieldDecl *IFD) {
2230   for (const auto *C : IFD->chain())
2231     if (!HandleLValueMember(Info, E, LVal, cast<FieldDecl>(C)))
2232       return false;
2233   return true;
2234 }
2235
2236 /// Get the size of the given type in char units.
2237 static bool HandleSizeof(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
2238                          QualType Type, CharUnits &Size) {
2239   // sizeof(void), __alignof__(void), sizeof(function) = 1 as a gcc
2240   // extension.
2241   if (Type->isVoidType() || Type->isFunctionType()) {
2242     Size = CharUnits::One();
2243     return true;
2244   }
2245
2246   if (Type->isDependentType()) {
2247     Info.FFDiag(Loc);
2248     return false;
2249   }
2250
2251   if (!Type->isConstantSizeType()) {
2252     // sizeof(vla) is not a constantexpr: C99 6.5.3.4p2.
2253     // FIXME: Better diagnostic.
2254     Info.FFDiag(Loc);
2255     return false;
2256   }
2257
2258   Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(Type);
2259   return true;
2260 }
2261
2262 /// Update a pointer value to model pointer arithmetic.
2263 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2264 /// \param E - The expression being evaluated, for diagnostic purposes.
2265 /// \param LVal - The pointer value to be updated.
2266 /// \param EltTy - The pointee type represented by LVal.
2267 /// \param Adjustment - The adjustment, in objects of type EltTy, to add.
2268 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2269                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2270                                         APSInt Adjustment) {
2271   CharUnits SizeOfPointee;
2272   if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfPointee))
2273     return false;
2274
2275   LVal.adjustOffsetAndIndex(Info, E, Adjustment, SizeOfPointee);
2276   return true;
2277 }
2278
2279 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2280                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2281                                         int64_t Adjustment) {
2282   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, EltTy,
2283                                      APSInt::get(Adjustment));
2284 }
2285
2286 /// Update an lvalue to refer to a component of a complex number.
2287 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2288 /// \param LVal - The lvalue to be updated.
2289 /// \param EltTy - The complex number's component type.
2290 /// \param Imag - False for the real component, true for the imaginary.
2291 static bool HandleLValueComplexElement(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2292                                        LValue &LVal, QualType EltTy,
2293                                        bool Imag) {
2294   if (Imag) {
2295     CharUnits SizeOfComponent;
2296     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfComponent))
2297       return false;
2298     LVal.Offset += SizeOfComponent;
2299   }
2300   LVal.addComplex(Info, E, EltTy, Imag);
2301   return true;
2302 }
2303
2304 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
2305                                            QualType Type, const LValue &LVal,
2306                                            APValue &RVal);
2307
2308 /// Try to evaluate the initializer for a variable declaration.
2309 ///
2310 /// \param Info   Information about the ongoing evaluation.
2311 /// \param E      An expression to be used when printing diagnostics.
2312 /// \param VD     The variable whose initializer should be obtained.
2313 /// \param Frame  The frame in which the variable was created. Must be null
2314 ///               if this variable is not local to the evaluation.
2315 /// \param Result Filled in with a pointer to the value of the variable.
2316 static bool evaluateVarDeclInit(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2317                                 const VarDecl *VD, CallStackFrame *Frame,
2318                                 APValue *&Result) {
2319
2320   // If this is a parameter to an active constexpr function call, perform
2321   // argument substitution.
2322   if (const ParmVarDecl *PVD = dyn_cast<ParmVarDecl>(VD)) {
2323     // Assume arguments of a potential constant expression are unknown
2324     // constant expressions.
2325     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2326       return false;
2327     if (!Frame || !Frame->Arguments) {
2328       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2329       return false;
2330     }
2331     Result = &Frame->Arguments[PVD->getFunctionScopeIndex()];
2332     return true;
2333   }
2334
2335   // If this is a local variable, dig out its value.
2336   if (Frame) {
2337     Result = Frame->getTemporary(VD);
2338     if (!Result) {
2339       // Assume variables referenced within a lambda's call operator that were
2340       // not declared within the call operator are captures and during checking
2341       // of a potential constant expression, assume they are unknown constant
2342       // expressions.
2343       assert(isLambdaCallOperator(Frame->Callee) &&
2344              (VD->getDeclContext() != Frame->Callee || VD->isInitCapture()) &&
2345              "missing value for local variable");
2346       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2347         return false;
2348       // FIXME: implement capture evaluation during constant expr evaluation.
2349       Info.FFDiag(E->getLocStart(),
2350            diag::note_unimplemented_constexpr_lambda_feature_ast)
2351           << "captures not currently allowed";
2352       return false;
2353     }
2354     return true;
2355   }
2356
2357   // Dig out the initializer, and use the declaration which it's attached to.
2358   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer(VD);
2359   if (!Init || Init->isValueDependent()) {
2360     // If we're checking a potential constant expression, the variable could be
2361     // initialized later.
2362     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2363       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2364     return false;
2365   }
2366
2367   // If we're currently evaluating the initializer of this declaration, use that
2368   // in-flight value.
2369   if (Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>() == VD) {
2370     Result = Info.EvaluatingDeclValue;
2371     return true;
2372   }
2373
2374   // Never evaluate the initializer of a weak variable. We can't be sure that
2375   // this is the definition which will be used.
2376   if (VD->isWeak()) {
2377     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2378     return false;
2379   }
2380
2381   // Check that we can fold the initializer. In C++, we will have already done
2382   // this in the cases where it matters for conformance.
2383   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
2384   if (!VD->evaluateValue(Notes)) {
2385     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2386               Notes.size() + 1) << VD;
2387     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2388     Info.addNotes(Notes);
2389     return false;
2390   } else if (!VD->checkInitIsICE()) {
2391     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2392                  Notes.size() + 1) << VD;
2393     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2394     Info.addNotes(Notes);
2395   }
2396
2397   Result = VD->getEvaluatedValue();
2398   return true;
2399 }
2400
2401 static bool IsConstNonVolatile(QualType T) {
2402   Qualifiers Quals = T.getQualifiers();
2403   return Quals.hasConst() && !Quals.hasVolatile();
2404 }
2405
2406 /// Get the base index of the given base class within an APValue representing
2407 /// the given derived class.
2408 static unsigned getBaseIndex(const CXXRecordDecl *Derived,
2409                              const CXXRecordDecl *Base) {
2410   Base = Base->getCanonicalDecl();
2411   unsigned Index = 0;
2412   for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = Derived->bases_begin(),
2413          E = Derived->bases_end(); I != E; ++I, ++Index) {
2414     if (I->getType()->getAsCXXRecordDecl()->getCanonicalDecl() == Base)
2415       return Index;
2416   }
2417
2418   llvm_unreachable("base class missing from derived class's bases list");
2419 }
2420
2421 /// Extract the value of a character from a string literal.
2422 static APSInt extractStringLiteralCharacter(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2423                                             uint64_t Index) {
2424   // FIXME: Support MakeStringConstant
2425   if (const auto *ObjCEnc = dyn_cast<ObjCEncodeExpr>(Lit)) {
2426     std::string Str;
2427     Info.Ctx.getObjCEncodingForType(ObjCEnc->getEncodedType(), Str);
2428     assert(Index <= Str.size() && "Index too large");
2429     return APSInt::getUnsigned(Str.c_str()[Index]);
2430   }
2431
2432   if (auto PE = dyn_cast<PredefinedExpr>(Lit))
2433     Lit = PE->getFunctionName();
2434   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2435   const ConstantArrayType *CAT =
2436       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2437   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2438   QualType CharType = CAT->getElementType();
2439   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2440
2441   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2442                CharType->isUnsignedIntegerType());
2443   if (Index < S->getLength())
2444     Value = S->getCodeUnit(Index);
2445   return Value;
2446 }
2447
2448 // Expand a string literal into an array of characters.
2449 static void expandStringLiteral(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2450                                 APValue &Result) {
2451   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2452   const ConstantArrayType *CAT =
2453       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2454   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2455   QualType CharType = CAT->getElementType();
2456   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2457
2458   unsigned Elts = CAT->getSize().getZExtValue();
2459   Result = APValue(APValue::UninitArray(),
2460                    std::min(S->getLength(), Elts), Elts);
2461   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2462                CharType->isUnsignedIntegerType());
2463   if (Result.hasArrayFiller())
2464     Result.getArrayFiller() = APValue(Value);
2465   for (unsigned I = 0, N = Result.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
2466     Value = S->getCodeUnit(I);
2467     Result.getArrayInitializedElt(I) = APValue(Value);
2468   }
2469 }
2470
2471 // Expand an array so that it has more than Index filled elements.
2472 static void expandArray(APValue &Array, unsigned Index) {
2473   unsigned Size = Array.getArraySize();
2474   assert(Index < Size);
2475
2476   // Always at least double the number of elements for which we store a value.
2477   unsigned OldElts = Array.getArrayInitializedElts();
2478   unsigned NewElts = std::max(Index+1, OldElts * 2);
2479   NewElts = std::min(Size, std::max(NewElts, 8u));
2480
2481   // Copy the data across.
2482   APValue NewValue(APValue::UninitArray(), NewElts, Size);
2483   for (unsigned I = 0; I != OldElts; ++I)
2484     NewValue.getArrayInitializedElt(I).swap(Array.getArrayInitializedElt(I));
2485   for (unsigned I = OldElts; I != NewElts; ++I)
2486     NewValue.getArrayInitializedElt(I) = Array.getArrayFiller();
2487   if (NewValue.hasArrayFiller())
2488     NewValue.getArrayFiller() = Array.getArrayFiller();
2489   Array.swap(NewValue);
2490 }
2491
2492 /// Determine whether a type would actually be read by an lvalue-to-rvalue
2493 /// conversion. If it's of class type, we may assume that the copy operation
2494 /// is trivial. Note that this is never true for a union type with fields
2495 /// (because the copy always "reads" the active member) and always true for
2496 /// a non-class type.
2497 static bool isReadByLvalueToRvalueConversion(QualType T) {
2498   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2499   if (!RD || (RD->isUnion() && !RD->field_empty()))
2500     return true;
2501   if (RD->isEmpty())
2502     return false;
2503
2504   for (auto *Field : RD->fields())
2505     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))
2506       return true;
2507
2508   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2509     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(BaseSpec.getType()))
2510       return true;
2511
2512   return false;
2513 }
2514
2515 /// Diagnose an attempt to read from any unreadable field within the specified
2516 /// type, which might be a class type.
2517 static bool diagnoseUnreadableFields(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2518                                      QualType T) {
2519   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2520   if (!RD)
2521     return false;
2522
2523   if (!RD->hasMutableFields())
2524     return false;
2525
2526   for (auto *Field : RD->fields()) {
2527     // If we're actually going to read this field in some way, then it can't
2528     // be mutable. If we're in a union, then assigning to a mutable field
2529     // (even an empty one) can change the active member, so that's not OK.
2530     // FIXME: Add core issue number for the union case.
2531     if (Field->isMutable() &&
2532         (RD->isUnion() || isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))) {
2533       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1) << Field;
2534       Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2535       return true;
2536     }
2537
2538     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, Field->getType()))
2539       return true;
2540   }
2541
2542   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2543     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, BaseSpec.getType()))
2544       return true;
2545
2546   // All mutable fields were empty, and thus not actually read.
2547   return false;
2548 }
2549
2550 /// Kinds of access we can perform on an object, for diagnostics.
2551 enum AccessKinds {
2552   AK_Read,
2553   AK_Assign,
2554   AK_Increment,
2555   AK_Decrement
2556 };
2557
2558 namespace {
2559 /// A handle to a complete object (an object that is not a subobject of
2560 /// another object).
2561 struct CompleteObject {
2562   /// The value of the complete object.
2563   APValue *Value;
2564   /// The type of the complete object.
2565   QualType Type;
2566
2567   CompleteObject() : Value(nullptr) {}
2568   CompleteObject(APValue *Value, QualType Type)
2569       : Value(Value), Type(Type) {
2570     assert(Value && "missing value for complete object");
2571   }
2572
2573   explicit operator bool() const { return Value; }
2574 };
2575 } // end anonymous namespace
2576
2577 /// Find the designated sub-object of an rvalue.
2578 template<typename SubobjectHandler>
2579 typename SubobjectHandler::result_type
2580 findSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, const CompleteObject &Obj,
2581               const SubobjectDesignator &Sub, SubobjectHandler &handler) {
2582   if (Sub.Invalid)
2583     // A diagnostic will have already been produced.
2584     return handler.failed();
2585   if (Sub.isOnePastTheEnd()) {
2586     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2587       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2588         << handler.AccessKind;
2589     else
2590       Info.FFDiag(E);
2591     return handler.failed();
2592   }
2593
2594   APValue *O = Obj.Value;
2595   QualType ObjType = Obj.Type;
2596   const FieldDecl *LastField = nullptr;
2597
2598   // Walk the designator's path to find the subobject.
2599   for (unsigned I = 0, N = Sub.Entries.size(); /**/; ++I) {
2600     if (O->isUninit()) {
2601       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2602         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_uninit) << handler.AccessKind;
2603       return handler.failed();
2604     }
2605
2606     if (I == N) {
2607       // If we are reading an object of class type, there may still be more
2608       // things we need to check: if there are any mutable subobjects, we
2609       // cannot perform this read. (This only happens when performing a trivial
2610       // copy or assignment.)
2611       if (ObjType->isRecordType() && handler.AccessKind == AK_Read &&
2612           diagnoseUnreadableFields(Info, E, ObjType))
2613         return handler.failed();
2614
2615       if (!handler.found(*O, ObjType))
2616         return false;
2617
2618       // If we modified a bit-field, truncate it to the right width.
2619       if (handler.AccessKind != AK_Read &&
2620           LastField && LastField->isBitField() &&
2621           !truncateBitfieldValue(Info, E, *O, LastField))
2622         return false;
2623
2624       return true;
2625     }
2626
2627     LastField = nullptr;
2628     if (ObjType->isArrayType()) {
2629       // Next subobject is an array element.
2630       const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(ObjType);
2631       assert(CAT && "vla in literal type?");
2632       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2633       if (CAT->getSize().ule(Index)) {
2634         // Note, it should not be possible to form a pointer with a valid
2635         // designator which points more than one past the end of the array.
2636         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2637           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2638             << handler.AccessKind;
2639         else
2640           Info.FFDiag(E);
2641         return handler.failed();
2642       }
2643
2644       ObjType = CAT->getElementType();
2645
2646       // An array object is represented as either an Array APValue or as an
2647       // LValue which refers to a string literal.
2648       if (O->isLValue()) {
2649         assert(I == N - 1 && "extracting subobject of character?");
2650         assert(!O->hasLValuePath() || O->getLValuePath().empty());
2651         if (handler.AccessKind != AK_Read)
2652           expandStringLiteral(Info, O->getLValueBase().get<const Expr *>(),
2653                               *O);
2654         else
2655           return handler.foundString(*O, ObjType, Index);
2656       }
2657
2658       if (O->getArrayInitializedElts() > Index)
2659         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2660       else if (handler.AccessKind != AK_Read) {
2661         expandArray(*O, Index);
2662         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2663       } else
2664         O = &O->getArrayFiller();
2665     } else if (ObjType->isAnyComplexType()) {
2666       // Next subobject is a complex number.
2667       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2668       if (Index > 1) {
2669         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2670           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2671             << handler.AccessKind;
2672         else
2673           Info.FFDiag(E);
2674         return handler.failed();
2675       }
2676
2677       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2678       ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2679       if (WasConstQualified)
2680         ObjType.addConst();
2681
2682       assert(I == N - 1 && "extracting subobject of scalar?");
2683       if (O->isComplexInt()) {
2684         return handler.found(Index ? O->getComplexIntImag()
2685                                    : O->getComplexIntReal(), ObjType);
2686       } else {
2687         assert(O->isComplexFloat());
2688         return handler.found(Index ? O->getComplexFloatImag()
2689                                    : O->getComplexFloatReal(), ObjType);
2690       }
2691     } else if (const FieldDecl *Field = getAsField(Sub.Entries[I])) {
2692       if (Field->isMutable() && handler.AccessKind == AK_Read) {
2693         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1)
2694           << Field;
2695         Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2696         return handler.failed();
2697       }
2698
2699       // Next subobject is a class, struct or union field.
2700       RecordDecl *RD = ObjType->castAs<RecordType>()->getDecl();
2701       if (RD->isUnion()) {
2702         const FieldDecl *UnionField = O->getUnionField();
2703         if (!UnionField ||
2704             UnionField->getCanonicalDecl() != Field->getCanonicalDecl()) {
2705           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_inactive_union_member)
2706             << handler.AccessKind << Field << !UnionField << UnionField;
2707           return handler.failed();
2708         }
2709         O = &O->getUnionValue();
2710       } else
2711         O = &O->getStructField(Field->getFieldIndex());
2712
2713       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2714       ObjType = Field->getType();
2715       if (WasConstQualified && !Field->isMutable())
2716         ObjType.addConst();
2717
2718       if (ObjType.isVolatileQualified()) {
2719         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2720           // FIXME: Include a description of the path to the volatile subobject.
2721           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2722             << handler.AccessKind << 2 << Field;
2723           Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2724         } else {
2725           Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2726         }
2727         return handler.failed();
2728       }
2729
2730       LastField = Field;
2731     } else {
2732       // Next subobject is a base class.
2733       const CXXRecordDecl *Derived = ObjType->getAsCXXRecordDecl();
2734       const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(Sub.Entries[I]);
2735       O = &O->getStructBase(getBaseIndex(Derived, Base));
2736
2737       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2738       ObjType = Info.Ctx.getRecordType(Base);
2739       if (WasConstQualified)
2740         ObjType.addConst();
2741     }
2742   }
2743 }
2744
2745 namespace {
2746 struct ExtractSubobjectHandler {
2747   EvalInfo &Info;
2748   APValue &Result;
2749
2750   static const AccessKinds AccessKind = AK_Read;
2751
2752   typedef bool result_type;
2753   bool failed() { return false; }
2754   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2755     Result = Subobj;
2756     return true;
2757   }
2758   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2759     Result = APValue(Value);
2760     return true;
2761   }
2762   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2763     Result = APValue(Value);
2764     return true;
2765   }
2766   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2767     Result = APValue(extractStringLiteralCharacter(
2768         Info, Subobj.getLValueBase().get<const Expr *>(), Character));
2769     return true;
2770   }
2771 };
2772 } // end anonymous namespace
2773
2774 const AccessKinds ExtractSubobjectHandler::AccessKind;
2775
2776 /// Extract the designated sub-object of an rvalue.
2777 static bool extractSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2778                              const CompleteObject &Obj,
2779                              const SubobjectDesignator &Sub,
2780                              APValue &Result) {
2781   ExtractSubobjectHandler Handler = { Info, Result };
2782   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2783 }
2784
2785 namespace {
2786 struct ModifySubobjectHandler {
2787   EvalInfo &Info;
2788   APValue &NewVal;
2789   const Expr *E;
2790
2791   typedef bool result_type;
2792   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
2793
2794   bool checkConst(QualType QT) {
2795     // Assigning to a const object has undefined behavior.
2796     if (QT.isConstQualified()) {
2797       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
2798       return false;
2799     }
2800     return true;
2801   }
2802
2803   bool failed() { return false; }
2804   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2805     if (!checkConst(SubobjType))
2806       return false;
2807     // We've been given ownership of NewVal, so just swap it in.
2808     Subobj.swap(NewVal);
2809     return true;
2810   }
2811   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2812     if (!checkConst(SubobjType))
2813       return false;
2814     if (!NewVal.isInt()) {
2815       // Maybe trying to write a cast pointer value into a complex?
2816       Info.FFDiag(E);
2817       return false;
2818     }
2819     Value = NewVal.getInt();
2820     return true;
2821   }
2822   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2823     if (!checkConst(SubobjType))
2824       return false;
2825     Value = NewVal.getFloat();
2826     return true;
2827   }
2828   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2829     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements with ExpandArrays");
2830   }
2831 };
2832 } // end anonymous namespace
2833
2834 const AccessKinds ModifySubobjectHandler::AccessKind;
2835
2836 /// Update the designated sub-object of an rvalue to the given value.
2837 static bool modifySubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2838                             const CompleteObject &Obj,
2839                             const SubobjectDesignator &Sub,
2840                             APValue &NewVal) {
2841   ModifySubobjectHandler Handler = { Info, NewVal, E };
2842   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2843 }
2844
2845 /// Find the position where two subobject designators diverge, or equivalently
2846 /// the length of the common initial subsequence.
2847 static unsigned FindDesignatorMismatch(QualType ObjType,
2848                                        const SubobjectDesignator &A,
2849                                        const SubobjectDesignator &B,
2850                                        bool &WasArrayIndex) {
2851   unsigned I = 0, N = std::min(A.Entries.size(), B.Entries.size());
2852   for (/**/; I != N; ++I) {
2853     if (!ObjType.isNull() &&
2854         (ObjType->isArrayType() || ObjType->isAnyComplexType())) {
2855       // Next subobject is an array element.
2856       if (A.Entries[I].ArrayIndex != B.Entries[I].ArrayIndex) {
2857         WasArrayIndex = true;
2858         return I;
2859       }
2860       if (ObjType->isAnyComplexType())
2861         ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2862       else
2863         ObjType = ObjType->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
2864     } else {
2865       if (A.Entries[I].BaseOrMember != B.Entries[I].BaseOrMember) {
2866         WasArrayIndex = false;
2867         return I;
2868       }
2869       if (const FieldDecl *FD = getAsField(A.Entries[I]))
2870         // Next subobject is a field.
2871         ObjType = FD->getType();
2872       else
2873         // Next subobject is a base class.
2874         ObjType = QualType();
2875     }
2876   }
2877   WasArrayIndex = false;
2878   return I;
2879 }
2880
2881 /// Determine whether the given subobject designators refer to elements of the
2882 /// same array object.
2883 static bool AreElementsOfSameArray(QualType ObjType,
2884                                    const SubobjectDesignator &A,
2885                                    const SubobjectDesignator &B) {
2886   if (A.Entries.size() != B.Entries.size())
2887     return false;
2888
2889   bool IsArray = A.MostDerivedIsArrayElement;
2890   if (IsArray && A.MostDerivedPathLength != A.Entries.size())
2891     // A is a subobject of the array element.
2892     return false;
2893
2894   // If A (and B) designates an array element, the last entry will be the array
2895   // index. That doesn't have to match. Otherwise, we're in the 'implicit array
2896   // of length 1' case, and the entire path must match.
2897   bool WasArrayIndex;
2898   unsigned CommonLength = FindDesignatorMismatch(ObjType, A, B, WasArrayIndex);
2899   return CommonLength >= A.Entries.size() - IsArray;
2900 }
2901
2902 /// Find the complete object to which an LValue refers.
2903 static CompleteObject findCompleteObject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2904                                          AccessKinds AK, const LValue &LVal,
2905                                          QualType LValType) {
2906   if (!LVal.Base) {
2907     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_null) << AK;
2908     return CompleteObject();
2909   }
2910
2911   CallStackFrame *Frame = nullptr;
2912   if (LVal.CallIndex) {
2913     Frame = Info.getCallFrame(LVal.CallIndex);
2914     if (!Frame) {
2915       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_lifetime_ended, 1)
2916         << AK << LVal.Base.is<const ValueDecl*>();
2917       NoteLValueLocation(Info, LVal.Base);
2918       return CompleteObject();
2919     }
2920   }
2921
2922   // C++11 DR1311: An lvalue-to-rvalue conversion on a volatile-qualified type
2923   // is not a constant expression (even if the object is non-volatile). We also
2924   // apply this rule to C++98, in order to conform to the expected 'volatile'
2925   // semantics.
2926   if (LValType.isVolatileQualified()) {
2927     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus)
2928       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_type)
2929         << AK << LValType;
2930     else
2931       Info.FFDiag(E);
2932     return CompleteObject();
2933   }
2934
2935   // Compute value storage location and type of base object.
2936   APValue *BaseVal = nullptr;
2937   QualType BaseType = getType(LVal.Base);
2938
2939   if (const ValueDecl *D = LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
2940     // In C++98, const, non-volatile integers initialized with ICEs are ICEs.
2941     // In C++11, constexpr, non-volatile variables initialized with constant
2942     // expressions are constant expressions too. Inside constexpr functions,
2943     // parameters are constant expressions even if they're non-const.
2944     // In C++1y, objects local to a constant expression (those with a Frame) are
2945     // both readable and writable inside constant expressions.
2946     // In C, such things can also be folded, although they are not ICEs.
2947     const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D);
2948     if (VD) {
2949       if (const VarDecl *VDef = VD->getDefinition(Info.Ctx))
2950         VD = VDef;
2951     }
2952     if (!VD || VD->isInvalidDecl()) {
2953       Info.FFDiag(E);
2954       return CompleteObject();
2955     }
2956
2957     // Accesses of volatile-qualified objects are not allowed.
2958     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
2959       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2960         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2961           << AK << 1 << VD;
2962         Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2963       } else {
2964         Info.FFDiag(E);
2965       }
2966       return CompleteObject();
2967     }
2968
2969     // Unless we're looking at a local variable or argument in a constexpr call,
2970     // the variable we're reading must be const.
2971     if (!Frame) {
2972       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
2973           VD == Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl *>()) {
2974         // OK, we can read and modify an object if we're in the process of
2975         // evaluating its initializer, because its lifetime began in this
2976         // evaluation.
2977       } else if (AK != AK_Read) {
2978         // All the remaining cases only permit reading.
2979         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_global);
2980         return CompleteObject();
2981       } else if (VD->isConstexpr()) {
2982         // OK, we can read this variable.
2983       } else if (BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) {
2984         // In OpenCL if a variable is in constant address space it is a const value.
2985         if (!(BaseType.isConstQualified() ||
2986               (Info.getLangOpts().OpenCL &&
2987                BaseType.getAddressSpace() == LangAS::opencl_constant))) {
2988           if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2989             Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_const_int, 1) << VD;
2990             Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2991           } else {
2992             Info.FFDiag(E);
2993           }
2994           return CompleteObject();
2995         }
2996       } else if (BaseType->isFloatingType() && BaseType.isConstQualified()) {
2997         // We support folding of const floating-point types, in order to make
2998         // static const data members of such types (supported as an extension)
2999         // more useful.
3000         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3001           Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
3002           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3003         } else {
3004           Info.CCEDiag(E);
3005         }
3006       } else if (BaseType.isConstQualified() && VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
3007         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr) << VD;
3008         // Keep evaluating to see what we can do.
3009       } else {
3010         // FIXME: Allow folding of values of any literal type in all languages.
3011         if (Info.checkingPotentialConstantExpression() &&
3012             VD->getType().isConstQualified() && !VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
3013           // The definition of this variable could be constexpr. We can't
3014           // access it right now, but may be able to in future.
3015         } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3016           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
3017           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3018         } else {
3019           Info.FFDiag(E);
3020         }
3021         return CompleteObject();
3022       }
3023     }
3024
3025     if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, BaseVal))
3026       return CompleteObject();
3027   } else {
3028     const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3029
3030     if (!Frame) {
3031       if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
3032               dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
3033         assert(MTE->getStorageDuration() == SD_Static &&
3034                "should have a frame for a non-global materialized temporary");
3035
3036         // Per C++1y [expr.const]p2:
3037         //  an lvalue-to-rvalue conversion [is not allowed unless it applies to]
3038         //   - a [...] glvalue of integral or enumeration type that refers to
3039         //     a non-volatile const object [...]
3040         //   [...]
3041         //   - a [...] glvalue of literal type that refers to a non-volatile
3042         //     object whose lifetime began within the evaluation of e.
3043         //
3044         // C++11 misses the 'began within the evaluation of e' check and
3045         // instead allows all temporaries, including things like:
3046         //   int &&r = 1;
3047         //   int x = ++r;
3048         //   constexpr int k = r;
3049         // Therefore we use the C++1y rules in C++11 too.
3050         const ValueDecl *VD = Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>();
3051         const ValueDecl *ED = MTE->getExtendingDecl();
3052         if (!(BaseType.isConstQualified() &&
3053               BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) &&
3054             !(VD && VD->getCanonicalDecl() == ED->getCanonicalDecl())) {
3055           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_static_temporary, 1) << AK;
3056           Info.Note(MTE->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
3057           return CompleteObject();
3058         }
3059
3060         BaseVal = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(MTE, false);
3061         assert(BaseVal && "got reference to unevaluated temporary");
3062       } else {
3063         Info.FFDiag(E);
3064         return CompleteObject();
3065       }
3066     } else {
3067       BaseVal = Frame->getTemporary(Base);
3068       assert(BaseVal && "missing value for temporary");
3069     }
3070
3071     // Volatile temporary objects cannot be accessed in constant expressions.
3072     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
3073       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
3074         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
3075           << AK << 0;
3076         Info.Note(Base->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
3077       } else {
3078         Info.FFDiag(E);
3079       }
3080       return CompleteObject();
3081     }
3082   }
3083
3084   // During the construction of an object, it is not yet 'const'.
3085   // FIXME: We don't set up EvaluatingDecl for local variables or temporaries,
3086   // and this doesn't do quite the right thing for const subobjects of the
3087   // object under construction.
3088   if (LVal.getLValueBase() == Info.EvaluatingDecl) {
3089     BaseType = Info.Ctx.getCanonicalType(BaseType);
3090     BaseType.removeLocalConst();
3091   }
3092
3093   // In C++1y, we can't safely access any mutable state when we might be
3094   // evaluating after an unmodeled side effect.
3095   //
3096   // FIXME: Not all local state is mutable. Allow local constant subobjects
3097   // to be read here (but take care with 'mutable' fields).
3098   if ((Frame && Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
3099        Info.EvalStatus.HasSideEffects) ||
3100       (AK != AK_Read && Info.IsSpeculativelyEvaluating))
3101     return CompleteObject();
3102
3103   return CompleteObject(BaseVal, BaseType);
3104 }
3105
3106 /// \brief Perform an lvalue-to-rvalue conversion on the given glvalue. This
3107 /// can also be used for 'lvalue-to-lvalue' conversions for looking up the
3108 /// glvalue referred to by an entity of reference type.
3109 ///
3110 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3111 /// \param Conv - The expression for which we are performing the conversion.
3112 ///               Used for diagnostics.
3113 /// \param Type - The type of the glvalue (before stripping cv-qualifiers in the
3114 ///               case of a non-class type).
3115 /// \param LVal - The glvalue on which we are attempting to perform this action.
3116 /// \param RVal - The produced value will be placed here.
3117 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
3118                                            QualType Type,
3119                                            const LValue &LVal, APValue &RVal) {
3120   if (LVal.Designator.Invalid)
3121     return false;
3122
3123   // Check for special cases where there is no existing APValue to look at.
3124   const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3125   if (Base && !LVal.CallIndex && !Type.isVolatileQualified()) {
3126     if (const CompoundLiteralExpr *CLE = dyn_cast<CompoundLiteralExpr>(Base)) {
3127       // In C99, a CompoundLiteralExpr is an lvalue, and we defer evaluating the
3128       // initializer until now for such expressions. Such an expression can't be
3129       // an ICE in C, so this only matters for fold.
3130       if (Type.isVolatileQualified()) {
3131         Info.FFDiag(Conv);
3132         return false;
3133       }
3134       APValue Lit;
3135       if (!Evaluate(Lit, Info, CLE->getInitializer()))
3136         return false;
3137       CompleteObject LitObj(&Lit, Base->getType());
3138       return extractSubobject(Info, Conv, LitObj, LVal.Designator, RVal);
3139     } else if (isa<StringLiteral>(Base) || isa<PredefinedExpr>(Base)) {
3140       // We represent a string literal array as an lvalue pointing at the
3141       // corresponding expression, rather than building an array of chars.
3142       // FIXME: Support ObjCEncodeExpr, MakeStringConstant
3143       APValue Str(Base, CharUnits::Zero(), APValue::NoLValuePath(), 0);
3144       CompleteObject StrObj(&Str, Base->getType());
3145       return extractSubobject(Info, Conv, StrObj, LVal.Designator, RVal);
3146     }
3147   }
3148
3149   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, Conv, AK_Read, LVal, Type);
3150   return Obj && extractSubobject(Info, Conv, Obj, LVal.Designator, RVal);
3151 }
3152
3153 /// Perform an assignment of Val to LVal. Takes ownership of Val.
3154 static bool handleAssignment(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3155                              QualType LValType, APValue &Val) {
3156   if (LVal.Designator.Invalid)
3157     return false;
3158
3159   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3160     Info.FFDiag(E);
3161     return false;
3162   }
3163
3164   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3165   return Obj && modifySubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Val);
3166 }
3167
3168 static bool isOverflowingIntegerType(ASTContext &Ctx, QualType T) {
3169   return T->isSignedIntegerType() &&
3170          Ctx.getIntWidth(T) >= Ctx.getIntWidth(Ctx.IntTy);
3171 }
3172
3173 namespace {
3174 struct CompoundAssignSubobjectHandler {
3175   EvalInfo &Info;
3176   const Expr *E;
3177   QualType PromotedLHSType;
3178   BinaryOperatorKind Opcode;
3179   const APValue &RHS;
3180
3181   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
3182
3183   typedef bool result_type;
3184
3185   bool checkConst(QualType QT) {
3186     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3187     if (QT.isConstQualified()) {
3188       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3189       return false;
3190     }
3191     return true;
3192   }
3193
3194   bool failed() { return false; }
3195   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3196     switch (Subobj.getKind()) {
3197     case APValue::Int:
3198       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3199     case APValue::Float:
3200       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3201     case APValue::ComplexInt:
3202     case APValue::ComplexFloat:
3203       // FIXME: Implement complex compound assignment.
3204       Info.FFDiag(E);
3205       return false;
3206     case APValue::LValue:
3207       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3208     default:
3209       // FIXME: can this happen?
3210       Info.FFDiag(E);
3211       return false;
3212     }
3213   }
3214   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3215     if (!checkConst(SubobjType))
3216       return false;
3217
3218     if (!SubobjType->isIntegerType() || !RHS.isInt()) {
3219       // We don't support compound assignment on integer-cast-to-pointer
3220       // values.
3221       Info.FFDiag(E);
3222       return false;
3223     }
3224
3225     APSInt LHS = HandleIntToIntCast(Info, E, PromotedLHSType,
3226                                     SubobjType, Value);
3227     if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHS, Opcode, RHS.getInt(), LHS))
3228       return false;
3229     Value = HandleIntToIntCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType, LHS);
3230     return true;
3231   }
3232   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3233     return checkConst(SubobjType) &&
3234            HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType,
3235                                   Value) &&
3236            handleFloatFloatBinOp(Info, E, Value, Opcode, RHS.getFloat()) &&
3237            HandleFloatToFloatCast(Info, E, PromotedLHSType, SubobjType, Value);
3238   }
3239   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3240     if (!checkConst(SubobjType))
3241       return false;
3242
3243     QualType PointeeType;
3244     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3245       PointeeType = PT->getPointeeType();
3246
3247     if (PointeeType.isNull() || !RHS.isInt() ||
3248         (Opcode != BO_Add && Opcode != BO_Sub)) {
3249       Info.FFDiag(E);
3250       return false;
3251     }
3252
3253     APSInt Offset = RHS.getInt();
3254     if (Opcode == BO_Sub)
3255       negateAsSigned(Offset);
3256
3257     LValue LVal;
3258     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3259     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType, Offset))
3260       return false;
3261     LVal.moveInto(Subobj);
3262     return true;
3263   }
3264   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
3265     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
3266   }
3267 };
3268 } // end anonymous namespace
3269
3270 const AccessKinds CompoundAssignSubobjectHandler::AccessKind;
3271
3272 /// Perform a compound assignment of LVal <op>= RVal.
3273 static bool handleCompoundAssignment(
3274     EvalInfo &Info, const Expr *E,
3275     const LValue &LVal, QualType LValType, QualType PromotedLValType,
3276     BinaryOperatorKind Opcode, const APValue &RVal) {
3277   if (LVal.Designator.Invalid)
3278     return false;
3279
3280   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3281     Info.FFDiag(E);
3282     return false;
3283   }
3284
3285   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3286   CompoundAssignSubobjectHandler Handler = { Info, E, PromotedLValType, Opcode,
3287                                              RVal };
3288   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3289 }
3290
3291 namespace {
3292 struct IncDecSubobjectHandler {
3293   EvalInfo &Info;
3294   const Expr *E;
3295   AccessKinds AccessKind;
3296   APValue *Old;
3297
3298   typedef bool result_type;
3299
3300   bool checkConst(QualType QT) {
3301     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3302     if (QT.isConstQualified()) {
3303       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3304       return false;
3305     }
3306     return true;
3307   }
3308
3309   bool failed() { return false; }
3310   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3311     // Stash the old value. Also clear Old, so we don't clobber it later
3312     // if we're post-incrementing a complex.
3313     if (Old) {
3314       *Old = Subobj;
3315       Old = nullptr;
3316     }
3317
3318     switch (Subobj.getKind()) {
3319     case APValue::Int:
3320       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3321     case APValue::Float:
3322       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3323     case APValue::ComplexInt:
3324       return found(Subobj.getComplexIntReal(),
3325                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3326                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3327     case APValue::ComplexFloat:
3328       return found(Subobj.getComplexFloatReal(),
3329                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3330                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3331     case APValue::LValue:
3332       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3333     default:
3334       // FIXME: can this happen?
3335       Info.FFDiag(E);
3336       return false;
3337     }
3338   }
3339   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3340     if (!checkConst(SubobjType))
3341       return false;
3342
3343     if (!SubobjType->isIntegerType()) {
3344       // We don't support increment / decrement on integer-cast-to-pointer
3345       // values.
3346       Info.FFDiag(E);
3347       return false;
3348     }
3349
3350     if (Old) *Old = APValue(Value);
3351
3352     // bool arithmetic promotes to int, and the conversion back to bool
3353     // doesn't reduce mod 2^n, so special-case it.
3354     if (SubobjType->isBooleanType()) {
3355       if (AccessKind == AK_Increment)
3356         Value = 1;
3357       else
3358         Value = !Value;
3359       return true;
3360     }
3361
3362     bool WasNegative = Value.isNegative();
3363     if (AccessKind == AK_Increment) {
3364       ++Value;
3365
3366       if (!WasNegative && Value.isNegative() &&
3367           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
3368         APSInt ActualValue(Value, /*IsUnsigned*/true);
3369         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3370       }
3371     } else {
3372       --Value;
3373
3374       if (WasNegative && !Value.isNegative() &&
3375           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
3376         unsigned BitWidth = Value.getBitWidth();
3377         APSInt ActualValue(Value.sext(BitWidth + 1), /*IsUnsigned*/false);
3378         ActualValue.setBit(BitWidth);
3379         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3380       }
3381     }
3382     return true;
3383   }
3384   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3385     if (!checkConst(SubobjType))
3386       return false;
3387
3388     if (Old) *Old = APValue(Value);
3389
3390     APFloat One(Value.getSemantics(), 1);
3391     if (AccessKind == AK_Increment)
3392       Value.add(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3393     else
3394       Value.subtract(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3395     return true;
3396   }
3397   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3398     if (!checkConst(SubobjType))
3399       return false;
3400
3401     QualType PointeeType;
3402     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3403       PointeeType = PT->getPointeeType();
3404     else {
3405       Info.FFDiag(E);
3406       return false;
3407     }
3408
3409     LValue LVal;
3410     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3411     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType,
3412                                      AccessKind == AK_Increment ? 1 : -1))
3413       return false;
3414     LVal.moveInto(Subobj);
3415     return true;
3416   }
3417   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
3418     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
3419   }
3420 };
3421 } // end anonymous namespace
3422
3423 /// Perform an increment or decrement on LVal.
3424 static bool handleIncDec(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3425                          QualType LValType, bool IsIncrement, APValue *Old) {
3426   if (LVal.Designator.Invalid)
3427     return false;
3428
3429   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3430     Info.FFDiag(E);
3431     return false;
3432   }
3433
3434   AccessKinds AK = IsIncrement ? AK_Increment : AK_Decrement;
3435   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK, LVal, LValType);
3436   IncDecSubobjectHandler Handler = { Info, E, AK, Old };
3437   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3438 }
3439
3440 /// Build an lvalue for the object argument of a member function call.
3441 static bool EvaluateObjectArgument(EvalInfo &Info, const Expr *Object,
3442                                    LValue &This) {
3443   if (Object->getType()->isPointerType())
3444     return EvaluatePointer(Object, This, Info);
3445
3446   if (Object->isGLValue())
3447     return EvaluateLValue(Object, This, Info);
3448
3449   if (Object->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
3450     return EvaluateTemporary(Object, This, Info);
3451
3452   Info.FFDiag(Object, diag::note_constexpr_nonliteral) << Object->getType();
3453   return false;
3454 }
3455
3456 /// HandleMemberPointerAccess - Evaluate a member access operation and build an
3457 /// lvalue referring to the result.
3458 ///
3459 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3460 /// \param LV - An lvalue referring to the base of the member pointer.
3461 /// \param RHS - The member pointer expression.
3462 /// \param IncludeMember - Specifies whether the member itself is included in
3463 ///        the resulting LValue subobject designator. This is not possible when
3464 ///        creating a bound member function.
3465 /// \return The field or method declaration to which the member pointer refers,
3466 ///         or 0 if evaluation fails.
3467 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3468                                                   QualType LVType,
3469                                                   LValue &LV,
3470                                                   const Expr *RHS,
3471                                                   bool IncludeMember = true) {
3472   MemberPtr MemPtr;
3473   if (!EvaluateMemberPointer(RHS, MemPtr, Info))
3474     return nullptr;
3475
3476   // C++11 [expr.mptr.oper]p6: If the second operand is the null pointer to
3477   // member value, the behavior is undefined.
3478   if (!MemPtr.getDecl()) {
3479     // FIXME: Specific diagnostic.
3480     Info.FFDiag(RHS);
3481     return nullptr;
3482   }
3483
3484   if (MemPtr.isDerivedMember()) {
3485     // This is a member of some derived class. Truncate LV appropriately.
3486     // The end of the derived-to-base path for the base object must match the
3487     // derived-to-base path for the member pointer.
3488     if (LV.Designator.MostDerivedPathLength + MemPtr.Path.size() >
3489         LV.Designator.Entries.size()) {
3490       Info.FFDiag(RHS);
3491       return nullptr;
3492     }
3493     unsigned PathLengthToMember =
3494         LV.Designator.Entries.size() - MemPtr.Path.size();
3495     for (unsigned I = 0, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3496       const CXXRecordDecl *LVDecl = getAsBaseClass(
3497           LV.Designator.Entries[PathLengthToMember + I]);
3498       const CXXRecordDecl *MPDecl = MemPtr.Path[I];
3499       if (LVDecl->getCanonicalDecl() != MPDecl->getCanonicalDecl()) {
3500         Info.FFDiag(RHS);
3501         return nullptr;
3502       }
3503     }
3504
3505     // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3506     if (!CastToDerivedClass(Info, RHS, LV, MemPtr.getContainingRecord(),
3507                             PathLengthToMember))
3508       return nullptr;
3509   } else if (!MemPtr.Path.empty()) {
3510     // Extend the LValue path with the member pointer's path.
3511     LV.Designator.Entries.reserve(LV.Designator.Entries.size() +
3512                                   MemPtr.Path.size() + IncludeMember);
3513
3514     // Walk down to the appropriate base class.
3515     if (const PointerType *PT = LVType->getAs<PointerType>())
3516       LVType = PT->getPointeeType();
3517     const CXXRecordDecl *RD = LVType->getAsCXXRecordDecl();
3518     assert(RD && "member pointer access on non-class-type expression");
3519     // The first class in the path is that of the lvalue.
3520     for (unsigned I = 1, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3521       const CXXRecordDecl *Base = MemPtr.Path[N - I - 1];
3522       if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD, Base))
3523         return nullptr;
3524       RD = Base;
3525     }
3526     // Finally cast to the class containing the member.
3527     if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD,
3528                                 MemPtr.getContainingRecord()))
3529       return nullptr;
3530   }
3531
3532   // Add the member. Note that we cannot build bound member functions here.
3533   if (IncludeMember) {
3534     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3535       if (!HandleLValueMember(Info, RHS, LV, FD))
3536         return nullptr;
3537     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD =
3538                  dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3539       if (!HandleLValueIndirectMember(Info, RHS, LV, IFD))
3540         return nullptr;
3541     } else {
3542       llvm_unreachable("can't construct reference to bound member function");
3543     }
3544   }
3545
3546   return MemPtr.getDecl();
3547 }
3548
3549 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3550                                                   const BinaryOperator *BO,
3551                                                   LValue &LV,
3552                                                   bool IncludeMember = true) {
3553   assert(BO->getOpcode() == BO_PtrMemD || BO->getOpcode() == BO_PtrMemI);
3554
3555   if (!EvaluateObjectArgument(Info, BO->getLHS(), LV)) {
3556     if (Info.noteFailure()) {
3557       MemberPtr MemPtr;
3558       EvaluateMemberPointer(BO->getRHS(), MemPtr, Info);
3559     }
3560     return nullptr;
3561   }
3562
3563   return HandleMemberPointerAccess(Info, BO->getLHS()->getType(), LV,
3564                                    BO->getRHS(), IncludeMember);
3565 }
3566
3567 /// HandleBaseToDerivedCast - Apply the given base-to-derived cast operation on
3568 /// the provided lvalue, which currently refers to the base object.
3569 static bool HandleBaseToDerivedCast(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
3570                                     LValue &Result) {
3571   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
3572   if (D.Invalid || !Result.checkNullPointer(Info, E, CSK_Derived))
3573     return false;
3574
3575   QualType TargetQT = E->getType();
3576   if (const PointerType *PT = TargetQT->getAs<PointerType>())
3577     TargetQT = PT->getPointeeType();
3578
3579   // Check this cast lands within the final derived-to-base subobject path.
3580   if (D.MostDerivedPathLength + E->path_size() > D.Entries.size()) {
3581     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3582       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3583     return false;
3584   }
3585
3586   // Check the type of the final cast. We don't need to check the path,
3587   // since a cast can only be formed if the path is unique.
3588   unsigned NewEntriesSize = D.Entries.size() - E->path_size();
3589   const CXXRecordDecl *TargetType = TargetQT->getAsCXXRecordDecl();
3590   const CXXRecordDecl *FinalType;
3591   if (NewEntriesSize == D.MostDerivedPathLength)
3592     FinalType = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
3593   else
3594     FinalType = getAsBaseClass(D.Entries[NewEntriesSize - 1]);
3595   if (FinalType->getCanonicalDecl() != TargetType->getCanonicalDecl()) {
3596     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3597       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3598     return false;
3599   }
3600
3601   // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3602   return CastToDerivedClass(Info, E, Result, TargetType, NewEntriesSize);
3603 }
3604
3605 namespace {
3606 enum EvalStmtResult {
3607   /// Evaluation failed.
3608   ESR_Failed,
3609   /// Hit a 'return' statement.
3610   ESR_Returned,
3611   /// Evaluation succeeded.
3612   ESR_Succeeded,
3613   /// Hit a 'continue' statement.
3614   ESR_Continue,
3615   /// Hit a 'break' statement.
3616   ESR_Break,
3617   /// Still scanning for 'case' or 'default' statement.
3618   ESR_CaseNotFound
3619 };
3620 }
3621
3622 static bool EvaluateVarDecl(EvalInfo &Info, const VarDecl *VD) {
3623   // We don't need to evaluate the initializer for a static local.
3624   if (!VD->hasLocalStorage())
3625     return true;
3626
3627   LValue Result;
3628   Result.set(VD, Info.CurrentCall->Index);
3629   APValue &Val = Info.CurrentCall->createTemporary(VD, true);
3630
3631   const Expr *InitE = VD->getInit();
3632   if (!InitE) {
3633     Info.FFDiag(VD->getLocStart(), diag::note_constexpr_uninitialized)
3634       << false << VD->getType();
3635     Val = APValue();
3636     return false;
3637   }
3638
3639   if (InitE->isValueDependent())
3640     return false;
3641
3642   if (!EvaluateInPlace(Val, Info, Result, InitE)) {
3643     // Wipe out any partially-computed value, to allow tracking that this
3644     // evaluation failed.
3645     Val = APValue();
3646     return false;
3647   }
3648
3649   return true;
3650 }
3651
3652 static bool EvaluateDecl(EvalInfo &Info, const Decl *D) {
3653   bool OK = true;
3654
3655   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
3656     OK &= EvaluateVarDecl(Info, VD);
3657
3658   if (const DecompositionDecl *DD = dyn_cast<DecompositionDecl>(D))
3659     for (auto *BD : DD->bindings())
3660       if (auto *VD = BD->getHoldingVar())
3661         OK &= EvaluateDecl(Info, VD);
3662
3663   return OK;
3664 }
3665
3666
3667 /// Evaluate a condition (either a variable declaration or an expression).
3668 static bool EvaluateCond(EvalInfo &Info, const VarDecl *CondDecl,
3669                          const Expr *Cond, bool &Result) {
3670   FullExpressionRAII Scope(Info);
3671   if (CondDecl && !EvaluateDecl(Info, CondDecl))
3672     return false;
3673   return EvaluateAsBooleanCondition(Cond, Result, Info);
3674 }
3675
3676 namespace {
3677 /// \brief A location where the result (returned value) of evaluating a
3678 /// statement should be stored.
3679 struct StmtResult {
3680   /// The APValue that should be filled in with the returned value.
3681   APValue &Value;
3682   /// The location containing the result, if any (used to support RVO).
3683   const LValue *Slot;
3684 };
3685 }
3686
3687 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3688                                    const Stmt *S,
3689                                    const SwitchCase *SC = nullptr);
3690
3691 /// Evaluate the body of a loop, and translate the result as appropriate.
3692 static EvalStmtResult EvaluateLoopBody(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3693                                        const Stmt *Body,
3694                                        const SwitchCase *Case = nullptr) {
3695   BlockScopeRAII Scope(Info);
3696   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Body, Case)) {
3697   case ESR_Break:
3698     return ESR_Succeeded;
3699   case ESR_Succeeded:
3700   case ESR_Continue:
3701     return ESR_Continue;
3702   case ESR_Failed:
3703   case ESR_Returned:
3704   case ESR_CaseNotFound:
3705     return ESR;
3706   }
3707   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3708 }
3709
3710 /// Evaluate a switch statement.
3711 static EvalStmtResult EvaluateSwitch(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3712                                      const SwitchStmt *SS) {
3713   BlockScopeRAII Scope(Info);
3714
3715   // Evaluate the switch condition.
3716   APSInt Value;
3717   {
3718     FullExpressionRAII Scope(Info);
3719     if (const Stmt *Init = SS->getInit()) {
3720       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
3721       if (ESR != ESR_Succeeded)
3722         return ESR;
3723     }
3724     if (SS->getConditionVariable() &&
3725         !EvaluateDecl(Info, SS->getConditionVariable()))
3726       return ESR_Failed;
3727     if (!EvaluateInteger(SS->getCond(), Value, Info))
3728       return ESR_Failed;
3729   }
3730
3731   // Find the switch case corresponding to the value of the condition.
3732   // FIXME: Cache this lookup.
3733   const SwitchCase *Found = nullptr;
3734   for (const SwitchCase *SC = SS->getSwitchCaseList(); SC;
3735        SC = SC->getNextSwitchCase()) {
3736     if (isa<DefaultStmt>(SC)) {
3737       Found = SC;
3738       continue;
3739     }
3740
3741     const CaseStmt *CS = cast<CaseStmt>(SC);
3742     APSInt LHS = CS->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx);
3743     APSInt RHS = CS->getRHS() ? CS->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx)
3744                               : LHS;
3745     if (LHS <= Value && Value <= RHS) {
3746       Found = SC;
3747       break;
3748     }
3749   }
3750
3751   if (!Found)
3752     return ESR_Succeeded;
3753
3754   // Search the switch body for the switch case and evaluate it from there.
3755   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SS->getBody(), Found)) {
3756   case ESR_Break:
3757     return ESR_Succeeded;
3758   case ESR_Succeeded:
3759   case ESR_Continue:
3760   case ESR_Failed:
3761   case ESR_Returned:
3762     return ESR;
3763   case ESR_CaseNotFound:
3764     // This can only happen if the switch case is nested within a statement
3765     // expression. We have no intention of supporting that.
3766     Info.FFDiag(Found->getLocStart(), diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
3767     return ESR_Failed;
3768   }
3769   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3770 }
3771
3772 // Evaluate a statement.
3773 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3774                                    const Stmt *S, const SwitchCase *Case) {
3775   if (!Info.nextStep(S))
3776     return ESR_Failed;
3777
3778   // If we're hunting down a 'case' or 'default' label, recurse through
3779   // substatements until we hit the label.
3780   if (Case) {
3781     // FIXME: We don't start the lifetime of objects whose initialization we
3782     // jump over. However, such objects must be of class type with a trivial
3783     // default constructor that initialize all subobjects, so must be empty,
3784     // so this almost never matters.
3785     switch (S->getStmtClass()) {
3786     case Stmt::CompoundStmtClass:
3787       // FIXME: Precompute which substatement of a compound statement we
3788       // would jump to, and go straight there rather than performing a
3789       // linear scan each time.
3790     case Stmt::LabelStmtClass:
3791     case Stmt::AttributedStmtClass:
3792     case Stmt::DoStmtClass:
3793       break;
3794
3795     case Stmt::CaseStmtClass:
3796     case Stmt::DefaultStmtClass:
3797       if (Case == S)
3798         Case = nullptr;
3799       break;
3800
3801     case Stmt::IfStmtClass: {
3802       // FIXME: Precompute which side of an 'if' we would jump to, and go
3803       // straight there rather than scanning both sides.
3804       const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3805
3806       // Wrap the evaluation in a block scope, in case it's a DeclStmt
3807       // preceded by our switch label.
3808       BlockScopeRAII Scope(Info);
3809
3810       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, IS->getThen(), Case);
3811       if (ESR != ESR_CaseNotFound || !IS->getElse())
3812         return ESR;
3813       return EvaluateStmt(Result, Info, IS->getElse(), Case);
3814     }
3815
3816     case Stmt::WhileStmtClass: {
3817       EvalStmtResult ESR =
3818           EvaluateLoopBody(Result, Info, cast<WhileStmt>(S)->getBody(), Case);
3819       if (ESR != ESR_Continue)
3820         return ESR;
3821       break;
3822     }
3823
3824     case Stmt::ForStmtClass: {
3825       const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3826       EvalStmtResult ESR =
3827           EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody(), Case);
3828       if (ESR != ESR_Continue)
3829         return ESR;
3830       if (FS->getInc()) {
3831         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3832         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3833           return ESR_Failed;
3834       }
3835       break;
3836     }
3837
3838     case Stmt::DeclStmtClass:
3839       // FIXME: If the variable has initialization that can't be jumped over,
3840       // bail out of any immediately-surrounding compound-statement too.
3841     default:
3842       return ESR_CaseNotFound;
3843     }
3844   }
3845
3846   switch (S->getStmtClass()) {
3847   default:
3848     if (const Expr *E = dyn_cast<Expr>(S)) {
3849       // Don't bother evaluating beyond an expression-statement which couldn't
3850       // be evaluated.
3851       FullExpressionRAII Scope(Info);
3852       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, E))
3853         return ESR_Failed;
3854       return ESR_Succeeded;
3855     }
3856
3857     Info.FFDiag(S->getLocStart());
3858     return ESR_Failed;
3859
3860   case Stmt::NullStmtClass:
3861     return ESR_Succeeded;
3862
3863   case Stmt::DeclStmtClass: {
3864     const DeclStmt *DS = cast<DeclStmt>(S);
3865     for (const auto *DclIt : DS->decls()) {
3866       // Each declaration initialization is its own full-expression.
3867       // FIXME: This isn't quite right; if we're performing aggregate
3868       // initialization, each braced subexpression is its own full-expression.
3869       FullExpressionRAII Scope(Info);
3870       if (!EvaluateDecl(Info, DclIt) && !Info.noteFailure())
3871         return ESR_Failed;
3872     }
3873     return ESR_Succeeded;
3874   }
3875
3876   case Stmt::ReturnStmtClass: {
3877     const Expr *RetExpr = cast<ReturnStmt>(S)->getRetValue();
3878     FullExpressionRAII Scope(Info);
3879     if (RetExpr &&
3880         !(Result.Slot
3881               ? EvaluateInPlace(Result.Value, Info, *Result.Slot, RetExpr)
3882               : Evaluate(Result.Value, Info, RetExpr)))
3883       return ESR_Failed;
3884     return ESR_Returned;
3885   }
3886
3887   case Stmt::CompoundStmtClass: {
3888     BlockScopeRAII Scope(Info);
3889
3890     const CompoundStmt *CS = cast<CompoundStmt>(S);
3891     for (const auto *BI : CS->body()) {
3892       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, BI, Case);
3893       if (ESR == ESR_Succeeded)
3894         Case = nullptr;
3895       else if (ESR != ESR_CaseNotFound)
3896         return ESR;
3897     }
3898     return Case ? ESR_CaseNotFound : ESR_Succeeded;
3899   }
3900
3901   case Stmt::IfStmtClass: {
3902     const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3903
3904     // Evaluate the condition, as either a var decl or as an expression.
3905     BlockScopeRAII Scope(Info);
3906     if (const Stmt *Init = IS->getInit()) {
3907       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
3908       if (ESR != ESR_Succeeded)
3909         return ESR;
3910     }
3911     bool Cond;
3912     if (!EvaluateCond(Info, IS->getConditionVariable(), IS->getCond(), Cond))
3913       return ESR_Failed;
3914
3915     if (const Stmt *SubStmt = Cond ? IS->getThen() : IS->getElse()) {
3916       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SubStmt);
3917       if (ESR != ESR_Succeeded)
3918         return ESR;
3919     }
3920     return ESR_Succeeded;
3921   }
3922
3923   case Stmt::WhileStmtClass: {
3924     const WhileStmt *WS = cast<WhileStmt>(S);
3925     while (true) {
3926       BlockScopeRAII Scope(Info);
3927       bool Continue;
3928       if (!EvaluateCond(Info, WS->getConditionVariable(), WS->getCond(),
3929                         Continue))
3930         return ESR_Failed;
3931       if (!Continue)
3932         break;
3933
3934       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, WS->getBody());
3935       if (ESR != ESR_Continue)
3936         return ESR;
3937     }
3938     return ESR_Succeeded;
3939   }
3940
3941   case Stmt::DoStmtClass: {
3942     const DoStmt *DS = cast<DoStmt>(S);
3943     bool Continue;
3944     do {
3945       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, DS->getBody(), Case);
3946       if (ESR != ESR_Continue)
3947         return ESR;
3948       Case = nullptr;
3949
3950       FullExpressionRAII CondScope(Info);
3951       if (!EvaluateAsBooleanCondition(DS->getCond(), Continue, Info))
3952         return ESR_Failed;
3953     } while (Continue);
3954     return ESR_Succeeded;
3955   }
3956
3957   case Stmt::ForStmtClass: {
3958     const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3959     BlockScopeRAII Scope(Info);
3960     if (FS->getInit()) {
3961       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getInit());
3962       if (ESR != ESR_Succeeded)
3963         return ESR;
3964     }
3965     while (true) {
3966       BlockScopeRAII Scope(Info);
3967       bool Continue = true;
3968       if (FS->getCond() && !EvaluateCond(Info, FS->getConditionVariable(),
3969                                          FS->getCond(), Continue))
3970         return ESR_Failed;
3971       if (!Continue)
3972         break;
3973
3974       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
3975       if (ESR != ESR_Continue)
3976         return ESR;
3977
3978       if (FS->getInc()) {
3979         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3980         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3981           return ESR_Failed;
3982       }
3983     }
3984     return ESR_Succeeded;
3985   }
3986
3987   case Stmt::CXXForRangeStmtClass: {
3988     const CXXForRangeStmt *FS = cast<CXXForRangeStmt>(S);
3989     BlockScopeRAII Scope(Info);
3990
3991     // Initialize the __range variable.
3992     EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getRangeStmt());
3993     if (ESR != ESR_Succeeded)
3994       return ESR;
3995
3996     // Create the __begin and __end iterators.
3997     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getBeginStmt());
3998     if (ESR != ESR_Succeeded)
3999       return ESR;
4000     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getEndStmt());
4001     if (ESR != ESR_Succeeded)
4002       return ESR;
4003
4004     while (true) {
4005       // Condition: __begin != __end.
4006       {
4007         bool Continue = true;
4008         FullExpressionRAII CondExpr(Info);
4009         if (!EvaluateAsBooleanCondition(FS->getCond(), Continue, Info))
4010           return ESR_Failed;
4011         if (!Continue)
4012           break;
4013       }
4014
4015       // User's variable declaration, initialized by *__begin.
4016       BlockScopeRAII InnerScope(Info);
4017       ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getLoopVarStmt());
4018       if (ESR != ESR_Succeeded)
4019         return ESR;
4020
4021       // Loop body.
4022       ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
4023       if (ESR != ESR_Continue)
4024         return ESR;
4025
4026       // Increment: ++__begin
4027       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
4028         return ESR_Failed;
4029     }
4030
4031     return ESR_Succeeded;
4032   }
4033
4034   case Stmt::SwitchStmtClass:
4035     return EvaluateSwitch(Result, Info, cast<SwitchStmt>(S));
4036
4037   case Stmt::ContinueStmtClass:
4038     return ESR_Continue;
4039
4040   case Stmt::BreakStmtClass:
4041     return ESR_Break;
4042
4043   case Stmt::LabelStmtClass:
4044     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<LabelStmt>(S)->getSubStmt(), Case);
4045
4046   case Stmt::AttributedStmtClass:
4047     // As a general principle, C++11 attributes can be ignored without
4048     // any semantic impact.
4049     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<AttributedStmt>(S)->getSubStmt(),
4050                         Case);
4051
4052   case Stmt::CaseStmtClass:
4053   case Stmt::DefaultStmtClass:
4054     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<SwitchCase>(S)->getSubStmt(), Case);
4055   }
4056 }
4057
4058 /// CheckTrivialDefaultConstructor - Check whether a constructor is a trivial
4059 /// default constructor. If so, we'll fold it whether or not it's marked as
4060 /// constexpr. If it is marked as constexpr, we will never implicitly define it,
4061 /// so we need special handling.
4062 static bool CheckTrivialDefaultConstructor(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
4063                                            const CXXConstructorDecl *CD,
4064                                            bool IsValueInitialization) {
4065   if (!CD->isTrivial() || !CD->isDefaultConstructor())
4066     return false;
4067
4068   // Value-initialization does not call a trivial default constructor, so such a
4069   // call is a core constant expression whether or not the constructor is
4070   // constexpr.
4071   if (!CD->isConstexpr() && !IsValueInitialization) {
4072     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4073       // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function,
4074       // we should be much more explicit about why it's not constexpr.
4075       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4076         << /*IsConstexpr*/0 << /*IsConstructor*/1 << CD;
4077       Info.Note(CD->getLocation(), diag::note_declared_at);
4078     } else {
4079       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4080     }
4081   }
4082   return true;
4083 }
4084
4085 /// CheckConstexprFunction - Check that a function can be called in a constant
4086 /// expression.
4087 static bool CheckConstexprFunction(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
4088                                    const FunctionDecl *Declaration,
4089                                    const FunctionDecl *Definition,
4090                                    const Stmt *Body) {
4091   // Potential constant expressions can contain calls to declared, but not yet
4092   // defined, constexpr functions.
4093   if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && !Definition &&
4094       Declaration->isConstexpr())
4095     return false;
4096
4097   // Bail out with no diagnostic if the function declaration itself is invalid.
4098   // We will have produced a relevant diagnostic while parsing it.
4099   if (Declaration->isInvalidDecl())
4100     return false;
4101
4102   // Can we evaluate this function call?
4103   if (Definition && Definition->isConstexpr() &&
4104       !Definition->isInvalidDecl() && Body)
4105     return true;
4106
4107   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4108     const FunctionDecl *DiagDecl = Definition ? Definition : Declaration;
4109     
4110     // If this function is not constexpr because it is an inherited
4111     // non-constexpr constructor, diagnose that directly.
4112     auto *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(DiagDecl);
4113     if (CD && CD->isInheritingConstructor()) {
4114       auto *Inherited = CD->getInheritedConstructor().getConstructor();
4115       if (!Inherited->isConstexpr()) 
4116         DiagDecl = CD = Inherited;
4117     }
4118
4119     // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function
4120     // or an inheriting constructor, we should be much more explicit about why
4121     // it's not constexpr.
4122     if (CD && CD->isInheritingConstructor())
4123       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_inhctor, 1)
4124         << CD->getInheritedConstructor().getConstructor()->getParent();
4125     else
4126       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4127         << DiagDecl->isConstexpr() << (bool)CD << DiagDecl;
4128     Info.Note(DiagDecl->getLocation(), diag::note_declared_at);
4129   } else {
4130     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4131   }
4132   return false;
4133 }
4134
4135 /// Determine if a class has any fields that might need to be copied by a
4136 /// trivial copy or move operation.
4137 static bool hasFields(const CXXRecordDecl *RD) {
4138   if (!RD || RD->isEmpty())
4139     return false;
4140   for (auto *FD : RD->fields()) {
4141     if (FD->isUnnamedBitfield())
4142       continue;
4143     return true;
4144   }
4145   for (auto &Base : RD->bases())
4146     if (hasFields(Base.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
4147       return true;
4148   return false;
4149 }
4150
4151 namespace {
4152 typedef SmallVector<APValue, 8> ArgVector;
4153 }
4154
4155 /// EvaluateArgs - Evaluate the arguments to a function call.
4156 static bool EvaluateArgs(ArrayRef<const Expr*> Args, ArgVector &ArgValues,
4157                          EvalInfo &Info) {
4158   bool Success = true;
4159   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
4160        I != E; ++I) {
4161     if (!Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I)) {
4162       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
4163       // initializers even if some of them fail.
4164       if (!Info.noteFailure())
4165         return false;
4166       Success = false;
4167     }
4168   }
4169   return Success;
4170 }
4171
4172 /// Evaluate a function call.
4173 static bool HandleFunctionCall(SourceLocation CallLoc,
4174                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
4175                                ArrayRef<const Expr*> Args, const Stmt *Body,
4176                                EvalInfo &Info, APValue &Result,
4177                                const LValue *ResultSlot) {
4178   ArgVector ArgValues(Args.size());
4179   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
4180     return false;
4181
4182   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
4183     return false;
4184
4185   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Callee, This, ArgValues.data());
4186
4187   // For a trivial copy or move assignment, perform an APValue copy. This is
4188   // essential for unions, where the operations performed by the assignment
4189   // operator cannot be represented as statements.
4190   //
4191   // Skip this for non-union classes with no fields; in that case, the defaulted
4192   // copy/move does not actually read the object.
4193   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
4194   if (MD && MD->isDefaulted() &&
4195       (MD->getParent()->isUnion() ||
4196        (MD->isTrivial() && hasFields(MD->getParent())))) {
4197     assert(This &&
4198            (MD->isCopyAssignmentOperator() || MD->isMoveAssignmentOperator()));
4199     LValue RHS;
4200     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
4201     APValue RHSValue;
4202     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, Args[0], Args[0]->getType(),
4203                                         RHS, RHSValue))
4204       return false;
4205     if (!handleAssignment(Info, Args[0], *This, MD->getThisType(Info.Ctx),
4206                           RHSValue))
4207       return false;
4208     This->moveInto(Result);
4209     return true;
4210   } else if (MD && isLambdaCallOperator(MD)) {
4211     // We're in a lambda; determine the lambda capture field maps.
4212     MD->getParent()->getCaptureFields(Frame.LambdaCaptureFields,
4213                                       Frame.LambdaThisCaptureField);
4214   }
4215
4216   StmtResult Ret = {Result, ResultSlot};
4217   EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Ret, Info, Body);
4218   if (ESR == ESR_Succeeded) {
4219     if (Callee->getReturnType()->isVoidType())
4220       return true;
4221     Info.FFDiag(Callee->getLocEnd(), diag::note_constexpr_no_return);
4222   }
4223   return ESR == ESR_Returned;
4224 }
4225
4226 /// Evaluate a constructor call.
4227 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
4228                                   APValue *ArgValues,
4229                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
4230                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
4231   SourceLocation CallLoc = E->getExprLoc();
4232   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
4233     return false;
4234
4235   const CXXRecordDecl *RD = Definition->getParent();
4236   if (RD->getNumVBases()) {
4237     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
4238     return false;
4239   }
4240
4241   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Definition, &This, ArgValues);
4242
4243   // FIXME: Creating an APValue just to hold a nonexistent return value is
4244   // wasteful.
4245   APValue RetVal;
4246   StmtResult Ret = {RetVal, nullptr};
4247
4248   // If it's a delegating constructor, delegate.
4249   if (Definition->isDelegatingConstructor()) {
4250     CXXConstructorDecl::init_const_iterator I = Definition->init_begin();
4251     {
4252       FullExpressionRAII InitScope(Info);
4253       if (!EvaluateInPlace(Result, Info, This, (*I)->getInit()))
4254         return false;
4255     }
4256     return EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
4257   }
4258
4259   // For a trivial copy or move constructor, perform an APValue copy. This is
4260   // essential for unions (or classes with anonymous union members), where the
4261   // operations performed by the constructor cannot be represented by
4262   // ctor-initializers.
4263   //
4264   // Skip this for empty non-union classes; we should not perform an
4265   // lvalue-to-rvalue conversion on them because their copy constructor does not
4266   // actually read them.
4267   if (Definition->isDefaulted() && Definition->isCopyOrMoveConstructor() &&
4268       (Definition->getParent()->isUnion() ||
4269        (Definition->isTrivial() && hasFields(Definition->getParent())))) {
4270     LValue RHS;
4271     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
4272     return handleLValueToRValueConversion(
4273         Info, E, Definition->getParamDecl(0)->getType().getNonReferenceType(),
4274         RHS, Result);
4275   }
4276
4277   // Reserve space for the struct members.
4278   if (!RD->isUnion() && Result.isUninit())
4279     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), RD->getNumBases(),
4280                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
4281
4282   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
4283   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
4284
4285   // A scope for temporaries lifetime-extended by reference members.
4286   BlockScopeRAII LifetimeExtendedScope(Info);
4287
4288   bool Success = true;
4289   unsigned BasesSeen = 0;
4290 #ifndef NDEBUG
4291   CXXRecordDecl::base_class_const_iterator BaseIt = RD->bases_begin();
4292 #endif
4293   for (const auto *I : Definition->inits()) {
4294     LValue Subobject = This;
4295     APValue *Value = &Result;
4296
4297     // Determine the subobject to initialize.
4298     FieldDecl *FD = nullptr;
4299     if (I->isBaseInitializer()) {
4300       QualType BaseType(I->getBaseClass(), 0);
4301 #ifndef NDEBUG
4302       // Non-virtual base classes are initialized in the order in the class
4303       // definition. We have already checked for virtual base classes.
4304       assert(!BaseIt->isVirtual() && "virtual base for literal type");
4305       assert(Info.Ctx.hasSameType(BaseIt->getType(), BaseType) &&
4306              "base class initializers not in expected order");
4307       ++BaseIt;
4308 #endif
4309       if (!HandleLValueDirectBase(Info, I->getInit(), Subobject, RD,
4310                                   BaseType->getAsCXXRecordDecl(), &Layout))
4311         return false;
4312       Value = &Result.getStructBase(BasesSeen++);
4313     } else if ((FD = I->getMember())) {
4314       if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD, &Layout))
4315         return false;
4316       if (RD->isUnion()) {
4317         Result = APValue(FD);
4318         Value = &Result.getUnionValue();
4319       } else {
4320         Value = &Result.getStructField(FD->getFieldIndex());
4321       }
4322     } else if (IndirectFieldDecl *IFD = I->getIndirectMember()) {
4323       // Walk the indirect field decl's chain to find the object to initialize,
4324       // and make sure we've initialized every step along it.
4325       for (auto *C : IFD->chain()) {
4326         FD = cast<FieldDecl>(C);
4327         CXXRecordDecl *CD = cast<CXXRecordDecl>(FD->getParent());
4328         // Switch the union field if it differs. This happens if we had
4329         // preceding zero-initialization, and we're now initializing a union
4330         // subobject other than the first.
4331         // FIXME: In this case, the values of the other subobjects are
4332         // specified, since zero-initialization sets all padding bits to zero.
4333         if (Value->isUninit() ||
4334             (Value->isUnion() && Value->getUnionField() != FD)) {
4335           if (CD->isUnion())
4336             *Value = APValue(FD);
4337           else
4338             *Value = APValue(APValue::UninitStruct(), CD->getNumBases(),
4339                              std::distance(CD->field_begin(), CD->field_end()));
4340         }
4341         if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD))
4342           return false;
4343         if (CD->isUnion())
4344           Value = &Value->getUnionValue();
4345         else
4346           Value = &Value->getStructField(FD->getFieldIndex());
4347       }
4348     } else {
4349       llvm_unreachable("unknown base initializer kind");
4350     }
4351
4352     FullExpressionRAII InitScope(Info);
4353     if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Subobject, I->getInit()) ||
4354         (FD && FD->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, I->getInit(),
4355                                                           *Value, FD))) {
4356       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
4357       // initializers even if some of them fail.
4358       if (!Info.noteFailure())
4359         return false;
4360       Success = false;
4361     }
4362   }
4363
4364   return Success &&
4365          EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
4366 }
4367
4368 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
4369                                   ArrayRef<const Expr*> Args,
4370                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
4371                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
4372   ArgVector ArgValues(Args.size());
4373   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
4374     return false;
4375
4376   return HandleConstructorCall(E, This, ArgValues.data(), Definition,
4377                                Info, Result);
4378 }
4379
4380 //===----------------------------------------------------------------------===//
4381 // Generic Evaluation
4382 //===----------------------------------------------------------------------===//
4383 namespace {
4384
4385 template <class Derived>
4386 class ExprEvaluatorBase
4387   : public ConstStmtVisitor<Derived, bool> {
4388 private:
4389   Derived &getDerived() { return static_cast<Derived&>(*this); }
4390   bool DerivedSuccess(const APValue &V, const Expr *E) {
4391     return getDerived().Success(V, E);
4392   }
4393   bool DerivedZeroInitialization(const Expr *E) {
4394     return getDerived().ZeroInitialization(E);
4395   }
4396
4397   // Check whether a conditional operator with a non-constant condition is a
4398   // potential constant expression. If neither arm is a potential constant
4399   // expression, then the conditional operator is not either.
4400   template<typename ConditionalOperator>
4401   void CheckPotentialConstantConditional(const ConditionalOperator *E) {
4402     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
4403
4404     // Speculatively evaluate both arms.
4405     SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diag;
4406     {
4407       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
4408       StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
4409       if (Diag.empty())
4410         return;
4411     }
4412
4413     {
4414       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
4415       Diag.clear();
4416       StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
4417       if (Diag.empty())
4418         return;
4419     }
4420
4421     Error(E, diag::note_constexpr_conditional_never_const);
4422   }
4423
4424
4425   template<typename ConditionalOperator>
4426   bool HandleConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
4427     bool BoolResult;
4428     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getCond(), BoolResult, Info)) {
4429       if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && Info.noteFailure()) {
4430         CheckPotentialConstantConditional(E);
4431         return false;
4432       }
4433       if (Info.noteFailure()) {
4434         StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
4435         StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
4436       }
4437       return false;
4438     }
4439
4440     Expr *EvalExpr = BoolResult ? E->getTrueExpr() : E->getFalseExpr();
4441     return StmtVisitorTy::Visit(EvalExpr);
4442   }
4443
4444 protected:
4445   EvalInfo &Info;
4446   typedef ConstStmtVisitor<Derived, bool> StmtVisitorTy;
4447   typedef ExprEvaluatorBase ExprEvaluatorBaseTy;
4448
4449   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
4450     return Info.CCEDiag(E, D);
4451   }
4452
4453   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Error(E); }
4454
4455 public:
4456   ExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info) : Info(Info) {}
4457
4458   EvalInfo &getEvalInfo() { return Info; }
4459
4460   /// Report an evaluation error. This should only be called when an error is
4461   /// first discovered. When propagating an error, just return false.
4462   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
4463     Info.FFDiag(E, D);
4464     return false;
4465   }
4466   bool Error(const Expr *E) {
4467     return Error(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4468   }
4469
4470   bool VisitStmt(const Stmt *) {
4471     llvm_unreachable("Expression evaluator should not be called on stmts");
4472   }
4473   bool VisitExpr(const Expr *E) {
4474     return Error(E);
4475   }
4476
4477   bool VisitParenExpr(const ParenExpr *E)
4478     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4479   bool VisitUnaryExtension(const UnaryOperator *E)
4480     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4481   bool VisitUnaryPlus(const UnaryOperator *E)
4482     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4483   bool VisitChooseExpr(const ChooseExpr *E)
4484     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getChosenSubExpr()); }
4485   bool VisitGenericSelectionExpr(const GenericSelectionExpr *E)
4486     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getResultExpr()); }
4487   bool VisitSubstNonTypeTemplateParmExpr(const SubstNonTypeTemplateParmExpr *E)
4488     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getReplacement()); }
4489   bool VisitCXXDefaultArgExpr(const CXXDefaultArgExpr *E)
4490     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr()); }
4491   bool VisitCXXDefaultInitExpr(const CXXDefaultInitExpr *E) {
4492     // The initializer may not have been parsed yet, or might be erroneous.
4493     if (!E->getExpr())
4494       return Error(E);
4495     return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr());
4496   }
4497   // We cannot create any objects for which cleanups are required, so there is
4498   // nothing to do here; all cleanups must come from unevaluated subexpressions.
4499   bool VisitExprWithCleanups(const ExprWithCleanups *E)
4500     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4501
4502   bool VisitCXXReinterpretCastExpr(const CXXReinterpretCastExpr *E) {
4503     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 0;
4504     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
4505   }
4506   bool VisitCXXDynamicCastExpr(const CXXDynamicCastExpr *E) {
4507     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 1;
4508     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
4509   }
4510
4511   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4512     switch (E->getOpcode()) {
4513     default:
4514       return Error(E);
4515
4516     case BO_Comma:
4517       VisitIgnoredValue(E->getLHS());
4518       return StmtVisitorTy::Visit(E->getRHS());
4519
4520     case BO_PtrMemD:
4521     case BO_PtrMemI: {
4522       LValue Obj;
4523       if (!HandleMemberPointerAccess(Info, E, Obj))
4524         return false;
4525       APValue Result;
4526       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Obj, Result))
4527         return false;
4528       return DerivedSuccess(Result, E);
4529     }
4530     }
4531   }
4532
4533   bool VisitBinaryConditionalOperator(const BinaryConditionalOperator *E) {
4534     // Evaluate and cache the common expression. We treat it as a temporary,
4535     // even though it's not quite the same thing.
4536     if (!Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getOpaqueValue(), false),
4537                   Info, E->getCommon()))
4538       return false;
4539
4540     return HandleConditionalOperator(E);
4541   }
4542
4543   bool VisitConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
4544     bool IsBcpCall = false;
4545     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
4546     // the result is a constant expression if it can be folded without
4547     // side-effects. This is an important GNU extension. See GCC PR38377
4548     // for discussion.
4549     if (const CallExpr *CallCE =
4550           dyn_cast<CallExpr>(E->getCond()->IgnoreParenCasts()))
4551       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
4552         IsBcpCall = true;
4553
4554     // Always assume __builtin_constant_p(...) ? ... : ... is a potential
4555     // constant expression; we can't check whether it's potentially foldable.
4556     if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && IsBcpCall)
4557       return false;
4558
4559     FoldConstant Fold(Info, IsBcpCall);
4560     if (!HandleConditionalOperator(E)) {
4561       Fold.keepDiagnostics();
4562       return false;
4563     }
4564
4565     return true;
4566   }
4567
4568   bool VisitOpaqueValueExpr(const OpaqueValueExpr *E) {
4569     if (APValue *Value = Info.CurrentCall->getTemporary(E))
4570       return DerivedSuccess(*Value, E);
4571
4572     const Expr *Source = E->getSourceExpr();
4573     if (!Source)
4574       return Error(E);
4575     if (Source == E) { // sanity checking.
4576       assert(0 && "OpaqueValueExpr recursively refers to itself");
4577       return Error(E);
4578     }
4579     return StmtVisitorTy::Visit(Source);
4580   }
4581
4582   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
4583     APValue Result;
4584     if (!handleCallExpr(E, Result, nullptr))
4585       return false;
4586     return DerivedSuccess(Result, E);
4587   }
4588
4589   bool handleCallExpr(const CallExpr *E, APValue &Result,
4590                       const LValue *ResultSlot) {
4591     const Expr *Callee = E->getCallee()->IgnoreParens();
4592     QualType CalleeType = Callee->getType();
4593
4594     const FunctionDecl *FD = nullptr;
4595     LValue *This = nullptr, ThisVal;
4596     auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
4597     bool HasQualifier = false;
4598
4599     struct EvaluateIgnoredRAII {
4600     public:
4601       EvaluateIgnoredRAII(EvalInfo &Info, llvm::ArrayRef<const Expr*> ToEval)
4602           : Info(Info), ToEval(ToEval) {}
4603       ~EvaluateIgnoredRAII() {
4604         if (Info.noteFailure()) {
4605           for (auto E : ToEval)
4606             EvaluateIgnoredValue(Info, E);
4607         }
4608       }
4609       void cancel() { ToEval = {}; }
4610       void drop_front() { ToEval = ToEval.drop_front(); }
4611     private:
4612       EvalInfo &Info;
4613       llvm::ArrayRef<const Expr*> ToEval;
4614     } EvalArguments(Info, Args);
4615
4616     // Extract function decl and 'this' pointer from the callee.
4617     if (CalleeType->isSpecificBuiltinType(BuiltinType::BoundMember)) {
4618       const ValueDecl *Member = nullptr;
4619       if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(Callee)) {
4620         // Explicit bound member calls, such as x.f() or p->g();
4621         if (!EvaluateObjectArgument(Info, ME->getBase(), ThisVal))
4622           return false;
4623         Member = ME->getMemberDecl();
4624         This = &ThisVal;
4625         HasQualifier = ME->hasQualifier();
4626       } else if (const BinaryOperator *BE = dyn_cast<BinaryOperator>(Callee)) {
4627         // Indirect bound member calls ('.*' or '->*').
4628         Member = HandleMemberPointerAccess(Info, BE, ThisVal, false);
4629         if (!Member) return false;
4630         This = &ThisVal;
4631       } else
4632         return Error(Callee);
4633
4634       FD = dyn_cast<FunctionDecl>(Member);
4635       if (!FD)
4636         return Error(Callee);
4637     } else if (CalleeType->isFunctionPointerType()) {
4638       LValue Call;
4639       if (!EvaluatePointer(Callee, Call, Info))
4640         return false;
4641
4642       if (!Call.getLValueOffset().isZero())
4643         return Error(Callee);
4644       FD = dyn_cast_or_null<FunctionDecl>(
4645                              Call.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>());
4646       if (!FD)
4647         return Error(Callee);
4648       // Don't call function pointers which have been cast to some other type.
4649       // Per DR (no number yet), the caller and callee can differ in noexcept.
4650       if (!Info.Ctx.hasSameFunctionTypeIgnoringExceptionSpec(
4651         CalleeType->getPointeeType(), FD->getType())) {
4652         return Error(E);
4653       }
4654
4655       // Overloaded operator calls to member functions are represented as normal
4656       // calls with '*this' as the first argument.
4657       const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
4658       if (MD && !MD->isStatic()) {
4659         // FIXME: When selecting an implicit conversion for an overloaded
4660         // operator delete, we sometimes try to evaluate calls to conversion
4661         // operators without a 'this' parameter!
4662         if (Args.empty())
4663           return Error(E);
4664
4665         const Expr *FirstArg = Args[0];
4666         Args = Args.drop_front();
4667         EvalArguments.drop_front();
4668         if (!EvaluateObjectArgument(Info, FirstArg, ThisVal))
4669           return false;
4670         This = &ThisVal;
4671       } else if (MD && MD->isLambdaStaticInvoker()) {   
4672         // Map the static invoker for the lambda back to the call operator.
4673         // Conveniently, we don't have to slice out the 'this' argument (as is
4674         // being done for the non-static case), since a static member function
4675         // doesn't have an implicit argument passed in.
4676         const CXXRecordDecl *ClosureClass = MD->getParent();
4677         assert(
4678             ClosureClass->captures_begin() == ClosureClass->captures_end() &&
4679             "Number of captures must be zero for conversion to function-ptr");
4680
4681         const CXXMethodDecl *LambdaCallOp =
4682             ClosureClass->getLambdaCallOperator();
4683
4684         // Set 'FD', the function that will be called below, to the call
4685         // operator.  If the closure object represents a generic lambda, find
4686         // the corresponding specialization of the call operator.
4687
4688         if (ClosureClass->isGenericLambda()) {
4689           assert(MD->isFunctionTemplateSpecialization() &&
4690                  "A generic lambda's static-invoker function must be a "
4691                  "template specialization");
4692           const TemplateArgumentList *TAL = MD->getTemplateSpecializationArgs();
4693           FunctionTemplateDecl *CallOpTemplate =
4694               LambdaCallOp->getDescribedFunctionTemplate();
4695           void *InsertPos = nullptr;
4696           FunctionDecl *CorrespondingCallOpSpecialization =
4697               CallOpTemplate->findSpecialization(TAL->asArray(), InsertPos);
4698           assert(CorrespondingCallOpSpecialization &&
4699                  "We must always have a function call operator specialization "
4700                  "that corresponds to our static invoker specialization");
4701           FD = cast<CXXMethodDecl>(CorrespondingCallOpSpecialization);
4702         } else
4703           FD = LambdaCallOp;
4704       }
4705
4706       
4707     } else
4708       return Error(E);
4709
4710     if (This && !This->checkSubobject(Info, E, CSK_This))
4711       return false;
4712
4713     // DR1358 allows virtual constexpr functions in some cases. Don't allow
4714     // calls to such functions in constant expressions.
4715     if (This && !HasQualifier &&
4716         isa<CXXMethodDecl>(FD) && cast<CXXMethodDecl>(FD)->isVirtual())
4717       return Error(E, diag::note_constexpr_virtual_call);
4718
4719     const FunctionDecl *Definition = nullptr;
4720     Stmt *Body = FD->getBody(Definition);
4721
4722     if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
4723       return false;
4724
4725     EvalArguments.cancel();
4726
4727     if (!HandleFunctionCall(E->getExprLoc(), Definition, This, Args, Body, Info,
4728                             Result, ResultSlot))
4729       return false;
4730
4731     return true;
4732   }
4733
4734   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
4735     return StmtVisitorTy::Visit(E->getInitializer());
4736   }
4737   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
4738     if (E->getNumInits() == 0)
4739       return DerivedZeroInitialization(E);
4740     if (E->getNumInits() == 1)
4741       return StmtVisitorTy::Visit(E->getInit(0));
4742     return Error(E);
4743   }
4744   bool VisitImplicitValueInitExpr(const ImplicitValueInitExpr *E) {
4745     return DerivedZeroInitialization(E);
4746   }
4747   bool VisitCXXScalarValueInitExpr(const CXXScalarValueInitExpr *E) {
4748     return DerivedZeroInitialization(E);
4749   }
4750   bool VisitCXXNullPtrLiteralExpr(const CXXNullPtrLiteralExpr *E) {
4751     return DerivedZeroInitialization(E);
4752   }
4753
4754   /// A member expression where the object is a prvalue is itself a prvalue.
4755   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4756     assert(!E->isArrow() && "missing call to bound member function?");
4757
4758     APValue Val;
4759     if (!Evaluate(Val, Info, E->getBase()))
4760       return false;
4761
4762     QualType BaseTy = E->getBase()->getType();
4763
4764     const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl());
4765     if (!FD) return Error(E);
4766     assert(!FD->getType()->isReferenceType() && "prvalue reference?");
4767     assert(BaseTy->castAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4768            FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4769
4770     CompleteObject Obj(&Val, BaseTy);
4771     SubobjectDesignator Designator(BaseTy);
4772     Designator.addDeclUnchecked(FD);
4773
4774     APValue Result;
4775     return extractSubobject(Info, E, Obj, Designator, Result) &&
4776            DerivedSuccess(Result, E);
4777   }
4778
4779   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4780     switch (E->getCastKind()) {
4781     default:
4782       break;
4783
4784     case CK_AtomicToNonAtomic: {
4785       APValue AtomicVal;
4786       // This does not need to be done in place even for class/array types:
4787       // atomic-to-non-atomic conversion implies copying the object
4788       // representation.
4789       if (!Evaluate(AtomicVal, Info, E->getSubExpr()))
4790         return false;
4791       return DerivedSuccess(AtomicVal, E);
4792     }
4793
4794     case CK_NoOp:
4795     case CK_UserDefinedConversion:
4796       return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr());
4797
4798     case CK_LValueToRValue: {
4799       LValue LVal;
4800       if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal, Info))
4801         return false;
4802       APValue RVal;
4803       // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
4804       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4805                                           LVal, RVal))
4806         return false;
4807       return DerivedSuccess(RVal, E);
4808     }
4809     }
4810
4811     return Error(E);
4812   }
4813
4814   bool VisitUnaryPostInc(const UnaryOperator *UO) {
4815     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4816   }
4817   bool VisitUnaryPostDec(const UnaryOperator *UO) {
4818     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4819   }
4820   bool VisitUnaryPostIncDec(const UnaryOperator *UO) {
4821     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4822       return Error(UO);
4823
4824     LValue LVal;
4825     if (!EvaluateLValue(UO->getSubExpr(), LVal, Info))
4826       return false;
4827     APValue RVal;
4828     if (!handleIncDec(this->Info, UO, LVal, UO->getSubExpr()->getType(),
4829                       UO->isIncrementOp(), &RVal))
4830       return false;
4831     return DerivedSuccess(RVal, UO);
4832   }
4833
4834   bool VisitStmtExpr(const StmtExpr *E) {
4835     // We will have checked the full-expressions inside the statement expression
4836     // when they were completed, and don't need to check them again now.
4837     if (Info.checkingForOverflow())
4838       return Error(E);
4839
4840     BlockScopeRAII Scope(Info);
4841     const CompoundStmt *CS = E->getSubStmt();
4842     if (CS->body_empty())
4843       return true;
4844
4845     for (CompoundStmt::const_body_iterator BI = CS->body_begin(),
4846                                            BE = CS->body_end();
4847          /**/; ++BI) {
4848       if (BI + 1 == BE) {
4849         const Expr *FinalExpr = dyn_cast<Expr>(*BI);
4850         if (!FinalExpr) {
4851           Info.FFDiag((*BI)->getLocStart(),
4852                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4853           return false;
4854         }
4855         return this->Visit(FinalExpr);
4856       }
4857
4858       APValue ReturnValue;
4859       StmtResult Result = { ReturnValue, nullptr };
4860       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, *BI);
4861       if (ESR != ESR_Succeeded) {
4862         // FIXME: If the statement-expression terminated due to 'return',
4863         // 'break', or 'continue', it would be nice to propagate that to
4864         // the outer statement evaluation rather than bailing out.
4865         if (ESR != ESR_Failed)
4866           Info.FFDiag((*BI)->getLocStart(),
4867                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4868         return false;
4869       }
4870     }
4871
4872     llvm_unreachable("Return from function from the loop above.");
4873   }
4874
4875   /// Visit a value which is evaluated, but whose value is ignored.
4876   void VisitIgnoredValue(const Expr *E) {
4877     EvaluateIgnoredValue(Info, E);
4878   }
4879
4880   /// Potentially visit a MemberExpr's base expression.
4881   void VisitIgnoredBaseExpression(const Expr *E) {
4882     // While MSVC doesn't evaluate the base expression, it does diagnose the
4883     // presence of side-effecting behavior.
4884     if (Info.getLangOpts().MSVCCompat && !E->HasSideEffects(Info.Ctx))
4885       return;
4886     VisitIgnoredValue(E);
4887   }
4888 };
4889
4890 }
4891
4892 //===----------------------------------------------------------------------===//
4893 // Common base class for lvalue and temporary evaluation.
4894 //===----------------------------------------------------------------------===//
4895 namespace {
4896 template<class Derived>
4897 class LValueExprEvaluatorBase
4898   : public ExprEvaluatorBase<Derived> {
4899 protected:
4900   LValue &Result;
4901   bool InvalidBaseOK;
4902   typedef LValueExprEvaluatorBase LValueExprEvaluatorBaseTy;
4903   typedef ExprEvaluatorBase<Derived> ExprEvaluatorBaseTy;
4904
4905   bool Success(APValue::LValueBase B) {
4906     Result.set(B);
4907     return true;
4908   }
4909
4910   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
4911     return EvaluatePointer(E, Result, this->Info, InvalidBaseOK);
4912   }
4913
4914 public:
4915   LValueExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
4916       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result),
4917         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
4918
4919   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
4920     Result.setFrom(this->Info.Ctx, V);
4921     return true;
4922   }
4923
4924   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4925     // Handle non-static data members.
4926     QualType BaseTy;
4927     bool EvalOK;
4928     if (E->isArrow()) {
4929       EvalOK = evaluatePointer(E->getBase(), Result);
4930       BaseTy = E->getBase()->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
4931     } else if (E->getBase()->isRValue()) {
4932       assert(E->getBase()->getType()->isRecordType());
4933       EvalOK = EvaluateTemporary(E->getBase(), Result, this->Info);
4934       BaseTy = E->getBase()->getType();
4935     } else {
4936       EvalOK = this->Visit(E->getBase());
4937       BaseTy = E->getBase()->getType();
4938     }
4939     if (!EvalOK) {
4940       if (!InvalidBaseOK)
4941         return false;
4942       Result.setInvalid(E);
4943       return true;
4944     }
4945
4946     const ValueDecl *MD = E->getMemberDecl();
4947     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl())) {
4948       assert(BaseTy->getAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4949              FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4950       (void)BaseTy;
4951       if (!HandleLValueMember(this->Info, E, Result, FD))
4952         return false;
4953     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MD)) {
4954       if (!HandleLValueIndirectMember(this->Info, E, Result, IFD))
4955         return false;
4956     } else
4957       return this->Error(E);
4958
4959     if (MD->getType()->isReferenceType()) {
4960       APValue RefValue;
4961       if (!handleLValueToRValueConversion(this->Info, E, MD->getType(), Result,
4962                                           RefValue))
4963         return false;
4964       return Success(RefValue, E);
4965     }
4966     return true;
4967   }
4968
4969   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4970     switch (E->getOpcode()) {
4971     default:
4972       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
4973
4974     case BO_PtrMemD:
4975     case BO_PtrMemI:
4976       return HandleMemberPointerAccess(this->Info, E, Result);
4977     }
4978   }
4979
4980   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4981     switch (E->getCastKind()) {
4982     default:
4983       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
4984
4985     case CK_DerivedToBase:
4986     case CK_UncheckedDerivedToBase:
4987       if (!this->Visit(E->getSubExpr()))
4988         return false;
4989
4990       // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
4991       // the derived class to the base class.
4992       return HandleLValueBasePath(this->Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4993                                   Result);
4994     }
4995   }
4996 };
4997 }
4998
4999 //===----------------------------------------------------------------------===//
5000 // LValue Evaluation
5001 //
5002 // This is used for evaluating lvalues (in C and C++), xvalues (in C++11),
5003 // function designators (in C), decl references to void objects (in C), and
5004 // temporaries (if building with -Wno-address-of-temporary).
5005 //
5006 // LValue evaluation produces values comprising a base expression of one of the
5007 // following types:
5008 // - Declarations
5009 //  * VarDecl
5010 //  * FunctionDecl
5011 // - Literals
5012 //  * CompoundLiteralExpr in C (and in global scope in C++)
5013 //  * StringLiteral
5014 //  * CXXTypeidExpr
5015 //  * PredefinedExpr
5016 //  * ObjCStringLiteralExpr
5017 //  * ObjCEncodeExpr
5018 //  * AddrLabelExpr
5019 //  * BlockExpr
5020 //  * CallExpr for a MakeStringConstant builtin
5021 // - Locals and temporaries
5022 //  * MaterializeTemporaryExpr
5023 //  * Any Expr, with a CallIndex indicating the function in which the temporary
5024 //    was evaluated, for cases where the MaterializeTemporaryExpr is missing
5025 //    from the AST (FIXME).
5026 //  * A MaterializeTemporaryExpr that has static storage duration, with no
5027 //    CallIndex, for a lifetime-extended temporary.
5028 // plus an offset in bytes.
5029 //===----------------------------------------------------------------------===//
5030 namespace {
5031 class LValueExprEvaluator
5032   : public LValueExprEvaluatorBase<LValueExprEvaluator> {
5033 public:
5034   LValueExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK) :
5035     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, InvalidBaseOK) {}
5036
5037   bool VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD);
5038   bool VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO);
5039
5040   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E);
5041   bool VisitPredefinedExpr(const PredefinedExpr *E) { return Success(E); }
5042   bool VisitMaterializeTemporaryExpr(const MaterializeTemporaryExpr *E);
5043   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E);
5044   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E);
5045   bool VisitStringLiteral(const StringLiteral *E) { return Success(E); }
5046   bool VisitObjCEncodeExpr(const ObjCEncodeExpr *E) { return Success(E); }
5047   bool VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E);
5048   bool VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E);
5049   bool VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E);
5050   bool VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E);
5051   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
5052   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
5053   bool VisitUnaryPreInc(const UnaryOperator *UO) {
5054     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
5055   }
5056   bool VisitUnaryPreDec(const UnaryOperator *UO) {
5057     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
5058   }
5059   bool VisitBinAssign(const BinaryOperator *BO);
5060   bool VisitCompoundAssignOperator(const CompoundAssignOperator *CAO);
5061
5062   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5063     switch (E->getCastKind()) {
5064     default:
5065       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5066
5067     case CK_LValueBitCast:
5068       this->CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5069       if (!Visit(E->getSubExpr()))
5070         return false;
5071       Result.Designator.setInvalid();
5072       return true;
5073
5074     case CK_BaseToDerived:
5075       if (!Visit(E->getSubExpr()))
5076         return false;
5077       return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
5078     }
5079   }
5080 };
5081 } // end anonymous namespace
5082
5083 /// Evaluate an expression as an lvalue. This can be legitimately called on
5084 /// expressions which are not glvalues, in three cases:
5085 ///  * function designators in C, and
5086 ///  * "extern void" objects
5087 ///  * @selector() expressions in Objective-C
5088 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
5089                            bool InvalidBaseOK) {
5090   assert(E->isGLValue() || E->getType()->isFunctionType() ||
5091          E->getType()->isVoidType() || isa<ObjCSelectorExpr>(E));
5092   return LValueExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
5093 }
5094
5095 bool LValueExprEvaluator::VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
5096   if (const FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(E->getDecl()))
5097     return Success(FD);
5098   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getDecl()))
5099     return VisitVarDecl(E, VD);
5100   if (const BindingDecl *BD = dyn_cast<BindingDecl>(E->getDecl()))
5101     return Visit(BD->getBinding());
5102   return Error(E);
5103 }
5104
5105
5106 bool LValueExprEvaluator::VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD) {
5107
5108   // If we are within a lambda's call operator, check whether the 'VD' referred
5109   // to within 'E' actually represents a lambda-capture that maps to a
5110   // data-member/field within the closure object, and if so, evaluate to the
5111   // field or what the field refers to.
5112   if (Info.CurrentCall && isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee)) {
5113     if (auto *FD = Info.CurrentCall->LambdaCaptureFields.lookup(VD)) {
5114       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
5115         return false;
5116       // Start with 'Result' referring to the complete closure object...
5117       Result = *Info.CurrentCall->This;
5118       // ... then update it to refer to the field of the closure object
5119       // that represents the capture.
5120       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, FD))
5121         return false;
5122       // And if the field is of reference type, update 'Result' to refer to what
5123       // the field refers to.
5124       if (FD->getType()->isReferenceType()) {
5125         APValue RVal;
5126         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, FD->getType(), Result,
5127                                             RVal))
5128           return false;
5129         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
5130       }
5131       return true;
5132     }
5133   }
5134   CallStackFrame *Frame = nullptr;
5135   if (VD->hasLocalStorage() && Info.CurrentCall->Index > 1) {
5136     // Only if a local variable was declared in the function currently being
5137     // evaluated, do we expect to be able to find its value in the current
5138     // frame. (Otherwise it was likely declared in an enclosing context and
5139     // could either have a valid evaluatable value (for e.g. a constexpr
5140     // variable) or be ill-formed (and trigger an appropriate evaluation
5141     // diagnostic)).
5142     if (Info.CurrentCall->Callee &&
5143         Info.CurrentCall->Callee->Equals(VD->getDeclContext())) {
5144       Frame = Info.CurrentCall;
5145     }
5146   }
5147
5148   if (!VD->getType()->isReferenceType()) {
5149     if (Frame) {
5150       Result.set(VD, Frame->Index);
5151       return true;
5152     }
5153     return Success(VD);
5154   }
5155
5156   APValue *V;
5157   if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, V))
5158     return false;
5159   if (V->isUninit()) {
5160     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
5161       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_use_uninit_reference);
5162     return false;
5163   }
5164   return Success(*V, E);
5165 }
5166
5167 bool LValueExprEvaluator::VisitMaterializeTemporaryExpr(
5168     const MaterializeTemporaryExpr *E) {
5169   // Walk through the expression to find the materialized temporary itself.
5170   SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
5171   SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
5172   const Expr *Inner = E->GetTemporaryExpr()->
5173       skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs, Adjustments);
5174
5175   // If we passed any comma operators, evaluate their LHSs.
5176   for (unsigned I = 0, N = CommaLHSs.size(); I != N; ++I)
5177     if (!EvaluateIgnoredValue(Info, CommaLHSs[I]))
5178       return false;
5179
5180   // A materialized temporary with static storage duration can appear within the
5181   // result of a constant expression evaluation, so we need to preserve its
5182   // value for use outside this evaluation.
5183   APValue *Value;
5184   if (E->getStorageDuration() == SD_Static) {
5185     Value = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(E, true);
5186     *Value = APValue();
5187     Result.set(E);
5188   } else {
5189     Value = &Info.CurrentCall->
5190         createTemporary(E, E->getStorageDuration() == SD_Automatic);
5191     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
5192   }
5193
5194   QualType Type = Inner->getType();
5195
5196   // Materialize the temporary itself.
5197   if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Result, Inner) ||
5198       (E->getStorageDuration() == SD_Static &&
5199        !CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), Type, *Value))) {
5200     *Value = APValue();
5201     return false;
5202   }
5203
5204   // Adjust our lvalue to refer to the desired subobject.
5205   for (unsigned I = Adjustments.size(); I != 0; /**/) {
5206     --I;
5207     switch (Adjustments[I].Kind) {
5208     case SubobjectAdjustment::DerivedToBaseAdjustment:
5209       if (!HandleLValueBasePath(Info, Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath,
5210                                 Type, Result))
5211         return false;
5212       Type = Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath->getType();
5213       break;
5214
5215     case SubobjectAdjustment::FieldAdjustment:
5216       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, Adjustments[I].Field))
5217         return false;
5218       Type = Adjustments[I].Field->getType();
5219       break;
5220
5221     case SubobjectAdjustment::MemberPointerAdjustment:
5222       if (!HandleMemberPointerAccess(this->Info, Type, Result,
5223                                      Adjustments[I].Ptr.RHS))
5224         return false;
5225       Type = Adjustments[I].Ptr.MPT->getPointeeType();
5226       break;
5227     }
5228   }
5229
5230   return true;
5231 }
5232
5233 bool
5234 LValueExprEvaluator::VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
5235   assert((!Info.getLangOpts().CPlusPlus || E->isFileScope()) &&
5236          "lvalue compound literal in c++?");
5237   // Defer visiting the literal until the lvalue-to-rvalue conversion. We can
5238   // only see this when folding in C, so there's no standard to follow here.
5239   return Success(E);
5240 }
5241
5242 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E) {
5243   if (!E->isPotentiallyEvaluated())
5244     return Success(E);
5245
5246   Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_typeid_polymorphic)
5247     << E->getExprOperand()->getType()
5248     << E->getExprOperand()->getSourceRange();
5249   return false;
5250 }
5251
5252 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E) {
5253   return Success(E);
5254 }
5255
5256 bool LValueExprEvaluator::VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
5257   // Handle static data members.
5258   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getMemberDecl())) {
5259     VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
5260     return VisitVarDecl(E, VD);
5261   }
5262
5263   // Handle static member functions.
5264   if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(E->getMemberDecl())) {
5265     if (MD->isStatic()) {
5266       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
5267       return Success(MD);
5268     }
5269   }
5270
5271   // Handle non-static data members.
5272   return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
5273 }
5274
5275 bool LValueExprEvaluator::VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E) {
5276   // FIXME: Deal with vectors as array subscript bases.
5277   if (E->getBase()->getType()->isVectorType())
5278     return Error(E);
5279
5280   bool Success = true;
5281   if (!evaluatePointer(E->getBase(), Result)) {
5282     if (!Info.noteFailure())
5283       return false;
5284     Success = false;
5285   }
5286
5287   APSInt Index;
5288   if (!EvaluateInteger(E->getIdx(), Index, Info))
5289     return false;
5290
5291   return Success &&
5292          HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, E->getType(), Index);
5293 }
5294
5295 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E) {
5296   return evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result);
5297 }
5298
5299 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
5300   if (!Visit(E->getSubExpr()))
5301     return false;
5302   // __real is a no-op on scalar lvalues.
5303   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType())
5304     HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), false);
5305   return true;
5306 }
5307
5308 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
5309   assert(E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType() &&
5310          "lvalue __imag__ on scalar?");
5311   if (!Visit(E->getSubExpr()))
5312     return false;
5313   HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), true);
5314   return true;
5315 }
5316
5317 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO) {
5318   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5319     return Error(UO);
5320
5321   if (!this->Visit(UO->getSubExpr()))
5322     return false;
5323
5324   return handleIncDec(
5325       this->Info, UO, Result, UO->getSubExpr()->getType(),
5326       UO->isIncrementOp(), nullptr);
5327 }
5328
5329 bool LValueExprEvaluator::VisitCompoundAssignOperator(
5330     const CompoundAssignOperator *CAO) {
5331   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5332     return Error(CAO);
5333
5334   APValue RHS;
5335
5336   // The overall lvalue result is the result of evaluating the LHS.
5337   if (!this->Visit(CAO->getLHS())) {
5338     if (Info.noteFailure())
5339       Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS());
5340     return false;
5341   }
5342
5343   if (!Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS()))
5344     return false;
5345
5346   return handleCompoundAssignment(
5347       this->Info, CAO,
5348       Result, CAO->getLHS()->getType(), CAO->getComputationLHSType(),
5349       CAO->getOpForCompoundAssignment(CAO->getOpcode()), RHS);
5350 }
5351
5352 bool LValueExprEvaluator::VisitBinAssign(const BinaryOperator *E) {
5353   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5354     return Error(E);
5355
5356   APValue NewVal;
5357
5358   if (!this->Visit(E->getLHS())) {
5359     if (Info.noteFailure())
5360       Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS());
5361     return false;
5362   }
5363
5364   if (!Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS()))
5365     return false;
5366
5367   return handleAssignment(this->Info, E, Result, E->getLHS()->getType(),
5368                           NewVal);
5369 }
5370
5371 //===----------------------------------------------------------------------===//
5372 // Pointer Evaluation
5373 //===----------------------------------------------------------------------===//
5374
5375 /// \brief Attempts to compute the number of bytes available at the pointer
5376 /// returned by a function with the alloc_size attribute. Returns true if we
5377 /// were successful. Places an unsigned number into `Result`.
5378 ///
5379 /// This expects the given CallExpr to be a call to a function with an
5380 /// alloc_size attribute.
5381 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
5382                                             const CallExpr *Call,
5383                                             llvm::APInt &Result) {
5384   const AllocSizeAttr *AllocSize = getAllocSizeAttr(Call);
5385
5386   // alloc_size args are 1-indexed, 0 means not present.
5387   assert(AllocSize && AllocSize->getElemSizeParam() != 0);
5388   unsigned SizeArgNo = AllocSize->getElemSizeParam() - 1;
5389   unsigned BitsInSizeT = Ctx.getTypeSize(Ctx.getSizeType());
5390   if (Call->getNumArgs() <= SizeArgNo)
5391     return false;
5392
5393   auto EvaluateAsSizeT = [&](const Expr *E, APSInt &Into) {
5394     if (!E->EvaluateAsInt(Into, Ctx, Expr::SE_AllowSideEffects))
5395       return false;
5396     if (Into.isNegative() || !Into.isIntN(BitsInSizeT))
5397       return false;
5398     Into = Into.zextOrSelf(BitsInSizeT);
5399     return true;
5400   };
5401
5402   APSInt SizeOfElem;
5403   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(SizeArgNo), SizeOfElem))
5404     return false;
5405
5406   if (!AllocSize->getNumElemsParam()) {
5407     Result = std::move(SizeOfElem);
5408     return true;
5409   }
5410
5411   APSInt NumberOfElems;
5412   // Argument numbers start at 1
5413   unsigned NumArgNo = AllocSize->getNumElemsParam() - 1;
5414   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(NumArgNo), NumberOfElems))
5415     return false;
5416
5417   bool Overflow;
5418   llvm::APInt BytesAvailable = SizeOfElem.umul_ov(NumberOfElems, Overflow);
5419   if (Overflow)
5420     return false;
5421
5422   Result = std::move(BytesAvailable);
5423   return true;
5424 }
5425
5426 /// \brief Convenience function. LVal's base must be a call to an alloc_size
5427 /// function.
5428 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
5429                                             const LValue &LVal,
5430                                             llvm::APInt &Result) {
5431   assert(isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
5432          "Can't get the size of a non alloc_size function");
5433   const auto *Base = LVal.getLValueBase().get<const Expr *>();
5434   const CallExpr *CE = tryUnwrapAllocSizeCall(Base);
5435   return getBytesReturnedByAllocSizeCall(Ctx, CE, Result);
5436 }
5437
5438 /// \brief Attempts to evaluate the given LValueBase as the result of a call to
5439 /// a function with the alloc_size attribute. If it was possible to do so, this
5440 /// function will return true, make Result's Base point to said function call,
5441 /// and mark Result's Base as invalid.
5442 static bool evaluateLValueAsAllocSize(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base,
5443                                       LValue &Result) {
5444   if (Base.isNull())
5445     return false;
5446
5447   // Because we do no form of static analysis, we only support const variables.
5448   //
5449   // Additionally, we can't support parameters, nor can we support static
5450   // variables (in the latter case, use-before-assign isn't UB; in the former,
5451   // we have no clue what they'll be assigned to).
5452   const auto *VD =
5453       dyn_cast_or_null<VarDecl>(Base.dyn_cast<const ValueDecl *>());
5454   if (!VD || !VD->isLocalVarDecl() || !VD->getType().isConstQualified())
5455     return false;
5456
5457   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer();
5458   if (!Init)
5459     return false;
5460
5461   const Expr *E = Init->IgnoreParens();
5462   if (!tryUnwrapAllocSizeCall(E))
5463     return false;
5464
5465   // Store E instead of E unwrapped so that the type of the LValue's base is
5466   // what the user wanted.
5467   Result.setInvalid(E);
5468
5469   QualType Pointee = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5470   Result.addUnsizedArray(Info, Pointee);
5471   return true;
5472 }
5473
5474 namespace {
5475 class PointerExprEvaluator
5476   : public ExprEvaluatorBase<PointerExprEvaluator> {
5477   LValue &Result;
5478   bool InvalidBaseOK;
5479
5480   bool Success(const Expr *E) {
5481     Result.set(E);
5482     return true;
5483   }
5484
5485   bool evaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result) {
5486     return EvaluateLValue(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
5487   }
5488
5489   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
5490     return EvaluatePointer(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
5491   }
5492
5493   bool visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E);
5494 public:
5495
5496   PointerExprEvaluator(EvalInfo &info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
5497       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result),
5498         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
5499
5500   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5501     Result.setFrom(Info.Ctx, V);
5502     return true;
5503   }
5504   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
5505     auto TargetVal = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(E->getType());
5506     Result.setNull(E->getType(), TargetVal);
5507     return true;
5508   }
5509
5510   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
5511   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
5512   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
5513   bool VisitObjCStringLiteral(const ObjCStringLiteral *E)
5514       { return Success(E); }
5515   bool VisitObjCBoxedExpr(const ObjCBoxedExpr *E) {
5516     if (Info.noteFailure())
5517       EvaluateIgnoredValue(Info, E->getSubExpr());
5518     return Error(E);
5519   }
5520   bool VisitAddrLabelExpr(const AddrLabelExpr *E)
5521       { return Success(E); }
5522   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
5523   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
5524   bool VisitBlockExpr(const BlockExpr *E) {
5525     if (!E->getBlockDecl()->hasCaptures())
5526       return Success(E);
5527     return Error(E);
5528   }
5529   bool VisitCXXThisExpr(const CXXThisExpr *E) {
5530     // Can't look at 'this' when checking a potential constant expression.
5531     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
5532       return false;
5533     if (!Info.CurrentCall->This) {
5534       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
5535         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_this) << E->isImplicit();
5536       else
5537         Info.FFDiag(E);
5538       return false;
5539     }
5540     Result = *Info.CurrentCall->This;
5541     // If we are inside a lambda's call operator, the 'this' expression refers
5542     // to the enclosing '*this' object (either by value or reference) which is
5543     // either copied into the closure object's field that represents the '*this'
5544     // or refers to '*this'.
5545     if (isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee)) {
5546       // Update 'Result' to refer to the data member/field of the closure object
5547       // that represents the '*this' capture.
5548       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result,
5549                              Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField)) 
5550         return false;
5551       // If we captured '*this' by reference, replace the field with its referent.
5552       if (Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField->getType()
5553               ->isPointerType()) {
5554         APValue RVal;
5555         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Result,
5556                                             RVal))
5557           return false;
5558
5559         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
5560       }
5561     }
5562     return true;
5563   }
5564
5565   // FIXME: Missing: @protocol, @selector
5566 };
5567 } // end anonymous namespace
5568
5569 static bool EvaluatePointer(const Expr* E, LValue& Result, EvalInfo &Info,
5570                             bool InvalidBaseOK) {
5571   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
5572   return PointerExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
5573 }
5574
5575 bool PointerExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
5576   if (E->getOpcode() != BO_Add &&
5577       E->getOpcode() != BO_Sub)
5578     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
5579
5580   const Expr *PExp = E->getLHS();
5581   const Expr *IExp = E->getRHS();
5582   if (IExp->getType()->isPointerType())
5583     std::swap(PExp, IExp);
5584
5585   bool EvalPtrOK = evaluatePointer(PExp, Result);
5586   if (!EvalPtrOK && !Info.noteFailure())
5587     return false;
5588
5589   llvm::APSInt Offset;
5590   if (!EvaluateInteger(IExp, Offset, Info) || !EvalPtrOK)
5591     return false;
5592
5593   if (E->getOpcode() == BO_Sub)
5594     negateAsSigned(Offset);
5595
5596   QualType Pointee = PExp->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5597   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, Pointee, Offset);
5598 }
5599
5600 bool PointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
5601   return evaluateLValue(E->getSubExpr(), Result);
5602 }
5603
5604 bool PointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr* E) {
5605   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
5606
5607   switch (E->getCastKind()) {
5608   default:
5609     break;
5610
5611   case CK_BitCast:
5612   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
5613   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
5614   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
5615   case CK_AddressSpaceConversion:
5616     if (!Visit(SubExpr))
5617       return false;
5618     // Bitcasts to cv void* are static_casts, not reinterpret_casts, so are
5619     // permitted in constant expressions in C++11. Bitcasts from cv void* are
5620     // also static_casts, but we disallow them as a resolution to DR1312.
5621     if (!E->getType()->isVoidPointerType()) {
5622       Result.Designator.setInvalid();
5623       if (SubExpr->getType()->isVoidPointerType())
5624         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast)
5625           << 3 << SubExpr->getType();
5626       else
5627         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5628     }
5629     if (E->getCastKind() == CK_AddressSpaceConversion && Result.IsNullPtr)
5630       ZeroInitialization(E);
5631     return true;
5632
5633   case CK_DerivedToBase:
5634   case CK_UncheckedDerivedToBase:
5635     if (!evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result))
5636       return false;
5637     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
5638       return true;
5639
5640     // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
5641     // the derived class to the base class.
5642     return HandleLValueBasePath(Info, E, E->getSubExpr()->getType()->
5643                                   castAs<PointerType>()->getPointeeType(),
5644                                 Result);
5645
5646   case CK_BaseToDerived:
5647     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5648       return false;
5649     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
5650       return true;
5651     return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
5652
5653   case CK_NullToPointer:
5654     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
5655     return ZeroInitialization(E);
5656
5657   case CK_IntegralToPointer: {
5658     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5659
5660     APValue Value;
5661     if (!EvaluateIntegerOrLValue(SubExpr, Value, Info))
5662       break;
5663
5664     if (Value.isInt()) {
5665       unsigned Size = Info.Ctx.getTypeSize(E->getType());
5666       uint64_t N = Value.getInt().extOrTrunc(Size).getZExtValue();
5667       Result.Base = (Expr*)nullptr;
5668       Result.InvalidBase = false;
5669       Result.Offset = CharUnits::fromQuantity(N);
5670       Result.CallIndex = 0;
5671       Result.Designator.setInvalid();
5672       Result.IsNullPtr = false;
5673       return true;
5674     } else {
5675       // Cast is of an lvalue, no need to change value.
5676       Result.setFrom(Info.Ctx, Value);
5677       return true;
5678     }
5679   }
5680   case CK_ArrayToPointerDecay:
5681     if (SubExpr->isGLValue()) {
5682       if (!evaluateLValue(SubExpr, Result))
5683         return false;
5684     } else {
5685       Result.set(SubExpr, Info.CurrentCall->Index);
5686       if (!EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(SubExpr, false),
5687                            Info, Result, SubExpr))
5688         return false;
5689     }
5690     // The result is a pointer to the first element of the array.
5691     if (const ConstantArrayType *CAT
5692           = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(SubExpr->getType()))
5693       Result.addArray(Info, E, CAT);
5694     else
5695       Result.Designator.setInvalid();
5696     return true;
5697
5698   case CK_FunctionToPointerDecay:
5699     return evaluateLValue(SubExpr, Result);
5700
5701   case CK_LValueToRValue: {
5702     LValue LVal;
5703     if (!evaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal))
5704       return false;
5705
5706     APValue RVal;
5707     // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
5708     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
5709                                         LVal, RVal))
5710       return InvalidBaseOK &&
5711              evaluateLValueAsAllocSize(Info, LVal.Base, Result);
5712     return Success(RVal, E);
5713   }
5714   }
5715
5716   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5717 }
5718
5719 static CharUnits GetAlignOfType(EvalInfo &Info, QualType T) {
5720   // C++ [expr.alignof]p3:
5721   //     When alignof is applied to a reference type, the result is the
5722   //     alignment of the referenced type.
5723   if (const ReferenceType *Ref = T->getAs<ReferenceType>())
5724     T = Ref->getPointeeType();
5725
5726   // __alignof is defined to return the preferred alignment.
5727   if (T.getQualifiers().hasUnaligned())
5728     return CharUnits::One();
5729   return Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
5730     Info.Ctx.getPreferredTypeAlign(T.getTypePtr()));
5731 }
5732
5733 static CharUnits GetAlignOfExpr(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
5734   E = E->IgnoreParens();
5735
5736   // The kinds of expressions that we have special-case logic here for
5737   // should be kept up to date with the special checks for those
5738   // expressions in Sema.
5739
5740   // alignof decl is always accepted, even if it doesn't make sense: we default
5741   // to 1 in those cases.
5742   if (const DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E))
5743     return Info.Ctx.getDeclAlign(DRE->getDecl(),
5744                                  /*RefAsPointee*/true);
5745
5746   if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(E))
5747     return Info.Ctx.getDeclAlign(ME->getMemberDecl(),
5748                                  /*RefAsPointee*/true);
5749
5750   return GetAlignOfType(Info, E->getType());
5751 }
5752
5753 // To be clear: this happily visits unsupported builtins. Better name welcomed.
5754 bool PointerExprEvaluator::visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E) {
5755   if (ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E))
5756     return true;
5757
5758   if (!(InvalidBaseOK && getAllocSizeAttr(E)))
5759     return false;
5760
5761   Result.setInvalid(E);
5762   QualType PointeeTy = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5763   Result.addUnsizedArray(Info, PointeeTy);
5764   return true;
5765 }
5766
5767 bool PointerExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
5768   if (IsStringLiteralCall(E))
5769     return Success(E);
5770
5771   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
5772     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
5773
5774   return visitNonBuiltinCallExpr(E);
5775 }
5776
5777 bool PointerExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
5778                                                 unsigned BuiltinOp) {
5779   switch (BuiltinOp) {
5780   case Builtin::BI__builtin_addressof:
5781     return evaluateLValue(E->getArg(0), Result);
5782   case Builtin::BI__builtin_assume_aligned: {
5783     // We need to be very careful here because: if the pointer does not have the
5784     // asserted alignment, then the behavior is undefined, and undefined
5785     // behavior is non-constant.
5786     if (!evaluatePointer(E->getArg(0), Result))
5787       return false;
5788
5789     LValue OffsetResult(Result);
5790     APSInt Alignment;
5791     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Alignment, Info))
5792       return false;
5793     CharUnits Align = CharUnits::fromQuantity(Alignment.getZExtValue());
5794
5795     if (E->getNumArgs() > 2) {
5796       APSInt Offset;
5797       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), Offset, Info))
5798         return false;
5799
5800       int64_t AdditionalOffset = -Offset.getZExtValue();
5801       OffsetResult.Offset += CharUnits::fromQuantity(AdditionalOffset);
5802     }
5803
5804     // If there is a base object, then it must have the correct alignment.
5805     if (OffsetResult.Base) {
5806       CharUnits BaseAlignment;
5807       if (const ValueDecl *VD =
5808           OffsetResult.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
5809         BaseAlignment = Info.Ctx.getDeclAlign(VD);
5810       } else {
5811         BaseAlignment =
5812           GetAlignOfExpr(Info, OffsetResult.Base.get<const Expr*>());
5813       }
5814
5815       if (BaseAlignment < Align) {
5816         Result.Designator.setInvalid();
5817         // FIXME: Add support to Diagnostic for long / long long.
5818         CCEDiag(E->getArg(0),
5819                 diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 0
5820           << (unsigned)BaseAlignment.getQuantity()
5821           << (unsigned)Align.getQuantity();
5822         return false;
5823       }
5824     }
5825
5826     // The offset must also have the correct alignment.
5827     if (OffsetResult.Offset.alignTo(Align) != OffsetResult.Offset) {
5828       Result.Designator.setInvalid();
5829
5830       (OffsetResult.Base
5831            ? CCEDiag(E->getArg(0),
5832                      diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 1
5833            : CCEDiag(E->getArg(0),
5834                      diag::note_constexpr_baa_value_insufficient_alignment))
5835         << (int)OffsetResult.Offset.getQuantity()
5836         << (unsigned)Align.getQuantity();
5837       return false;
5838     }
5839
5840     return true;
5841   }
5842
5843   case Builtin::BIstrchr:
5844   case Builtin::BIwcschr:
5845   case Builtin::BImemchr:
5846   case Builtin::BIwmemchr:
5847     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
5848       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
5849         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
5850         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
5851     else
5852       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
5853     // Fall through.
5854   case Builtin::BI__builtin_strchr:
5855   case Builtin::BI__builtin_wcschr:
5856   case Builtin::BI__builtin_memchr:
5857   case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
5858   case Builtin::BI__builtin_wmemchr: {
5859     if (!Visit(E->getArg(0)))
5860       return false;
5861     APSInt Desired;
5862     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Desired, Info))
5863       return false;
5864     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
5865     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrchr &&
5866         BuiltinOp != Builtin::BIwcschr &&
5867         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strchr &&
5868         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcschr) {
5869       APSInt N;
5870       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
5871         return false;
5872       MaxLength = N.getExtValue();
5873     }
5874
5875     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
5876
5877     // Figure out what value we're actually looking for (after converting to
5878     // the corresponding unsigned type if necessary).
5879     uint64_t DesiredVal;
5880     bool StopAtNull = false;
5881     switch (BuiltinOp) {
5882     case Builtin::BIstrchr:
5883     case Builtin::BI__builtin_strchr:
5884       // strchr compares directly to the passed integer, and therefore
5885       // always fails if given an int that is not a char.
5886       if (!APSInt::isSameValue(HandleIntToIntCast(Info, E, CharTy,
5887                                                   E->getArg(1)->getType(),
5888                                                   Desired),
5889                                Desired))
5890         return ZeroInitialization(E);
5891       StopAtNull = true;
5892       // Fall through.
5893     case Builtin::BImemchr:
5894     case Builtin::BI__builtin_memchr:
5895     case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
5896       // memchr compares by converting both sides to unsigned char. That's also
5897       // correct for strchr if we get this far (to cope with plain char being
5898       // unsigned in the strchr case).
5899       DesiredVal = Desired.trunc(Info.Ctx.getCharWidth()).getZExtValue();
5900       break;
5901
5902     case Builtin::BIwcschr:
5903     case Builtin::BI__builtin_wcschr:
5904       StopAtNull = true;
5905       // Fall through.
5906     case Builtin::BIwmemchr:
5907     case Builtin::BI__builtin_wmemchr:
5908       // wcschr and wmemchr are given a wchar_t to look for. Just use it.
5909       DesiredVal = Desired.getZExtValue();
5910       break;
5911     }
5912
5913     for (; MaxLength; --MaxLength) {
5914       APValue Char;
5915       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, Result, Char) ||
5916           !Char.isInt())
5917         return false;
5918       if (Char.getInt().getZExtValue() == DesiredVal)
5919         return true;
5920       if (StopAtNull && !Char.getInt())
5921         break;
5922       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, CharTy, 1))
5923         return false;
5924     }
5925     // Not found: return nullptr.
5926     return ZeroInitialization(E);
5927   }
5928
5929   default:
5930     return visitNonBuiltinCallExpr(E);
5931   }
5932 }
5933
5934 //===----------------------------------------------------------------------===//
5935 // Member Pointer Evaluation
5936 //===----------------------------------------------------------------------===//
5937
5938 namespace {
5939 class MemberPointerExprEvaluator
5940   : public ExprEvaluatorBase<MemberPointerExprEvaluator> {
5941   MemberPtr &Result;
5942
5943   bool Success(const ValueDecl *D) {
5944     Result = MemberPtr(D);
5945     return true;
5946   }
5947 public:
5948
5949   MemberPointerExprEvaluator(EvalInfo &Info, MemberPtr &Result)
5950     : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result) {}
5951
5952   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5953     Result.setFrom(V);
5954     return true;
5955   }
5956   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
5957     return Success((const ValueDecl*)nullptr);
5958   }
5959
5960   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
5961   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
5962 };
5963 } // end anonymous namespace
5964
5965 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
5966                                   EvalInfo &Info) {
5967   assert(E->isRValue() && E->getType()->isMemberPointerType());
5968   return MemberPointerExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
5969 }
5970
5971 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5972   switch (E->getCastKind()) {
5973   default:
5974     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5975
5976   case CK_NullToMemberPointer:
5977     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
5978     return ZeroInitialization(E);
5979
5980   case CK_BaseToDerivedMemberPointer: {
5981     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5982       return false;
5983     if (E->path_empty())
5984       return true;
5985     // Base-to-derived member pointer casts store the path in derived-to-base
5986     // order, so iterate backwards. The CXXBaseSpecifier also provides us with
5987     // the wrong end of the derived->base arc, so stagger the path by one class.
5988     typedef std::reverse_iterator<CastExpr::path_const_iterator> ReverseIter;
5989     for (ReverseIter PathI(E->path_end() - 1), PathE(E->path_begin());
5990          PathI != PathE; ++PathI) {
5991       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
5992       const CXXRecordDecl *Derived = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
5993       if (!Result.castToDerived(Derived))
5994         return Error(E);
5995     }
5996     const Type *FinalTy = E->getType()->castAs<MemberPointerType>()->getClass();
5997     if (!Result.castToDerived(FinalTy->getAsCXXRecordDecl()))
5998       return Error(E);
5999     return true;
6000   }
6001
6002   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
6003     if (!Visit(E->getSubExpr()))
6004       return false;
6005     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
6006          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
6007       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
6008       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6009       if (!Result.castToBase(Base))
6010         return Error(E);
6011     }
6012     return true;
6013   }
6014 }
6015
6016 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
6017   // C++11 [expr.unary.op]p3 has very strict rules on how the address of a
6018   // member can be formed.
6019   return Success(cast<DeclRefExpr>(E->getSubExpr())->getDecl());
6020 }
6021
6022 //===----------------------------------------------------------------------===//
6023 // Record Evaluation
6024 //===----------------------------------------------------------------------===//
6025
6026 namespace {
6027   class RecordExprEvaluator
6028   : public ExprEvaluatorBase<RecordExprEvaluator> {
6029     const LValue &This;
6030     APValue &Result;
6031   public:
6032
6033     RecordExprEvaluator(EvalInfo &info, const LValue &This, APValue &Result)
6034       : ExprEvaluatorBaseTy(info), This(This), Result(Result) {}
6035
6036     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6037       Result = V;
6038       return true;
6039     }
6040     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
6041       return ZeroInitialization(E, E->getType());
6042     }
6043     bool ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T);
6044
6045     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6046       return handleCallExpr(E, Result, &This);
6047     }
6048     bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
6049     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6050     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6051       return VisitCXXConstructExpr(E, E->getType());
6052     }
6053     bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E);
6054     bool VisitCXXInheritedCtorInitExpr(const CXXInheritedCtorInitExpr *E);
6055     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E, QualType T);
6056     bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E);
6057   };
6058 }
6059
6060 /// Perform zero-initialization on an object of non-union class type.
6061 /// C++11 [dcl.init]p5:
6062 ///  To zero-initialize an object or reference of type T means:
6063 ///    [...]
6064 ///    -- if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type,
6065 ///       each non-static data member and each base-class subobject is
6066 ///       zero-initialized
6067 static bool HandleClassZeroInitialization(EvalInfo &Info, const Expr *E,
6068                                           const RecordDecl *RD,
6069                                           const LValue &This, APValue &Result) {
6070   assert(!RD->isUnion() && "Expected non-union class type");
6071   const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
6072   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CD ? CD->getNumBases() : 0,
6073                    std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
6074
6075   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6076   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
6077
6078   if (CD) {
6079     unsigned Index = 0;
6080     for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
6081            End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++Index) {
6082       const CXXRecordDecl *Base = I->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6083       LValue Subobject = This;
6084       if (!HandleLValueDirectBase(Info, E, Subobject, CD, Base, &Layout))
6085         return false;
6086       if (!HandleClassZeroInitialization(Info, E, Base, Subobject,
6087                                          Result.getStructBase(Index)))
6088         return false;
6089     }
6090   }
6091
6092   for (const auto *I : RD->fields()) {
6093     // -- if T is a reference type, no initialization is performed.
6094     if (I->getType()->isReferenceType())
6095       continue;
6096
6097     LValue Subobject = This;
6098     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, I, &Layout))
6099       return false;
6100
6101     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
6102     if (!EvaluateInPlace(
6103           Result.getStructField(I->getFieldIndex()), Info, Subobject, &VIE))
6104       return false;
6105   }
6106
6107   return true;
6108 }
6109
6110 bool RecordExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T) {
6111   const RecordDecl *RD = T->castAs<RecordType>()->getDecl();
6112   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6113   if (RD->isUnion()) {
6114     // C++11 [dcl.init]p5: If T is a (possibly cv-qualified) union type, the
6115     // object's first non-static named data member is zero-initialized
6116     RecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin();
6117     if (I == RD->field_end()) {
6118       Result = APValue((const FieldDecl*)nullptr);
6119       return true;
6120     }
6121
6122     LValue Subobject = This;
6123     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, *I))
6124       return false;
6125     Result = APValue(*I);
6126     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
6127     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, &VIE);
6128   }
6129
6130   if (isa<CXXRecordDecl>(RD) && cast<CXXRecordDecl>(RD)->getNumVBases()) {
6131     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
6132     return false;
6133   }
6134
6135   return HandleClassZeroInitialization(Info, E, RD, This, Result);
6136 }
6137
6138 bool RecordExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6139   switch (E->getCastKind()) {
6140   default:
6141     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6142
6143   case CK_ConstructorConversion:
6144     return Visit(E->getSubExpr());
6145
6146   case CK_DerivedToBase:
6147   case CK_UncheckedDerivedToBase: {
6148     APValue DerivedObject;
6149     if (!Evaluate(DerivedObject, Info, E->getSubExpr()))
6150       return false;
6151     if (!DerivedObject.isStruct())
6152       return Error(E->getSubExpr());
6153
6154     // Derived-to-base rvalue conversion: just slice off the derived part.
6155     APValue *Value = &DerivedObject;
6156     const CXXRecordDecl *RD = E->getSubExpr()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6157     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
6158          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
6159       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "record rvalue with virtual base");
6160       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6161       Value = &Value->getStructBase(getBaseIndex(RD, Base));
6162       RD = Base;
6163     }
6164     Result = *Value;
6165     return true;
6166   }
6167   }
6168 }
6169
6170 bool RecordExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6171   if (E->isTransparent())
6172     return Visit(E->getInit(0));
6173
6174   const RecordDecl *RD = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
6175   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6176   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
6177
6178   if (RD->isUnion()) {
6179     const FieldDecl *Field = E->getInitializedFieldInUnion();
6180     Result = APValue(Field);
6181     if (!Field)
6182       return true;
6183
6184     // If the initializer list for a union does not contain any elements, the
6185     // first element of the union is value-initialized.
6186     // FIXME: The element should be initialized from an initializer list.
6187     //        Is this difference ever observable for initializer lists which
6188     //        we don't build?
6189     ImplicitValueInitExpr VIE(Field->getType());
6190     const Expr *InitExpr = E->getNumInits() ? E->getInit(0) : &VIE;
6191
6192     LValue Subobject = This;
6193     if (!HandleLValueMember(Info, InitExpr, Subobject, Field, &Layout))
6194       return false;
6195
6196     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
6197     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
6198                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(InitExpr));
6199
6200     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, InitExpr);
6201   }
6202
6203   auto *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
6204   if (Result.isUninit())
6205     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CXXRD ? CXXRD->getNumBases() : 0,
6206                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
6207   unsigned ElementNo = 0;
6208   bool Success = true;
6209
6210   // Initialize base classes.
6211   if (CXXRD) {
6212     for (const auto &Base : CXXRD->bases()) {
6213       assert(ElementNo < E->getNumInits() && "missing init for base class");
6214       const Expr *Init = E->getInit(ElementNo);
6215
6216       LValue Subobject = This;
6217       if (!HandleLValueBase(Info, Init, Subobject, CXXRD, &Base))
6218         return false;
6219
6220       APValue &FieldVal = Result.getStructBase(ElementNo);
6221       if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init)) {
6222         if (!Info.noteFailure())
6223           return false;
6224         Success = false;
6225       }
6226       ++ElementNo;
6227     }
6228   }
6229
6230   // Initialize members.
6231   for (const auto *Field : RD->fields()) {
6232     // Anonymous bit-fields are not considered members of the class for
6233     // purposes of aggregate initialization.
6234     if (Field->isUnnamedBitfield())
6235       continue;
6236
6237     LValue Subobject = This;
6238
6239     bool HaveInit = ElementNo < E->getNumInits();
6240
6241     // FIXME: Diagnostics here should point to the end of the initializer
6242     // list, not the start.
6243     if (!HandleLValueMember(Info, HaveInit ? E->getInit(ElementNo) : E,
6244                             Subobject, Field, &Layout))
6245       return false;
6246
6247     // Perform an implicit value-initialization for members beyond the end of
6248     // the initializer list.
6249     ImplicitValueInitExpr VIE(HaveInit ? Info.Ctx.IntTy : Field->getType());
6250     const Expr *Init = HaveInit ? E->getInit(ElementNo++) : &VIE;
6251     if (Init->isValueDependent()) {
6252       Success = false;
6253       continue;
6254     }
6255
6256     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
6257     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
6258                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(Init));
6259
6260     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
6261     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init) ||
6262         (Field->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, Init,
6263                                                        FieldVal, Field))) {
6264       if (!Info.noteFailure())
6265         return false;
6266       Success = false;
6267     }
6268   }
6269
6270   return Success;
6271 }
6272
6273 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6274                                                 QualType T) {
6275   // Note that E's type is not necessarily the type of our class here; we might
6276   // be initializing an array element instead.
6277   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
6278   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
6279
6280   bool ZeroInit = E->requiresZeroInitialization();
6281   if (CheckTrivialDefaultConstructor(Info, E->getExprLoc(), FD, ZeroInit)) {
6282     // If we've already performed zero-initialization, we're already done.
6283     if (!Result.isUninit())
6284       return true;
6285
6286     // We can get here in two different ways:
6287     //  1) We're performing value-initialization, and should zero-initialize
6288     //     the object, or
6289     //  2) We're performing default-initialization of an object with a trivial
6290     //     constexpr default constructor, in which case we should start the
6291     //     lifetimes of all the base subobjects (there can be no data member
6292     //     subobjects in this case) per [basic.life]p1.
6293     // Either way, ZeroInitialization is appropriate.
6294     return ZeroInitialization(E, T);
6295   }
6296
6297   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
6298   auto Body = FD->getBody(Definition);
6299
6300   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
6301     return false;
6302
6303   // Avoid materializing a temporary for an elidable copy/move constructor.
6304   if (E->isElidable() && !ZeroInit)
6305     if (const MaterializeTemporaryExpr *ME
6306           = dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(E->getArg(0)))
6307       return Visit(ME->GetTemporaryExpr());
6308
6309   if (ZeroInit && !ZeroInitialization(E, T))
6310     return false;
6311
6312   auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
6313   return HandleConstructorCall(E, This, Args,
6314                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
6315                                Result);
6316 }
6317
6318 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXInheritedCtorInitExpr(
6319     const CXXInheritedCtorInitExpr *E) {
6320   if (!Info.CurrentCall) {
6321     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
6322     return false;
6323   }
6324
6325   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
6326   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl())
6327     return false;
6328
6329   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
6330   auto Body = FD->getBody(Definition);
6331
6332   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
6333     return false;
6334
6335   return HandleConstructorCall(E, This, Info.CurrentCall->Arguments,
6336                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
6337                                Result);
6338 }
6339
6340 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXStdInitializerListExpr(
6341     const CXXStdInitializerListExpr *E) {
6342   const ConstantArrayType *ArrayType =
6343       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getSubExpr()->getType());
6344
6345   LValue Array;
6346   if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), Array, Info))
6347     return false;
6348
6349   // Get a pointer to the first element of the array.
6350   Array.addArray(Info, E, ArrayType);
6351
6352   // FIXME: Perform the checks on the field types in SemaInit.
6353   RecordDecl *Record = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
6354   RecordDecl::field_iterator Field = Record->field_begin();
6355   if (Field == Record->field_end())
6356     return Error(E);
6357
6358   // Start pointer.
6359   if (!Field->getType()->isPointerType() ||
6360       !Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
6361                             ArrayType->getElementType()))
6362     return Error(E);
6363
6364   // FIXME: What if the initializer_list type has base classes, etc?
6365   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), 0, 2);
6366   Array.moveInto(Result.getStructField(0));
6367
6368   if (++Field == Record->field_end())
6369     return Error(E);
6370
6371   if (Field->getType()->isPointerType() &&
6372       Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
6373                            ArrayType->getElementType())) {
6374     // End pointer.
6375     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Array,
6376                                      ArrayType->getElementType(),
6377                                      ArrayType->getSize().getZExtValue()))
6378       return false;
6379     Array.moveInto(Result.getStructField(1));
6380   } else if (Info.Ctx.hasSameType(Field->getType(), Info.Ctx.getSizeType()))
6381     // Length.
6382     Result.getStructField(1) = APValue(APSInt(ArrayType->getSize()));
6383   else
6384     return Error(E);
6385
6386   if (++Field != Record->field_end())
6387     return Error(E);
6388
6389   return true;
6390 }
6391
6392 bool RecordExprEvaluator::VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
6393   const CXXRecordDecl *ClosureClass = E->getLambdaClass();
6394   if (ClosureClass->isInvalidDecl()) return false;
6395
6396   if (Info.checkingPotentialConstantExpression()) return true;
6397   
6398   const size_t NumFields =
6399       std::distance(ClosureClass->field_begin(), ClosureClass->field_end());
6400
6401   assert(NumFields == (size_t)std::distance(E->capture_init_begin(),
6402                                             E->capture_init_end()) &&
6403          "The number of lambda capture initializers should equal the number of "
6404          "fields within the closure type");
6405
6406   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), /*NumBases*/0, NumFields);
6407   // Iterate through all the lambda's closure object's fields and initialize
6408   // them.
6409   auto *CaptureInitIt = E->capture_init_begin();
6410   const LambdaCapture *CaptureIt = ClosureClass->captures_begin();
6411   bool Success = true;
6412   for (const auto *Field : ClosureClass->fields()) {
6413     assert(CaptureInitIt != E->capture_init_end());
6414     // Get the initializer for this field
6415     Expr *const CurFieldInit = *CaptureInitIt++;
6416     
6417     // If there is no initializer, either this is a VLA or an error has
6418     // occurred.
6419     if (!CurFieldInit)
6420       return Error(E);
6421
6422     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
6423     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, This, CurFieldInit)) {
6424       if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6425         return false;
6426       Success = false;
6427     }
6428     ++CaptureIt;
6429   }
6430   return Success;
6431 }
6432
6433 static bool EvaluateRecord(const Expr *E, const LValue &This,
6434                            APValue &Result, EvalInfo &Info) {
6435   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType() &&
6436          "can't evaluate expression as a record rvalue");
6437   return RecordExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
6438 }
6439
6440 //===----------------------------------------------------------------------===//
6441 // Temporary Evaluation
6442 //
6443 // Temporaries are represented in the AST as rvalues, but generally behave like
6444 // lvalues. The full-object of which the temporary is a subobject is implicitly
6445 // materialized so that a reference can bind to it.
6446 //===----------------------------------------------------------------------===//
6447 namespace {
6448 class TemporaryExprEvaluator
6449   : public LValueExprEvaluatorBase<TemporaryExprEvaluator> {
6450 public:
6451   TemporaryExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result) :
6452     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, false) {}
6453
6454   /// Visit an expression which constructs the value of this temporary.
6455   bool VisitConstructExpr(const Expr *E) {
6456     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
6457     return EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(E, false),
6458                            Info, Result, E);
6459   }
6460
6461   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6462     switch (E->getCastKind()) {
6463     default:
6464       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6465
6466     case CK_ConstructorConversion:
6467       return VisitConstructExpr(E->getSubExpr());
6468     }
6469   }
6470   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6471     return VisitConstructExpr(E);
6472   }
6473   bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6474     return VisitConstructExpr(E);
6475   }
6476   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6477     return VisitConstructExpr(E);
6478   }
6479   bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E) {
6480     return VisitConstructExpr(E);
6481   }
6482   bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
6483     return VisitConstructExpr(E);
6484   }
6485 };
6486 } // end anonymous namespace
6487
6488 /// Evaluate an expression of record type as a temporary.
6489 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info) {
6490   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType());
6491   return TemporaryExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
6492 }
6493
6494 //===----------------------------------------------------------------------===//
6495 // Vector Evaluation
6496 //===----------------------------------------------------------------------===//
6497
6498 namespace {
6499   class VectorExprEvaluator
6500   : public ExprEvaluatorBase<VectorExprEvaluator> {
6501     APValue &Result;
6502   public:
6503
6504     VectorExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &Result)
6505       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
6506
6507     bool Success(ArrayRef<APValue> V, const Expr *E) {
6508       assert(V.size() == E->getType()->castAs<VectorType>()->getNumElements());
6509       // FIXME: remove this APValue copy.
6510       Result = APValue(V.data(), V.size());
6511       return true;
6512     }
6513     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6514       assert(V.isVector());
6515       Result = V;
6516       return true;
6517     }
6518     bool ZeroInitialization(const Expr *E);
6519
6520     bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E)
6521       { return Visit(E->getSubExpr()); }
6522     bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
6523     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6524     bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
6525     // FIXME: Missing: unary -, unary ~, binary add/sub/mul/div,
6526     //                 binary comparisons, binary and/or/xor,
6527     //                 shufflevector, ExtVectorElementExpr
6528   };
6529 } // end anonymous namespace
6530
6531 static bool EvaluateVector(const Expr* E, APValue& Result, EvalInfo &Info) {
6532   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVectorType() &&"not a vector rvalue");
6533   return VectorExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
6534 }
6535
6536 bool VectorExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6537   const VectorType *VTy = E->getType()->castAs<VectorType>();
6538   unsigned NElts = VTy->getNumElements();
6539
6540   const Expr *SE = E->getSubExpr();
6541   QualType SETy = SE->getType();
6542
6543   switch (E->getCastKind()) {
6544   case CK_VectorSplat: {
6545     APValue Val = APValue();
6546     if (SETy->isIntegerType()) {
6547       APSInt IntResult;
6548       if (!EvaluateInteger(SE, IntResult, Info))
6549         return false;
6550       Val = APValue(std::move(IntResult));
6551     } else if (SETy->isRealFloatingType()) {
6552       APFloat FloatResult(0.0);
6553       if (!EvaluateFloat(SE, FloatResult, Info))
6554         return false;
6555       Val = APValue(std::move(FloatResult));
6556     } else {
6557       return Error(E);
6558     }
6559
6560     // Splat and create vector APValue.
6561     SmallVector<APValue, 4> Elts(NElts, Val);
6562     return Success(Elts, E);
6563   }
6564   case CK_BitCast: {
6565     // Evaluate the operand into an APInt we can extract from.
6566     llvm::APInt SValInt;
6567     if (!EvalAndBitcastToAPInt(Info, SE, SValInt))
6568       return false;
6569     // Extract the elements
6570     QualType EltTy = VTy->getElementType();
6571     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
6572     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
6573     SmallVector<APValue, 4> Elts;
6574     if (EltTy->isRealFloatingType()) {
6575       const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy);
6576       unsigned FloatEltSize = EltSize;
6577       if (&Sem == &APFloat::x87DoubleExtended())
6578         FloatEltSize = 80;
6579       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
6580         llvm::APInt Elt;
6581         if (BigEndian)
6582           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+FloatEltSize).trunc(FloatEltSize);
6583         else
6584           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).trunc(FloatEltSize);
6585         Elts.push_back(APValue(APFloat(Sem, Elt)));
6586       }
6587     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
6588       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
6589         llvm::APInt Elt;
6590         if (BigEndian)
6591           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
6592         else
6593           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
6594         Elts.push_back(APValue(APSInt(Elt, EltTy->isSignedIntegerType())));
6595       }
6596     } else {
6597       return Error(E);
6598     }
6599     return Success(Elts, E);
6600   }
6601   default:
6602     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6603   }
6604 }
6605
6606 bool
6607 VectorExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6608   const VectorType *VT = E->getType()->castAs<VectorType>();
6609   unsigned NumInits = E->getNumInits();
6610   unsigned NumElements = VT->getNumElements();
6611
6612   QualType EltTy = VT->getElementType();
6613   SmallVector<APValue, 4> Elements;
6614
6615   // The number of initializers can be less than the number of
6616   // vector elements. For OpenCL, this can be due to nested vector
6617   // initialization. For GCC compatibility, missing trailing elements 
6618   // should be initialized with zeroes.
6619   unsigned CountInits = 0, CountElts = 0;
6620   while (CountElts < NumElements) {
6621     // Handle nested vector initialization.
6622     if (CountInits < NumInits 
6623         && E->getInit(CountInits)->getType()->isVectorType()) {
6624       APValue v;
6625       if (!EvaluateVector(E->getInit(CountInits), v, Info))
6626         return Error(E);
6627       unsigned vlen = v.getVectorLength();
6628       for (unsigned j = 0; j < vlen; j++) 
6629         Elements.push_back(v.getVectorElt(j));
6630       CountElts += vlen;
6631     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
6632       llvm::APSInt sInt(32);
6633       if (CountInits < NumInits) {
6634         if (!EvaluateInteger(E->getInit(CountInits), sInt, Info))
6635           return false;
6636       } else // trailing integer zero.
6637         sInt = Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy);
6638       Elements.push_back(APValue(sInt));
6639       CountElts++;
6640     } else {
6641       llvm::APFloat f(0.0);
6642       if (CountInits < NumInits) {
6643         if (!EvaluateFloat(E->getInit(CountInits), f, Info))
6644           return false;
6645       } else // trailing float zero.
6646         f = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy));
6647       Elements.push_back(APValue(f));
6648       CountElts++;
6649     }
6650     CountInits++;
6651   }
6652   return Success(Elements, E);
6653 }
6654
6655 bool
6656 VectorExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
6657   const VectorType *VT = E->getType()->getAs<VectorType>();
6658   QualType EltTy = VT->getElementType();
6659   APValue ZeroElement;
6660   if (EltTy->isIntegerType())
6661     ZeroElement = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy));
6662   else
6663     ZeroElement =
6664         APValue(APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy)));
6665
6666   SmallVector<APValue, 4> Elements(VT->getNumElements(), ZeroElement);
6667   return Success(Elements, E);
6668 }
6669
6670 bool VectorExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
6671   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
6672   return ZeroInitialization(E);
6673 }
6674
6675 //===----------------------------------------------------------------------===//
6676 // Array Evaluation
6677 //===----------------------------------------------------------------------===//
6678
6679 namespace {
6680   class ArrayExprEvaluator
6681   : public ExprEvaluatorBase<ArrayExprEvaluator> {
6682     const LValue &This;
6683     APValue &Result;
6684   public:
6685
6686     ArrayExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue &This, APValue &Result)
6687       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
6688
6689     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6690       assert((V.isArray() || V.isLValue()) &&
6691              "expected array or string literal");
6692       Result = V;
6693       return true;
6694     }
6695
6696     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
6697       const ConstantArrayType *CAT =
6698           Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
6699       if (!CAT)
6700         return Error(E);
6701
6702       Result = APValue(APValue::UninitArray(), 0,
6703                        CAT->getSize().getZExtValue());
6704       if (!Result.hasArrayFiller()) return true;
6705
6706       // Zero-initialize all elements.
6707       LValue Subobject = This;
6708       Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6709       ImplicitValueInitExpr VIE(CAT->getElementType());
6710       return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject, &VIE);
6711     }
6712
6713     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6714       return handleCallExpr(E, Result, &This);
6715     }
6716     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6717     bool VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E);
6718     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E);
6719     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6720                                const LValue &Subobject,
6721                                APValue *Value, QualType Type);
6722   };
6723 } // end anonymous namespace
6724
6725 static bool EvaluateArray(const Expr *E, const LValue &This,
6726                           APValue &Result, EvalInfo &Info) {
6727   assert(E->isRValue() && E->getType()->isArrayType() && "not an array rvalue");
6728   return ArrayExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
6729 }
6730
6731 bool ArrayExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6732   const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
6733   if (!CAT)
6734     return Error(E);
6735
6736   // C++11 [dcl.init.string]p1: A char array [...] can be initialized by [...]
6737   // an appropriately-typed string literal enclosed in braces.
6738   if (E->isStringLiteralInit()) {
6739     LValue LV;
6740     if (!EvaluateLValue(E->getInit(0), LV, Info))
6741       return false;
6742     APValue Val;
6743     LV.moveInto(Val);
6744     return Success(Val, E);
6745   }
6746
6747   bool Success = true;
6748
6749   assert((!Result.isArray() || Result.getArrayInitializedElts() == 0) &&
6750          "zero-initialized array shouldn't have any initialized elts");
6751   APValue Filler;
6752   if (Result.isArray() && Result.hasArrayFiller())
6753     Filler = Result.getArrayFiller();
6754
6755   unsigned NumEltsToInit = E->getNumInits();
6756   unsigned NumElts = CAT->getSize().getZExtValue();
6757   const Expr *FillerExpr = E->hasArrayFiller() ? E->getArrayFiller() : nullptr;
6758
6759   // If the initializer might depend on the array index, run it for each
6760   // array element. For now, just whitelist non-class value-initialization.
6761   if (NumEltsToInit != NumElts && !isa<ImplicitValueInitExpr>(FillerExpr))
6762     NumEltsToInit = NumElts;
6763
6764   Result = APValue(APValue::UninitArray(), NumEltsToInit, NumElts);
6765
6766   // If the array was previously zero-initialized, preserve the
6767   // zero-initialized values.
6768   if (!Filler.isUninit()) {
6769     for (unsigned I = 0, E = Result.getArrayInitializedElts(); I != E; ++I)
6770       Result.getArrayInitializedElt(I) = Filler;
6771     if (Result.hasArrayFiller())
6772       Result.getArrayFiller() = Filler;
6773   }
6774
6775   LValue Subobject = This;
6776   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6777   for (unsigned Index = 0; Index != NumEltsToInit; ++Index) {
6778     const Expr *Init =
6779         Index < E->getNumInits() ? E->getInit(Index) : FillerExpr;
6780     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
6781                          Info, Subobject, Init) ||
6782         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, Init, Subobject,
6783                                      CAT->getElementType(), 1)) {
6784       if (!Info.noteFailure())
6785         return false;
6786       Success = false;
6787     }
6788   }
6789
6790   if (!Result.hasArrayFiller())
6791     return Success;
6792
6793   // If we get here, we have a trivial filler, which we can just evaluate
6794   // once and splat over the rest of the array elements.
6795   assert(FillerExpr && "no array filler for incomplete init list");
6796   return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject,
6797                          FillerExpr) && Success;
6798 }
6799
6800 bool ArrayExprEvaluator::VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E) {
6801   if (E->getCommonExpr() &&
6802       !Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getCommonExpr(), false),
6803                 Info, E->getCommonExpr()->getSourceExpr()))
6804     return false;
6805
6806   auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(E->getType()->castAsArrayTypeUnsafe());
6807
6808   uint64_t Elements = CAT->getSize().getZExtValue();
6809   Result = APValue(APValue::UninitArray(), Elements, Elements);
6810
6811   LValue Subobject = This;
6812   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6813
6814   bool Success = true;
6815   for (EvalInfo::ArrayInitLoopIndex Index(Info); Index != Elements; ++Index) {
6816     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
6817                          Info, Subobject, E->getSubExpr()) ||
6818         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Subobject,
6819                                      CAT->getElementType(), 1)) {
6820       if (!Info.noteFailure())
6821         return false;
6822       Success = false;
6823     }
6824   }
6825
6826   return Success;
6827 }
6828
6829 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6830   return VisitCXXConstructExpr(E, This, &Result, E->getType());
6831 }
6832
6833 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6834                                                const LValue &Subobject,
6835                                                APValue *Value,
6836                                                QualType Type) {
6837   bool HadZeroInit = !Value->isUninit();
6838
6839   if (const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(Type)) {
6840     unsigned N = CAT->getSize().getZExtValue();
6841
6842     // Preserve the array filler if we had prior zero-initialization.
6843     APValue Filler =
6844       HadZeroInit && Value->hasArrayFiller() ? Value->getArrayFiller()
6845                                              : APValue();
6846
6847     *Value = APValue(APValue::UninitArray(), N, N);
6848
6849     if (HadZeroInit)
6850       for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
6851         Value->getArrayInitializedElt(I) = Filler;
6852
6853     // Initialize the elements.
6854     LValue ArrayElt = Subobject;
6855     ArrayElt.addArray(Info, E, CAT);
6856     for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
6857       if (!VisitCXXConstructExpr(E, ArrayElt, &Value->getArrayInitializedElt(I),
6858                                  CAT->getElementType()) ||
6859           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, ArrayElt,
6860                                        CAT->getElementType(), 1))
6861         return false;
6862
6863     return true;
6864   }
6865
6866   if (!Type->isRecordType())
6867     return Error(E);
6868
6869   return RecordExprEvaluator(Info, Subobject, *Value)
6870              .VisitCXXConstructExpr(E, Type);
6871 }
6872
6873 //===----------------------------------------------------------------------===//
6874 // Integer Evaluation
6875 //
6876 // As a GNU extension, we support casting pointers to sufficiently-wide integer
6877 // types and back in constant folding. Integer values are thus represented
6878 // either as an integer-valued APValue, or as an lvalue-valued APValue.
6879 //===----------------------------------------------------------------------===//
6880
6881 namespace {
6882 class IntExprEvaluator
6883   : public ExprEvaluatorBase<IntExprEvaluator> {
6884   APValue &Result;
6885 public:
6886   IntExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &result)
6887     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
6888
6889   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E, APValue &Result) {
6890     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
6891            "Invalid evaluation result.");
6892     assert(SI.isSigned() == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType() &&
6893            "Invalid evaluation result.");
6894     assert(SI.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
6895            "Invalid evaluation result.");
6896     Result = APValue(SI);
6897     return true;
6898   }
6899   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E) {
6900     return Success(SI, E, Result);
6901   }
6902
6903   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E, APValue &Result) {
6904     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
6905            "Invalid evaluation result.");
6906     assert(I.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
6907            "Invalid evaluation result.");
6908     Result = APValue(APSInt(I));
6909     Result.getInt().setIsUnsigned(
6910                             E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
6911     return true;
6912   }
6913   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E) {
6914     return Success(I, E, Result);
6915   }
6916
6917   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
6918     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
6919            "Invalid evaluation result.");
6920     Result = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(Value, E->getType()));
6921     return true;
6922   }
6923   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E) {
6924     return Success(Value, E, Result);
6925   }
6926
6927   bool Success(CharUnits Size, const Expr *E) {
6928     return Success(Size.getQuantity(), E);
6929   }
6930
6931   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6932     if (V.isLValue() || V.isAddrLabelDiff()) {
6933       Result = V;
6934       return true;
6935     }
6936     return Success(V.getInt(), E);
6937   }
6938
6939   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Success(0, E); }
6940
6941   //===--------------------------------------------------------------------===//
6942   //                            Visitor Methods
6943   //===--------------------------------------------------------------------===//
6944
6945   bool VisitIntegerLiteral(const IntegerLiteral *E) {
6946     return Success(E->getValue(), E);
6947   }
6948   bool VisitCharacterLiteral(const CharacterLiteral *E) {
6949     return Success(E->getValue(), E);
6950   }
6951
6952   bool CheckReferencedDecl(const Expr *E, const Decl *D);
6953   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
6954     if (CheckReferencedDecl(E, E->getDecl()))
6955       return true;
6956
6957     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitDeclRefExpr(E);
6958   }
6959   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
6960     if (CheckReferencedDecl(E, E->getMemberDecl())) {
6961       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
6962       return true;
6963     }
6964
6965     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
6966   }
6967
6968   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
6969   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
6970   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
6971   bool VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *E);
6972   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
6973
6974   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
6975   bool VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E);
6976
6977   bool VisitCXXBoolLiteralExpr(const CXXBoolLiteralExpr *E) {
6978     return Success(E->getValue(), E);
6979   }
6980
6981   bool VisitObjCBoolLiteralExpr(const ObjCBoolLiteralExpr *E) {
6982     return Success(E->getValue(), E);
6983   }
6984
6985   bool VisitArrayInitIndexExpr(const ArrayInitIndexExpr *E) {
6986     if (Info.ArrayInitIndex == uint64_t(-1)) {
6987       // We were asked to evaluate this subexpression independent of the
6988       // enclosing ArrayInitLoopExpr. We can't do that.
6989       Info.FFDiag(E);
6990       return false;
6991     }
6992     return Success(Info.ArrayInitIndex, E);
6993   }
6994     
6995   // Note, GNU defines __null as an integer, not a pointer.
6996   bool VisitGNUNullExpr(const GNUNullExpr *E) {
6997     return ZeroInitialization(E);
6998   }
6999
7000   bool VisitTypeTraitExpr(const TypeTraitExpr *E) {
7001     return Success(E->getValue(), E);
7002   }
7003
7004   bool VisitArrayTypeTraitExpr(const ArrayTypeTraitExpr *E) {
7005     return Success(E->getValue(), E);
7006   }
7007
7008   bool VisitExpressionTraitExpr(const ExpressionTraitExpr *E) {
7009     return Success(E->getValue(), E);
7010   }
7011
7012   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
7013   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
7014
7015   bool VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E);
7016   bool VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E);
7017
7018   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
7019 };
7020 } // end anonymous namespace
7021
7022 /// EvaluateIntegerOrLValue - Evaluate an rvalue integral-typed expression, and
7023 /// produce either the integer value or a pointer.
7024 ///
7025 /// GCC has a heinous extension which folds casts between pointer types and
7026 /// pointer-sized integral types. We support this by allowing the evaluation of
7027 /// an integer rvalue to produce a pointer (represented as an lvalue) instead.
7028 /// Some simple arithmetic on such values is supported (they are treated much
7029 /// like char*).
7030 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
7031                                     EvalInfo &Info) {
7032   assert(E->isRValue() && E->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
7033   return IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
7034 }
7035
7036 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info) {
7037   APValue Val;
7038   if (!EvaluateIntegerOrLValue(E, Val, Info))
7039     return false;
7040   if (!Val.isInt()) {
7041     // FIXME: It would be better to produce the diagnostic for casting
7042     //        a pointer to an integer.
7043     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7044     return false;
7045   }
7046   Result = Val.getInt();
7047   return true;
7048 }
7049
7050 /// Check whether the given declaration can be directly converted to an integral
7051 /// rvalue. If not, no diagnostic is produced; there are other things we can
7052 /// try.
7053 bool IntExprEvaluator::CheckReferencedDecl(const Expr* E, const Decl* D) {
7054   // Enums are integer constant exprs.
7055   if (const EnumConstantDecl *ECD = dyn_cast<EnumConstantDecl>(D)) {
7056     // Check for signedness/width mismatches between E type and ECD value.
7057     bool SameSign = (ECD->getInitVal().isSigned()
7058                      == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType());
7059     bool SameWidth = (ECD->getInitVal().getBitWidth()
7060                       == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
7061     if (SameSign && SameWidth)
7062       return Success(ECD->getInitVal(), E);
7063     else {
7064       // Get rid of mismatch (otherwise Success assertions will fail)
7065       // by computing a new value matching the type of E.
7066       llvm::APSInt Val = ECD->getInitVal();
7067       if (!SameSign)
7068         Val.setIsSigned(!ECD->getInitVal().isSigned());
7069       if (!SameWidth)
7070         Val = Val.extOrTrunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
7071       return Success(Val, E);
7072     }
7073   }
7074   return false;
7075 }
7076
7077 /// EvaluateBuiltinClassifyType - Evaluate __builtin_classify_type the same way
7078 /// as GCC.
7079 static int EvaluateBuiltinClassifyType(const CallExpr *E,
7080                                        const LangOptions &LangOpts) {
7081   // The following enum mimics the values returned by GCC.
7082   // FIXME: Does GCC differ between lvalue and rvalue references here?
7083   enum gcc_type_class {
7084     no_type_class = -1,
7085     void_type_class, integer_type_class, char_type_class,
7086     enumeral_type_class, boolean_type_class,
7087     pointer_type_class, reference_type_class, offset_type_class,
7088     real_type_class, complex_type_class,
7089     function_type_class, method_type_class,
7090     record_type_class, union_type_class,
7091     array_type_class, string_type_class,
7092     lang_type_class
7093   };
7094
7095   // If no argument was supplied, default to "no_type_class". This isn't
7096   // ideal, however it is what gcc does.
7097   if (E->getNumArgs() == 0)
7098     return no_type_class;
7099
7100   QualType CanTy = E->getArg(0)->getType().getCanonicalType();
7101   const BuiltinType *BT = dyn_cast<BuiltinType>(CanTy);
7102
7103   switch (CanTy->getTypeClass()) {
7104 #define TYPE(ID, BASE)
7105 #define DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7106 #define NON_CANONICAL_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7107 #define NON_CANONICAL_UNLESS_DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7108 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
7109       llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7110
7111   case Type::Builtin:
7112     switch (BT->getKind()) {
7113 #define BUILTIN_TYPE(ID, SINGLETON_ID)
7114 #define SIGNED_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: return integer_type_class;
7115 #define FLOATING_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: return real_type_class;
7116 #define PLACEHOLDER_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: break;
7117 #include "clang/AST/BuiltinTypes.def"
7118     case BuiltinType::Void:
7119       return void_type_class;
7120
7121     case BuiltinType::Bool:
7122       return boolean_type_class;
7123
7124     case BuiltinType::Char_U: // gcc doesn't appear to use char_type_class
7125     case BuiltinType::UChar:
7126     case BuiltinType::UShort:
7127     case BuiltinType::UInt:
7128     case BuiltinType::ULong:
7129     case BuiltinType::ULongLong:
7130     case BuiltinType::UInt128:
7131       return integer_type_class;
7132
7133     case BuiltinType::NullPtr:
7134       return pointer_type_class;
7135
7136     case BuiltinType::WChar_U:
7137     case BuiltinType::Char16:
7138     case BuiltinType::Char32:
7139     case BuiltinType::ObjCId:
7140     case BuiltinType::ObjCClass:
7141     case BuiltinType::ObjCSel:
7142 #define IMAGE_TYPE(ImgType, Id, SingletonId, Access, Suffix) \
7143     case BuiltinType::Id:
7144 #include "clang/Basic/OpenCLImageTypes.def"
7145     case BuiltinType::OCLSampler:
7146     case BuiltinType::OCLEvent:
7147     case BuiltinType::OCLClkEvent:
7148     case BuiltinType::OCLQueue:
7149     case BuiltinType::OCLReserveID:
7150     case BuiltinType::Dependent:
7151       llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7152     };
7153
7154   case Type::Enum:
7155     return LangOpts.CPlusPlus ? enumeral_type_class : integer_type_class;
7156     break;
7157
7158   case Type::Pointer:
7159     return pointer_type_class;
7160     break;
7161
7162   case Type::MemberPointer:
7163     if (CanTy->isMemberDataPointerType())
7164       return offset_type_class;
7165     else {
7166       // We expect member pointers to be either data or function pointers,
7167       // nothing else.
7168       assert(CanTy->isMemberFunctionPointerType());
7169       return method_type_class;
7170     }
7171
7172   case Type::Complex:
7173     return complex_type_class;
7174
7175   case Type::FunctionNoProto:
7176   case Type::FunctionProto:
7177     return LangOpts.CPlusPlus ? function_type_class : pointer_type_class;
7178
7179   case Type::Record:
7180     if (const RecordType *RT = CanTy->getAs<RecordType>()) {
7181       switch (RT->getDecl()->getTagKind()) {
7182       case TagTypeKind::TTK_Struct:
7183       case TagTypeKind::TTK_Class:
7184       case TagTypeKind::TTK_Interface:
7185         return record_type_class;
7186
7187       case TagTypeKind::TTK_Enum:
7188         return LangOpts.CPlusPlus ? enumeral_type_class : integer_type_class;
7189
7190       case TagTypeKind::TTK_Union:
7191         return union_type_class;
7192       }
7193     }
7194     llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7195
7196   case Type::ConstantArray:
7197   case Type::VariableArray:
7198   case Type::IncompleteArray:
7199     return LangOpts.CPlusPlus ? array_type_class : pointer_type_class;
7200
7201   case Type::BlockPointer:
7202   case Type::LValueReference:
7203   case Type::RValueReference:
7204   case Type::Vector:
7205   case Type::ExtVector:
7206   case Type::Auto:
7207   case Type::DeducedTemplateSpecialization:
7208   case Type::ObjCObject:
7209   case Type::ObjCInterface:
7210   case Type::ObjCObjectPointer:
7211   case Type::Pipe:
7212   case Type::Atomic:
7213     llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7214   }
7215
7216   llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7217 }
7218
7219 /// EvaluateBuiltinConstantPForLValue - Determine the result of
7220 /// __builtin_constant_p when applied to the given lvalue.
7221 ///
7222 /// An lvalue is only "constant" if it is a pointer or reference to the first
7223 /// character of a string literal.
7224 template<typename LValue>
7225 static bool EvaluateBuiltinConstantPForLValue(const LValue &LV) {
7226   const Expr *E = LV.getLValueBase().template dyn_cast<const Expr*>();
7227   return E && isa<StringLiteral>(E) && LV.getLValueOffset().isZero();
7228 }
7229
7230 /// EvaluateBuiltinConstantP - Evaluate __builtin_constant_p as similarly to
7231 /// GCC as we can manage.
7232 static bool EvaluateBuiltinConstantP(ASTContext &Ctx, const Expr *Arg) {
7233   QualType ArgType = Arg->getType();
7234
7235   // __builtin_constant_p always has one operand. The rules which gcc follows
7236   // are not precisely documented, but are as follows:
7237   //
7238   //  - If the operand is of integral, floating, complex or enumeration type,
7239   //    and can be folded to a known value of that type, it returns 1.
7240   //  - If the operand and can be folded to a pointer to the first character
7241   //    of a string literal (or such a pointer cast to an integral type), it
7242   //    returns 1.
7243   //
7244   // Otherwise, it returns 0.
7245   //
7246   // FIXME: GCC also intends to return 1 for literals of aggregate types, but
7247   // its support for this does not currently work.
7248   if (ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
7249     Expr::EvalResult Result;
7250     if (!Arg->EvaluateAsRValue(Result, Ctx) || Result.HasSideEffects)
7251       return false;
7252
7253     APValue &V = Result.Val;
7254     if (V.getKind() == APValue::Int)
7255       return true;
7256     if (V.getKind() == APValue::LValue)
7257       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(V);
7258   } else if (ArgType->isFloatingType() || ArgType->isAnyComplexType()) {
7259     return Arg->isEvaluatable(Ctx);
7260   } else if (ArgType->isPointerType() || Arg->isGLValue()) {
7261     LValue LV;
7262     Expr::EvalStatus Status;
7263     EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
7264     if ((Arg->isGLValue() ? EvaluateLValue(Arg, LV, Info)
7265                           : EvaluatePointer(Arg, LV, Info)) &&
7266         !Status.HasSideEffects)
7267       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(LV);
7268   }
7269
7270   // Anything else isn't considered to be sufficiently constant.
7271   return false;
7272 }
7273
7274 /// Retrieves the "underlying object type" of the given expression,
7275 /// as used by __builtin_object_size.
7276 static QualType getObjectType(APValue::LValueBase B) {
7277   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
7278     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
7279       return VD->getType();
7280   } else if (const Expr *E = B.get<const Expr*>()) {
7281     if (isa<CompoundLiteralExpr>(E))
7282       return E->getType();
7283   }
7284
7285   return QualType();
7286 }
7287
7288 /// A more selective version of E->IgnoreParenCasts for
7289 /// tryEvaluateBuiltinObjectSize. This ignores some casts/parens that serve only
7290 /// to change the type of E.
7291 /// Ex. For E = `(short*)((char*)(&foo))`, returns `&foo`
7292 ///
7293 /// Always returns an RValue with a pointer representation.
7294 static const Expr *ignorePointerCastsAndParens(const Expr *E) {
7295   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
7296
7297   auto *NoParens = E->IgnoreParens();
7298   auto *Cast = dyn_cast<CastExpr>(NoParens);
7299   if (Cast == nullptr)
7300     return NoParens;
7301
7302   // We only conservatively allow a few kinds of casts, because this code is
7303   // inherently a simple solution that seeks to support the common case.
7304   auto CastKind = Cast->getCastKind();
7305   if (CastKind != CK_NoOp && CastKind != CK_BitCast &&
7306       CastKind != CK_AddressSpaceConversion)
7307     return NoParens;
7308
7309   auto *SubExpr = Cast->getSubExpr();
7310   if (!SubExpr->getType()->hasPointerRepresentation() || !SubExpr->isRValue())
7311     return NoParens;
7312   return ignorePointerCastsAndParens(SubExpr);
7313 }
7314
7315 /// Checks to see if the given LValue's Designator is at the end of the LValue's
7316 /// record layout. e.g.
7317 ///   struct { struct { int a, b; } fst, snd; } obj;
7318 ///   obj.fst   // no
7319 ///   obj.snd   // yes
7320 ///   obj.fst.a // no
7321 ///   obj.fst.b // no
7322 ///   obj.snd.a // no
7323 ///   obj.snd.b // yes
7324 ///
7325 /// Please note: this function is specialized for how __builtin_object_size
7326 /// views "objects".
7327 ///
7328 /// If this encounters an invalid RecordDecl, it will always return true.
7329 static bool isDesignatorAtObjectEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
7330   assert(!LVal.Designator.Invalid);
7331
7332   auto IsLastOrInvalidFieldDecl = [&Ctx](const FieldDecl *FD, bool &Invalid) {
7333     const RecordDecl *Parent = FD->getParent();
7334     Invalid = Parent->isInvalidDecl();
7335     if (Invalid || Parent->isUnion())
7336       return true;
7337     const ASTRecordLayout &Layout = Ctx.getASTRecordLayout(Parent);
7338     return FD->getFieldIndex() + 1 == Layout.getFieldCount();
7339   };
7340
7341   auto &Base = LVal.getLValueBase();
7342   if (auto *ME = dyn_cast_or_null<MemberExpr>(Base.dyn_cast<const Expr *>())) {
7343     if (auto *FD = dyn_cast<FieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
7344       bool Invalid;
7345       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
7346         return Invalid;
7347     } else if (auto *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
7348       for (auto *FD : IFD->chain()) {
7349         bool Invalid;
7350         if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(cast<FieldDecl>(FD), Invalid))
7351           return Invalid;
7352       }
7353     }
7354   }
7355
7356   unsigned I = 0;
7357   QualType BaseType = getType(Base);
7358   if (LVal.Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray) {
7359     assert(isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
7360            "Unsized array in non-alloc_size call?");
7361     // If this is an alloc_size base, we should ignore the initial array index
7362     ++I;
7363     BaseType = BaseType->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7364   }
7365
7366   for (unsigned E = LVal.Designator.Entries.size(); I != E; ++I) {
7367     const auto &Entry = LVal.Designator.Entries[I];
7368     if (BaseType->isArrayType()) {
7369       // Because __builtin_object_size treats arrays as objects, we can ignore
7370       // the index iff this is the last array in the Designator.
7371       if (I + 1 == E)
7372         return true;
7373       const auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(Ctx.getAsArrayType(BaseType));
7374       uint64_t Index = Entry.ArrayIndex;
7375       if (Index + 1 != CAT->getSize())
7376         return false;
7377       BaseType = CAT->getElementType();
7378     } else if (BaseType->isAnyComplexType()) {
7379       const auto *CT = BaseType->castAs<ComplexType>();
7380       uint64_t Index = Entry.ArrayIndex;
7381       if (Index != 1)
7382         return false;
7383       BaseType = CT->getElementType();
7384     } else if (auto *FD = getAsField(Entry)) {
7385       bool Invalid;
7386       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
7387         return Invalid;
7388       BaseType = FD->getType();
7389     } else {
7390       assert(getAsBaseClass(Entry) && "Expecting cast to a base class");
7391       return false;
7392     }
7393   }
7394   return true;
7395 }
7396
7397 /// Tests to see if the LValue has a user-specified designator (that isn't
7398 /// necessarily valid). Note that this always returns 'true' if the LValue has
7399 /// an unsized array as its first designator entry, because there's currently no
7400 /// way to tell if the user typed *foo or foo[0].
7401 static bool refersToCompleteObject(const LValue &LVal) {
7402   if (LVal.Designator.Invalid)
7403     return false;
7404
7405   if (!LVal.Designator.Entries.empty())
7406     return LVal.Designator.isMostDerivedAnUnsizedArray();
7407
7408   if (!LVal.InvalidBase)
7409     return true;
7410
7411   // If `E` is a MemberExpr, then the first part of the designator is hiding in
7412   // the LValueBase.
7413   const auto *E = LVal.Base.dyn_cast<const Expr *>();
7414   return !E || !isa<MemberExpr>(E);
7415 }
7416
7417 /// Attempts to detect a user writing into a piece of memory that's impossible
7418 /// to figure out the size of by just using types.
7419 static bool isUserWritingOffTheEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
7420   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
7421   // Notes:
7422   // - Users can only write off of the end when we have an invalid base. Invalid
7423   //   bases imply we don't know where the memory came from.
7424   // - We used to be a bit more aggressive here; we'd only be conservative if
7425   //   the array at the end was flexible, or if it had 0 or 1 elements. This
7426   //   broke some common standard library extensions (PR30346), but was
7427   //   otherwise seemingly fine. It may be useful to reintroduce this behavior
7428   //   with some sort of whitelist. OTOH, it seems that GCC is always
7429   //   conservative with the last element in structs (if it's an array), so our
7430   //   current behavior is more compatible than a whitelisting approach would
7431   //   be.
7432   return LVal.InvalidBase &&
7433          Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength &&
7434          Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
7435          isDesignatorAtObjectEnd(Ctx, LVal);
7436 }
7437
7438 /// Converts the given APInt to CharUnits, assuming the APInt is unsigned.
7439 /// Fails if the conversion would cause loss of precision.
7440 static bool convertUnsignedAPIntToCharUnits(const llvm::APInt &Int,
7441                                             CharUnits &Result) {
7442   auto CharUnitsMax = std::numeric_limits<CharUnits::QuantityType>::max();
7443   if (Int.ugt(CharUnitsMax))
7444     return false;
7445   Result = CharUnits::fromQuantity(Int.getZExtValue());
7446   return true;
7447 }
7448
7449 /// Helper for tryEvaluateBuiltinObjectSize -- Given an LValue, this will
7450 /// determine how many bytes exist from the beginning of the object to either
7451 /// the end of the current subobject, or the end of the object itself, depending
7452 /// on what the LValue looks like + the value of Type.
7453 ///
7454 /// If this returns false, the value of Result is undefined.
7455 static bool determineEndOffset(EvalInfo &Info, SourceLocation ExprLoc,
7456                                unsigned Type, const LValue &LVal,
7457                                CharUnits &EndOffset) {
7458   bool DetermineForCompleteObject = refersToCompleteObject(LVal);
7459
7460   auto CheckedHandleSizeof = [&](QualType Ty, CharUnits &Result) {
7461     if (Ty.isNull() || Ty->isIncompleteType() || Ty->isFunctionType())
7462       return false;
7463     return HandleSizeof(Info, ExprLoc, Ty, Result);
7464   };
7465
7466   // We want to evaluate the size of the entire object. This is a valid fallback
7467   // for when Type=1 and the designator is invalid, because we're asked for an
7468   // upper-bound.
7469   if (!(Type & 1) || LVal.Designator.Invalid || DetermineForCompleteObject) {
7470     // Type=3 wants a lower bound, so we can't fall back to this.
7471     if (Type == 3 && !DetermineForCompleteObject)
7472       return false;
7473
7474     llvm::APInt APEndOffset;
7475     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
7476         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
7477       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
7478
7479     if (LVal.InvalidBase)
7480       return false;
7481
7482     QualType BaseTy = getObjectType(LVal.getLValueBase());
7483     return CheckedHandleSizeof(BaseTy, EndOffset);
7484   }
7485
7486   // We want to evaluate the size of a subobject.
7487   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
7488
7489   // The following is a moderately common idiom in C:
7490   //
7491   // struct Foo { int a; char c[1]; };
7492   // struct Foo *F = (struct Foo *)malloc(sizeof(struct Foo) + strlen(Bar));
7493   // strcpy(&F->c[0], Bar);
7494   //
7495   // In order to not break too much legacy code, we need to support it.
7496   if (isUserWritingOffTheEnd(Info.Ctx, LVal)) {
7497     // If we can resolve this to an alloc_size call, we can hand that back,
7498     // because we know for certain how many bytes there are to write to.
7499     llvm::APInt APEndOffset;
7500     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
7501         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
7502       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
7503
7504     // If we cannot determine the size of the initial allocation, then we can't
7505     // given an accurate upper-bound. However, we are still able to give
7506     // conservative lower-bounds for Type=3.
7507     if (Type == 1)
7508       return false;
7509   }
7510
7511   CharUnits BytesPerElem;
7512   if (!CheckedHandleSizeof(Designator.MostDerivedType, BytesPerElem))
7513     return false;
7514
7515   // According to the GCC documentation, we want the size of the subobject
7516   // denoted by the pointer. But that's not quite right -- what we actually
7517   // want is the size of the immediately-enclosing array, if there is one.
7518   int64_t ElemsRemaining;
7519   if (Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
7520       Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength) {
7521     uint64_t ArraySize = Designator.getMostDerivedArraySize();
7522     uint64_t ArrayIndex = Designator.Entries.back().ArrayIndex;
7523     ElemsRemaining = ArraySize <= ArrayIndex ? 0 : ArraySize - ArrayIndex;
7524   } else {
7525     ElemsRemaining = Designator.isOnePastTheEnd() ? 0 : 1;
7526   }
7527
7528   EndOffset = LVal.getLValueOffset() + BytesPerElem * ElemsRemaining;
7529   return true;
7530 }
7531
7532 /// \brief Tries to evaluate the __builtin_object_size for @p E. If successful,
7533 /// returns true and stores the result in @p Size.
7534 ///
7535 /// If @p WasError is non-null, this will report whether the failure to evaluate
7536 /// is to be treated as an Error in IntExprEvaluator.
7537 static bool tryEvaluateBuiltinObjectSize(const Expr *E, unsigned Type,
7538                                          EvalInfo &Info, uint64_t &Size) {
7539   // Determine the denoted object.
7540   LValue LVal;
7541   {
7542     // The operand of __builtin_object_size is never evaluated for side-effects.
7543     // If there are any, but we can determine the pointed-to object anyway, then
7544     // ignore the side-effects.
7545     SpeculativeEvaluationRAII SpeculativeEval(Info);
7546     FoldOffsetRAII Fold(Info);
7547
7548     if (E->isGLValue()) {
7549       // It's possible for us to be given GLValues if we're called via
7550       // Expr::tryEvaluateObjectSize.
7551       APValue RVal;
7552       if (!EvaluateAsRValue(Info, E, RVal))
7553         return false;
7554       LVal.setFrom(Info.Ctx, RVal);
7555     } else if (!EvaluatePointer(ignorePointerCastsAndParens(E), LVal, Info,
7556                                 /*InvalidBaseOK=*/true))
7557       return false;
7558   }
7559
7560   // If we point to before the start of the object, there are no accessible
7561   // bytes.
7562   if (LVal.getLValueOffset().isNegative()) {
7563     Size = 0;
7564     return true;
7565   }
7566
7567   CharUnits EndOffset;
7568   if (!determineEndOffset(Info, E->getExprLoc(), Type, LVal, EndOffset))
7569     return false;
7570
7571   // If we've fallen outside of the end offset, just pretend there's nothing to
7572   // write to/read from.
7573   if (EndOffset <= LVal.getLValueOffset())
7574     Size = 0;
7575   else
7576     Size = (EndOffset - LVal.getLValueOffset()).getQuantity();
7577   return true;
7578 }
7579
7580 bool IntExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
7581   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
7582     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
7583
7584   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7585 }
7586
7587 bool IntExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
7588                                             unsigned BuiltinOp) {
7589   switch (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee()) {
7590   default:
7591     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7592
7593   case Builtin::BI__builtin_object_size: {
7594     // The type was checked when we built the expression.
7595     unsigned Type =
7596         E->getArg(1)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
7597     assert(Type <= 3 && "unexpected type");
7598
7599     uint64_t Size;
7600     if (tryEvaluateBuiltinObjectSize(E->getArg(0), Type, Info, Size))
7601       return Success(Size, E);
7602
7603     if (E->getArg(0)->HasSideEffects(Info.Ctx))
7604       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
7605
7606     // Expression had no side effects, but we couldn't statically determine the
7607     // size of the referenced object.
7608     switch (Info.EvalMode) {
7609     case EvalInfo::EM_ConstantExpression:
7610     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression:
7611     case EvalInfo::EM_ConstantFold:
7612     case EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow:
7613     case EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects:
7614     case EvalInfo::EM_OffsetFold:
7615       // Leave it to IR generation.
7616       return Error(E);
7617     case EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated:
7618     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
7619       // Reduce it to a constant now.
7620       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
7621     }
7622
7623     llvm_unreachable("unexpected EvalMode");
7624   }
7625
7626   case Builtin::BI__builtin_bswap16:
7627   case Builtin::BI__builtin_bswap32:
7628   case Builtin::BI__builtin_bswap64: {
7629     APSInt Val;
7630     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7631       return false;
7632
7633     return Success(Val.byteSwap(), E);
7634   }
7635
7636   case Builtin::BI__builtin_classify_type:
7637     return Success(EvaluateBuiltinClassifyType(E, Info.getLangOpts()), E);
7638
7639   // FIXME: BI__builtin_clrsb
7640   // FIXME: BI__builtin_clrsbl
7641   // FIXME: BI__builtin_clrsbll
7642
7643   case Builtin::BI__builtin_clz:
7644   case Builtin::BI__builtin_clzl:
7645   case Builtin::BI__builtin_clzll:
7646   case Builtin::BI__builtin_clzs: {
7647     APSInt Val;
7648     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7649       return false;
7650     if (!Val)
7651       return Error(E);
7652
7653     return Success(Val.countLeadingZeros(), E);
7654   }
7655
7656   case Builtin::BI__builtin_constant_p:
7657     return Success(EvaluateBuiltinConstantP(Info.Ctx, E->getArg(0)), E);
7658
7659   case Builtin::BI__builtin_ctz:
7660   case Builtin::BI__builtin_ctzl:
7661   case Builtin::BI__builtin_ctzll:
7662   case Builtin::BI__builtin_ctzs: {
7663     APSInt Val;
7664     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7665       return false;
7666     if (!Val)
7667       return Error(E);
7668
7669     return Success(Val.countTrailingZeros(), E);
7670   }
7671
7672   case Builtin::BI__builtin_eh_return_data_regno: {
7673     int Operand = E->getArg(0)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
7674     Operand = Info.Ctx.getTargetInfo().getEHDataRegisterNumber(Operand);
7675     return Success(Operand, E);
7676   }
7677
7678   case Builtin::BI__builtin_expect:
7679     return Visit(E->getArg(0));
7680
7681   case Builtin::BI__builtin_ffs:
7682   case Builtin::BI__builtin_ffsl:
7683   case Builtin::BI__builtin_ffsll: {
7684     APSInt Val;
7685     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7686       return false;
7687
7688     unsigned N = Val.countTrailingZeros();
7689     return Success(N == Val.getBitWidth() ? 0 : N + 1, E);
7690   }
7691
7692   case Builtin::BI__builtin_fpclassify: {
7693     APFloat Val(0.0);
7694     if (!EvaluateFloat(E->getArg(5), Val, Info))
7695       return false;
7696     unsigned Arg;
7697     switch (Val.getCategory()) {
7698     case APFloat::fcNaN: Arg = 0; break;
7699     case APFloat::fcInfinity: Arg = 1; break;
7700     case APFloat::fcNormal: Arg = Val.isDenormal() ? 3 : 2; break;
7701     case APFloat::fcZero: Arg = 4; break;
7702     }
7703     return Visit(E->getArg(Arg));
7704   }
7705
7706   case Builtin::BI__builtin_isinf_sign: {
7707     APFloat Val(0.0);
7708     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7709            Success(Val.isInfinity() ? (Val.isNegative() ? -1 : 1) : 0, E);
7710   }
7711
7712   case Builtin::BI__builtin_isinf: {
7713     APFloat Val(0.0);
7714     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7715            Success(Val.isInfinity() ? 1 : 0, E);
7716   }
7717
7718   case Builtin::BI__builtin_isfinite: {
7719     APFloat Val(0.0);
7720     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7721            Success(Val.isFinite() ? 1 : 0, E);
7722   }
7723
7724   case Builtin::BI__builtin_isnan: {
7725     APFloat Val(0.0);
7726     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7727            Success(Val.isNaN() ? 1 : 0, E);
7728   }
7729
7730   case Builtin::BI__builtin_isnormal: {
7731     APFloat Val(0.0);
7732     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7733            Success(Val.isNormal() ? 1 : 0, E);
7734   }
7735
7736   case Builtin::BI__builtin_parity:
7737   case Builtin::BI__builtin_parityl:
7738   case Builtin::BI__builtin_parityll: {
7739     APSInt Val;
7740     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7741       return false;
7742
7743     return Success(Val.countPopulation() % 2, E);
7744   }
7745
7746   case Builtin::BI__builtin_popcount:
7747   case Builtin::BI__builtin_popcountl:
7748   case Builtin::BI__builtin_popcountll: {
7749     APSInt Val;
7750     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7751       return false;
7752
7753     return Success(Val.countPopulation(), E);
7754   }
7755
7756   case Builtin::BIstrlen:
7757   case Builtin::BIwcslen:
7758     // A call to strlen is not a constant expression.
7759     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7760       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7761         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7762         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7763     else
7764       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7765     // Fall through.
7766   case Builtin::BI__builtin_strlen:
7767   case Builtin::BI__builtin_wcslen: {
7768     // As an extension, we support __builtin_strlen() as a constant expression,
7769     // and support folding strlen() to a constant.
7770     LValue String;
7771     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String, Info))
7772       return false;
7773
7774     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
7775
7776     // Fast path: if it's a string literal, search the string value.
7777     if (const StringLiteral *S = dyn_cast_or_null<StringLiteral>(
7778             String.getLValueBase().dyn_cast<const Expr *>())) {
7779       // The string literal may have embedded null characters. Find the first
7780       // one and truncate there.
7781       StringRef Str = S->getBytes();
7782       int64_t Off = String.Offset.getQuantity();
7783       if (Off >= 0 && (uint64_t)Off <= (uint64_t)Str.size() &&
7784           S->getCharByteWidth() == 1 &&
7785           // FIXME: Add fast-path for wchar_t too.
7786           Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(CharTy, Info.Ctx.CharTy)) {
7787         Str = Str.substr(Off);
7788
7789         StringRef::size_type Pos = Str.find(0);
7790         if (Pos != StringRef::npos)
7791           Str = Str.substr(0, Pos);
7792
7793         return Success(Str.size(), E);
7794       }
7795
7796       // Fall through to slow path to issue appropriate diagnostic.
7797     }
7798
7799     // Slow path: scan the bytes of the string looking for the terminating 0.
7800     for (uint64_t Strlen = 0; /**/; ++Strlen) {
7801       APValue Char;
7802       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String, Char) ||
7803           !Char.isInt())
7804         return false;
7805       if (!Char.getInt())
7806         return Success(Strlen, E);
7807       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String, CharTy, 1))
7808         return false;
7809     }
7810   }
7811
7812   case Builtin::BIstrcmp:
7813   case Builtin::BIwcscmp:
7814   case Builtin::BIstrncmp:
7815   case Builtin::BIwcsncmp:
7816   case Builtin::BImemcmp:
7817   case Builtin::BIwmemcmp:
7818     // A call to strlen is not a constant expression.
7819     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7820       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7821         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7822         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7823     else
7824       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7825     // Fall through.
7826   case Builtin::BI__builtin_strcmp:
7827   case Builtin::BI__builtin_wcscmp:
7828   case Builtin::BI__builtin_strncmp:
7829   case Builtin::BI__builtin_wcsncmp:
7830   case Builtin::BI__builtin_memcmp:
7831   case Builtin::BI__builtin_wmemcmp: {
7832     LValue String1, String2;
7833     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String1, Info) ||
7834         !EvaluatePointer(E->getArg(1), String2, Info))
7835       return false;
7836
7837     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
7838
7839     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
7840     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrcmp &&
7841         BuiltinOp != Builtin::BIwcscmp &&
7842         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strcmp &&
7843         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcscmp) {
7844       APSInt N;
7845       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
7846         return false;
7847       MaxLength = N.getExtValue();
7848     }
7849     bool StopAtNull = (BuiltinOp != Builtin::BImemcmp &&
7850                        BuiltinOp != Builtin::BIwmemcmp &&
7851                        BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_memcmp &&
7852                        BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wmemcmp);
7853     for (; MaxLength; --MaxLength) {
7854       APValue Char1, Char2;
7855       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String1, Char1) ||
7856           !handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String2, Char2) ||
7857           !Char1.isInt() || !Char2.isInt())
7858         return false;
7859       if (Char1.getInt() != Char2.getInt())
7860         return Success(Char1.getInt() < Char2.getInt() ? -1 : 1, E);
7861       if (StopAtNull && !Char1.getInt())
7862         return Success(0, E);
7863       assert(!(StopAtNull && !Char2.getInt()));
7864       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String1, CharTy, 1) ||
7865           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String2, CharTy, 1))
7866         return false;
7867     }
7868     // We hit the strncmp / memcmp limit.
7869     return Success(0, E);
7870   }
7871
7872   case Builtin::BI__atomic_always_lock_free:
7873   case Builtin::BI__atomic_is_lock_free:
7874   case Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free: {
7875     APSInt SizeVal;
7876     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), SizeVal, Info))
7877       return false;
7878
7879     // For __atomic_is_lock_free(sizeof(_Atomic(T))), if the size is a power
7880     // of two less than the maximum inline atomic width, we know it is
7881     // lock-free.  If the size isn't a power of two, or greater than the
7882     // maximum alignment where we promote atomics, we know it is not lock-free
7883     // (at least not in the sense of atomic_is_lock_free).  Otherwise,
7884     // the answer can only be determined at runtime; for example, 16-byte
7885     // atomics have lock-free implementations on some, but not all,
7886     // x86-64 processors.
7887
7888     // Check power-of-two.
7889     CharUnits Size = CharUnits::fromQuantity(SizeVal.getZExtValue());
7890     if (Size.isPowerOfTwo()) {
7891       // Check against inlining width.
7892       unsigned InlineWidthBits =
7893           Info.Ctx.getTargetInfo().getMaxAtomicInlineWidth();
7894       if (Size <= Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(InlineWidthBits)) {
7895         if (BuiltinOp == Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free ||
7896             Size == CharUnits::One() ||
7897             E->getArg(1)->isNullPointerConstant(Info.Ctx,
7898                                                 Expr::NPC_NeverValueDependent))
7899           // OK, we will inline appropriately-aligned operations of this size,
7900           // and _Atomic(T) is appropriately-aligned.
7901           return Success(1, E);
7902
7903         QualType PointeeType = E->getArg(1)->IgnoreImpCasts()->getType()->
7904           castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7905         if (!PointeeType->isIncompleteType() &&
7906             Info.Ctx.getTypeAlignInChars(PointeeType) >= Size) {
7907           // OK, we will inline operations on this object.
7908           return Success(1, E);
7909         }
7910       }
7911     }
7912
7913     return BuiltinOp == Builtin::BI__atomic_always_lock_free ?
7914         Success(0, E) : Error(E);
7915   }
7916   }
7917 }
7918
7919 static bool HasSameBase(const LValue &A, const LValue &B) {
7920   if (!A.getLValueBase())
7921     return !B.getLValueBase();
7922   if (!B.getLValueBase())
7923     return false;
7924
7925   if (A.getLValueBase().getOpaqueValue() !=
7926       B.getLValueBase().getOpaqueValue()) {
7927     const Decl *ADecl = GetLValueBaseDecl(A);
7928     if (!ADecl)
7929       return false;
7930     const Decl *BDecl = GetLValueBaseDecl(B);
7931     if (!BDecl || ADecl->getCanonicalDecl() != BDecl->getCanonicalDecl())
7932       return false;
7933   }
7934
7935   return IsGlobalLValue(A.getLValueBase()) ||
7936          A.getLValueCallIndex() == B.getLValueCallIndex();
7937 }
7938
7939 /// \brief Determine whether this is a pointer past the end of the complete
7940 /// object referred to by the lvalue.
7941 static bool isOnePastTheEndOfCompleteObject(const ASTContext &Ctx,
7942                                             const LValue &LV) {
7943   // A null pointer can be viewed as being "past the end" but we don't
7944   // choose to look at it that way here.
7945   if (!LV.getLValueBase())
7946     return false;
7947
7948   // If the designator is valid and refers to a subobject, we're not pointing
7949   // past the end.
7950   if (!LV.getLValueDesignator().Invalid &&
7951       !LV.getLValueDesignator().isOnePastTheEnd())
7952     return false;
7953
7954   // A pointer to an incomplete type might be past-the-end if the type's size is
7955   // zero.  We cannot tell because the type is incomplete.
7956   QualType Ty = getType(LV.getLValueBase());
7957   if (Ty->isIncompleteType())
7958     return true;
7959
7960   // We're a past-the-end pointer if we point to the byte after the object,
7961   // no matter what our type or path is.
7962   auto Size = Ctx.getTypeSizeInChars(Ty);
7963   return LV.getLValueOffset() == Size;
7964 }
7965
7966 namespace {
7967
7968 /// \brief Data recursive integer evaluator of certain binary operators.
7969 ///
7970 /// We use a data recursive algorithm for binary operators so that we are able
7971 /// to handle extreme cases of chained binary operators without causing stack
7972 /// overflow.
7973 class DataRecursiveIntBinOpEvaluator {
7974   struct EvalResult {
7975     APValue Val;
7976     bool Failed;
7977
7978     EvalResult() : Failed(false) { }
7979
7980     void swap(EvalResult &RHS) {
7981       Val.swap(RHS.Val);
7982       Failed = RHS.Failed;
7983       RHS.Failed = false;
7984     }
7985   };
7986
7987   struct Job {
7988     const Expr *E;
7989     EvalResult LHSResult; // meaningful only for binary operator expression.
7990     enum { AnyExprKind, BinOpKind, BinOpVisitedLHSKind } Kind;
7991
7992     Job() = default;
7993     Job(Job &&) = default;
7994
7995     void startSpeculativeEval(EvalInfo &Info) {
7996       SpecEvalRAII = SpeculativeEvaluationRAII(Info);
7997     }
7998
7999   private:
8000     SpeculativeEvaluationRAII SpecEvalRAII;
8001   };
8002
8003   SmallVector<Job, 16> Queue;
8004
8005   IntExprEvaluator &IntEval;
8006   EvalInfo &Info;
8007   APValue &FinalResult;
8008
8009 public:
8010   DataRecursiveIntBinOpEvaluator(IntExprEvaluator &IntEval, APValue &Result)
8011     : IntEval(IntEval), Info(IntEval.getEvalInfo()), FinalResult(Result) { }
8012
8013   /// \brief True if \param E is a binary operator that we are going to handle
8014   /// data recursively.
8015   /// We handle binary operators that are comma, logical, or that have operands
8016   /// with integral or enumeration type.
8017   static bool shouldEnqueue(const BinaryOperator *E) {
8018     return E->getOpcode() == BO_Comma ||
8019            E->isLogicalOp() ||
8020            (E->isRValue() &&
8021             E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8022             E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8023             E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8024   }
8025
8026   bool Traverse(const BinaryOperator *E) {
8027     enqueue(E);
8028     EvalResult PrevResult;
8029     while (!Queue.empty())
8030       process(PrevResult);
8031
8032     if (PrevResult.Failed) return false;
8033
8034     FinalResult.swap(PrevResult.Val);
8035     return true;
8036   }
8037
8038 private:
8039   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
8040     return IntEval.Success(Value, E, Result);
8041   }
8042   bool Success(const APSInt &Value, const Expr *E, APValue &Result) {
8043     return IntEval.Success(Value, E, Result);
8044   }
8045   bool Error(const Expr *E) {
8046     return IntEval.Error(E);
8047   }
8048   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
8049     return IntEval.Error(E, D);
8050   }
8051
8052   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
8053     return Info.CCEDiag(E, D);
8054   }
8055
8056   // \brief Returns true if visiting the RHS is necessary, false otherwise.
8057   bool VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
8058                          bool &SuppressRHSDiags);
8059
8060   bool VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
8061                   const BinaryOperator *E, APValue &Result);
8062
8063   void EvaluateExpr(const Expr *E, EvalResult &Result) {
8064     Result.Failed = !Evaluate(Result.Val, Info, E);
8065     if (Result.Failed)
8066       Result.Val = APValue();
8067   }
8068
8069   void process(EvalResult &Result);
8070
8071   void enqueue(const Expr *E) {
8072     E = E->IgnoreParens();
8073     Queue.resize(Queue.size()+1);
8074     Queue.back().E = E;
8075     Queue.back().Kind = Job::AnyExprKind;
8076   }
8077 };
8078
8079 }
8080
8081 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
8082        VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
8083                          bool &SuppressRHSDiags) {
8084   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
8085     // Ignore LHS but note if we could not evaluate it.
8086     if (LHSResult.Failed)
8087       return Info.noteSideEffect();
8088     return true;
8089   }
8090
8091   if (E->isLogicalOp()) {
8092     bool LHSAsBool;
8093     if (!LHSResult.Failed && HandleConversionToBool(LHSResult.Val, LHSAsBool)) {
8094       // We were able to evaluate the LHS, see if we can get away with not
8095       // evaluating the RHS: 0 && X -> 0, 1 || X -> 1
8096       if (LHSAsBool == (E->getOpcode() == BO_LOr)) {
8097         Success(LHSAsBool, E, LHSResult.Val);
8098         return false; // Ignore RHS
8099       }
8100     } else {
8101       LHSResult.Failed = true;
8102
8103       // Since we weren't able to evaluate the left hand side, it
8104       // might have had side effects.
8105       if (!Info.noteSideEffect())
8106         return false;
8107
8108       // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
8109       // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
8110       // Don't ignore RHS and suppress diagnostics from this arm.
8111       SuppressRHSDiags = true;
8112     }
8113
8114     return true;
8115   }
8116
8117   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8118          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8119
8120   if (LHSResult.Failed && !Info.noteFailure())
8121     return false; // Ignore RHS;
8122
8123   return true;
8124 }
8125
8126 static void addOrSubLValueAsInteger(APValue &LVal, const APSInt &Index,
8127                                     bool IsSub) {
8128   // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
8129   // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
8130   // offsets.
8131   assert(!LVal.hasLValuePath() && "have designator for integer lvalue");
8132   CharUnits &Offset = LVal.getLValueOffset();
8133   uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
8134   uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
8135   Offset = CharUnits::fromQuantity(IsSub ? Offset64 - Index64
8136                                          : Offset64 + Index64);
8137 }
8138
8139 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
8140        VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
8141                   const BinaryOperator *E, APValue &Result) {
8142   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
8143     if (RHSResult.Failed)
8144       return false;
8145     Result = RHSResult.Val;
8146     return true;
8147   }
8148   
8149   if (E->isLogicalOp()) {
8150     bool lhsResult, rhsResult;
8151     bool LHSIsOK = HandleConversionToBool(LHSResult.Val, lhsResult);
8152     bool RHSIsOK = HandleConversionToBool(RHSResult.Val, rhsResult);
8153     
8154     if (LHSIsOK) {
8155       if (RHSIsOK) {
8156         if (E->getOpcode() == BO_LOr)
8157           return Success(lhsResult || rhsResult, E, Result);
8158         else
8159           return Success(lhsResult && rhsResult, E, Result);
8160       }
8161     } else {
8162       if (RHSIsOK) {
8163         // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
8164         // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
8165         if (rhsResult == (E->getOpcode() == BO_LOr))
8166           return Success(rhsResult, E, Result);
8167       }
8168     }
8169     
8170     return false;
8171   }
8172   
8173   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8174          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8175   
8176   if (LHSResult.Failed || RHSResult.Failed)
8177     return false;
8178   
8179   const APValue &LHSVal = LHSResult.Val;
8180   const APValue &RHSVal = RHSResult.Val;
8181   
8182   // Handle cases like (unsigned long)&a + 4.
8183   if (E->isAdditiveOp() && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isInt()) {
8184     Result = LHSVal;
8185     addOrSubLValueAsInteger(Result, RHSVal.getInt(), E->getOpcode() == BO_Sub);
8186     return true;
8187   }
8188   
8189   // Handle cases like 4 + (unsigned long)&a
8190   if (E->getOpcode() == BO_Add &&
8191       RHSVal.isLValue() && LHSVal.isInt()) {
8192     Result = RHSVal;
8193     addOrSubLValueAsInteger(Result, LHSVal.getInt(), /*IsSub*/false);
8194     return true;
8195   }
8196   
8197   if (E->getOpcode() == BO_Sub && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isLValue()) {
8198     // Handle (intptr_t)&&A - (intptr_t)&&B.
8199     if (!LHSVal.getLValueOffset().isZero() ||
8200         !RHSVal.getLValueOffset().isZero())
8201       return false;
8202     const Expr *LHSExpr = LHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
8203     const Expr *RHSExpr = RHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
8204     if (!LHSExpr || !RHSExpr)
8205       return false;
8206     const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
8207     const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
8208     if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
8209       return false;
8210     // Make sure both labels come from the same function.
8211     if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
8212         RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
8213       return false;
8214     Result = APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr);
8215     return true;
8216   }
8217
8218   // All the remaining cases expect both operands to be an integer
8219   if (!LHSVal.isInt() || !RHSVal.isInt())
8220     return Error(E);
8221
8222   // Set up the width and signedness manually, in case it can't be deduced
8223   // from the operation we're performing.
8224   // FIXME: Don't do this in the cases where we can deduce it.
8225   APSInt Value(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()),
8226                E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
8227   if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHSVal.getInt(), E->getOpcode(),
8228                          RHSVal.getInt(), Value))
8229     return false;
8230   return Success(Value, E, Result);
8231 }
8232
8233 void DataRecursiveIntBinOpEvaluator::process(EvalResult &Result) {
8234   Job &job = Queue.back();
8235   
8236   switch (job.Kind) {
8237     case Job::AnyExprKind: {
8238       if (const BinaryOperator *Bop = dyn_cast<BinaryOperator>(job.E)) {
8239         if (shouldEnqueue(Bop)) {
8240           job.Kind = Job::BinOpKind;
8241           enqueue(Bop->getLHS());
8242           return;
8243         }
8244       }
8245       
8246       EvaluateExpr(job.E, Result);
8247       Queue.pop_back();
8248       return;
8249     }
8250       
8251     case Job::BinOpKind: {
8252       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
8253       bool SuppressRHSDiags = false;
8254       if (!VisitBinOpLHSOnly(Result, Bop, SuppressRHSDiags)) {
8255         Queue.pop_back();
8256         return;
8257       }
8258       if (SuppressRHSDiags)
8259         job.startSpeculativeEval(Info);
8260       job.LHSResult.swap(Result);
8261       job.Kind = Job::BinOpVisitedLHSKind;
8262       enqueue(Bop->getRHS());
8263       return;
8264     }
8265       
8266     case Job::BinOpVisitedLHSKind: {
8267       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
8268       EvalResult RHS;
8269       RHS.swap(Result);
8270       Result.Failed = !VisitBinOp(job.LHSResult, RHS, Bop, Result.Val);
8271       Queue.pop_back();
8272       return;
8273     }
8274   }
8275   
8276   llvm_unreachable("Invalid Job::Kind!");
8277 }
8278
8279 namespace {
8280 /// Used when we determine that we should fail, but can keep evaluating prior to
8281 /// noting that we had a failure.
8282 class DelayedNoteFailureRAII {
8283   EvalInfo &Info;
8284   bool NoteFailure;
8285
8286 public:
8287   DelayedNoteFailureRAII(EvalInfo &Info, bool NoteFailure = true)
8288       : Info(Info), NoteFailure(NoteFailure) {}
8289   ~DelayedNoteFailureRAII() {
8290     if (NoteFailure) {
8291       bool ContinueAfterFailure = Info.noteFailure();
8292       (void)ContinueAfterFailure;
8293       assert(ContinueAfterFailure &&
8294              "Shouldn't have kept evaluating on failure.");
8295     }
8296   }
8297 };
8298 }
8299
8300 bool IntExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
8301   // We don't call noteFailure immediately because the assignment happens after
8302   // we evaluate LHS and RHS.
8303   if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure() && E->isAssignmentOp())
8304     return Error(E);
8305
8306   DelayedNoteFailureRAII MaybeNoteFailureLater(Info, E->isAssignmentOp());
8307   if (DataRecursiveIntBinOpEvaluator::shouldEnqueue(E))
8308     return DataRecursiveIntBinOpEvaluator(*this, Result).Traverse(E);
8309
8310   QualType LHSTy = E->getLHS()->getType();
8311   QualType RHSTy = E->getRHS()->getType();
8312
8313   if (LHSTy->isAnyComplexType() || RHSTy->isAnyComplexType()) {
8314     ComplexValue LHS, RHS;
8315     bool LHSOK;
8316     if (E->isAssignmentOp()) {
8317       LValue LV;
8318       EvaluateLValue(E->getLHS(), LV, Info);
8319       LHSOK = false;
8320     } else if (LHSTy->isRealFloatingType()) {
8321       LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS.FloatReal, Info);
8322       if (LHSOK) {
8323         LHS.makeComplexFloat();
8324         LHS.FloatImag = APFloat(LHS.FloatReal.getSemantics());
8325       }
8326     } else {
8327       LHSOK = EvaluateComplex(E->getLHS(), LHS, Info);
8328     }
8329     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8330       return false;
8331
8332     if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
8333       if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS.FloatReal, Info) || !LHSOK)
8334         return false;
8335       RHS.makeComplexFloat();
8336       RHS.FloatImag = APFloat(RHS.FloatReal.getSemantics());
8337     } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
8338       return false;
8339
8340     if (LHS.isComplexFloat()) {
8341       APFloat::cmpResult CR_r =
8342         LHS.getComplexFloatReal().compare(RHS.getComplexFloatReal());
8343       APFloat::cmpResult CR_i =
8344         LHS.getComplexFloatImag().compare(RHS.getComplexFloatImag());
8345
8346       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
8347         return Success((CR_r == APFloat::cmpEqual &&
8348                         CR_i == APFloat::cmpEqual), E);
8349       else {
8350         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
8351                "Invalid complex comparison.");
8352         return Success(((CR_r == APFloat::cmpGreaterThan ||
8353                          CR_r == APFloat::cmpLessThan ||
8354                          CR_r == APFloat::cmpUnordered) ||
8355                         (CR_i == APFloat::cmpGreaterThan ||
8356                          CR_i == APFloat::cmpLessThan ||
8357                          CR_i == APFloat::cmpUnordered)), E);
8358       }
8359     } else {
8360       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
8361         return Success((LHS.getComplexIntReal() == RHS.getComplexIntReal() &&
8362                         LHS.getComplexIntImag() == RHS.getComplexIntImag()), E);
8363       else {
8364         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
8365                "Invalid compex comparison.");
8366         return Success((LHS.getComplexIntReal() != RHS.getComplexIntReal() ||
8367                         LHS.getComplexIntImag() != RHS.getComplexIntImag()), E);
8368       }
8369     }
8370   }
8371
8372   if (LHSTy->isRealFloatingType() &&
8373       RHSTy->isRealFloatingType()) {
8374     APFloat RHS(0.0), LHS(0.0);
8375
8376     bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info);
8377     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8378       return false;
8379
8380     if (!EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS, Info) || !LHSOK)
8381       return false;
8382
8383     APFloat::cmpResult CR = LHS.compare(RHS);
8384
8385     switch (E->getOpcode()) {
8386     default:
8387       llvm_unreachable("Invalid binary operator!");
8388     case BO_LT:
8389       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan, E);
8390     case BO_GT:
8391       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan, E);
8392     case BO_LE:
8393       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan || CR == APFloat::cmpEqual, E);
8394     case BO_GE:
8395       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan || CR == APFloat::cmpEqual,
8396                      E);
8397     case BO_EQ:
8398       return Success(CR == APFloat::cmpEqual, E);
8399     case BO_NE:
8400       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan
8401                      || CR == APFloat::cmpLessThan
8402                      || CR == APFloat::cmpUnordered, E);
8403     }
8404   }
8405
8406   if (LHSTy->isPointerType() && RHSTy->isPointerType()) {
8407     if (E->getOpcode() == BO_Sub || E->isComparisonOp()) {
8408       LValue LHSValue, RHSValue;
8409
8410       bool LHSOK = EvaluatePointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
8411       if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8412         return false;
8413
8414       if (!EvaluatePointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
8415         return false;
8416
8417       // Reject differing bases from the normal codepath; we special-case
8418       // comparisons to null.
8419       if (!HasSameBase(LHSValue, RHSValue)) {
8420         if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
8421           // Handle &&A - &&B.
8422           if (!LHSValue.Offset.isZero() || !RHSValue.Offset.isZero())
8423             return Error(E);
8424           const Expr *LHSExpr = LHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
8425           const Expr *RHSExpr = RHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
8426           if (!LHSExpr || !RHSExpr)
8427             return Error(E);
8428           const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
8429           const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
8430           if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
8431             return Error(E);
8432           // Make sure both labels come from the same function.
8433           if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
8434               RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
8435             return Error(E);
8436           return Success(APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr), E);
8437         }
8438         // Inequalities and subtractions between unrelated pointers have
8439         // unspecified or undefined behavior.
8440         if (!E->isEqualityOp())
8441           return Error(E);
8442         // A constant address may compare equal to the address of a symbol.
8443         // The one exception is that address of an object cannot compare equal
8444         // to a null pointer constant.
8445         if ((!LHSValue.Base && !LHSValue.Offset.isZero()) ||
8446             (!RHSValue.Base && !RHSValue.Offset.isZero()))
8447           return Error(E);
8448         // It's implementation-defined whether distinct literals will have
8449         // distinct addresses. In clang, the result of such a comparison is
8450         // unspecified, so it is not a constant expression. However, we do know
8451         // that the address of a literal will be non-null.
8452         if ((IsLiteralLValue(LHSValue) || IsLiteralLValue(RHSValue)) &&
8453             LHSValue.Base && RHSValue.Base)
8454           return Error(E);
8455         // We can't tell whether weak symbols will end up pointing to the same
8456         // object.
8457         if (IsWeakLValue(LHSValue) || IsWeakLValue(RHSValue))
8458           return Error(E);
8459         // We can't compare the address of the start of one object with the
8460         // past-the-end address of another object, per C++ DR1652.
8461         if ((LHSValue.Base && LHSValue.Offset.isZero() &&
8462              isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, RHSValue)) ||
8463             (RHSValue.Base && RHSValue.Offset.isZero() &&
8464              isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, LHSValue)))
8465           return Error(E);
8466         // We can't tell whether an object is at the same address as another
8467         // zero sized object.
8468         if ((RHSValue.Base && isZeroSized(LHSValue)) ||
8469             (LHSValue.Base && isZeroSized(RHSValue)))
8470           return Error(E);
8471         // Pointers with different bases cannot represent the same object.
8472         // (Note that clang defaults to -fmerge-all-constants, which can
8473         // lead to inconsistent results for comparisons involving the address
8474         // of a constant; this generally doesn't matter in practice.)
8475         return Success(E->getOpcode() == BO_NE, E);
8476       }
8477
8478       const CharUnits &LHSOffset = LHSValue.getLValueOffset();
8479       const CharUnits &RHSOffset = RHSValue.getLValueOffset();
8480
8481       SubobjectDesignator &LHSDesignator = LHSValue.getLValueDesignator();
8482       SubobjectDesignator &RHSDesignator = RHSValue.getLValueDesignator();
8483
8484       if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
8485         // C++11 [expr.add]p6:
8486         //   Unless both pointers point to elements of the same array object, or
8487         //   one past the last element of the array object, the behavior is
8488         //   undefined.
8489         if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
8490             !AreElementsOfSameArray(getType(LHSValue.Base),
8491                                     LHSDesignator, RHSDesignator))
8492           CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_not_same_array);
8493
8494         QualType Type = E->getLHS()->getType();
8495         QualType ElementType = Type->getAs<PointerType>()->getPointeeType();
8496
8497         CharUnits ElementSize;
8498         if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), ElementType, ElementSize))
8499           return false;
8500
8501         // As an extension, a type may have zero size (empty struct or union in
8502         // C, array of zero length). Pointer subtraction in such cases has
8503         // undefined behavior, so is not constant.
8504         if (ElementSize.isZero()) {
8505           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_zero_size)
8506             << ElementType;
8507           return false;
8508         }
8509
8510         // FIXME: LLVM and GCC both compute LHSOffset - RHSOffset at runtime,
8511         // and produce incorrect results when it overflows. Such behavior
8512         // appears to be non-conforming, but is common, so perhaps we should
8513         // assume the standard intended for such cases to be undefined behavior
8514         // and check for them.
8515
8516         // Compute (LHSOffset - RHSOffset) / Size carefully, checking for
8517         // overflow in the final conversion to ptrdiff_t.
8518         APSInt LHS(
8519           llvm::APInt(65, (int64_t)LHSOffset.getQuantity(), true), false);
8520         APSInt RHS(
8521           llvm::APInt(65, (int64_t)RHSOffset.getQuantity(), true), false);
8522         APSInt ElemSize(
8523           llvm::APInt(65, (int64_t)ElementSize.getQuantity(), true), false);
8524         APSInt TrueResult = (LHS - RHS) / ElemSize;
8525         APSInt Result = TrueResult.trunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
8526
8527         if (Result.extend(65) != TrueResult &&
8528             !HandleOverflow(Info, E, TrueResult, E->getType()))
8529           return false;
8530         return Success(Result, E);
8531       }
8532
8533       // C++11 [expr.rel]p3:
8534       //   Pointers to void (after pointer conversions) can be compared, with a
8535       //   result defined as follows: If both pointers represent the same
8536       //   address or are both the null pointer value, the result is true if the
8537       //   operator is <= or >= and false otherwise; otherwise the result is
8538       //   unspecified.
8539       // We interpret this as applying to pointers to *cv* void.
8540       if (LHSTy->isVoidPointerType() && LHSOffset != RHSOffset &&
8541           E->isRelationalOp())
8542         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_void_comparison);
8543
8544       // C++11 [expr.rel]p2:
8545       // - If two pointers point to non-static data members of the same object,
8546       //   or to subobjects or array elements fo such members, recursively, the
8547       //   pointer to the later declared member compares greater provided the
8548       //   two members have the same access control and provided their class is
8549       //   not a union.
8550       //   [...]
8551       // - Otherwise pointer comparisons are unspecified.
8552       if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
8553           E->isRelationalOp()) {
8554         bool WasArrayIndex;
8555         unsigned Mismatch =
8556           FindDesignatorMismatch(getType(LHSValue.Base), LHSDesignator,
8557                                  RHSDesignator, WasArrayIndex);
8558         // At the point where the designators diverge, the comparison has a
8559         // specified value if:
8560         //  - we are comparing array indices
8561         //  - we are comparing fields of a union, or fields with the same access
8562         // Otherwise, the result is unspecified and thus the comparison is not a
8563         // constant expression.
8564         if (!WasArrayIndex && Mismatch < LHSDesignator.Entries.size() &&
8565             Mismatch < RHSDesignator.Entries.size()) {
8566           const FieldDecl *LF = getAsField(LHSDesignator.Entries[Mismatch]);
8567           const FieldDecl *RF = getAsField(RHSDesignator.Entries[Mismatch]);
8568           if (!LF && !RF)
8569             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_classes);
8570           else if (!LF)
8571             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
8572               << getAsBaseClass(LHSDesignator.Entries[Mismatch])
8573               << RF->getParent() << RF;
8574           else if (!RF)
8575             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
8576               << getAsBaseClass(RHSDesignator.Entries[Mismatch])
8577               << LF->getParent() << LF;
8578           else if (!LF->getParent()->isUnion() &&
8579                    LF->getAccess() != RF->getAccess())
8580             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_differing_access)
8581               << LF << LF->getAccess() << RF << RF->getAccess()
8582               << LF->getParent();
8583         }
8584       }
8585
8586       // The comparison here must be unsigned, and performed with the same
8587       // width as the pointer.
8588       unsigned PtrSize = Info.Ctx.getTypeSize(LHSTy);
8589       uint64_t CompareLHS = LHSOffset.getQuantity();
8590       uint64_t CompareRHS = RHSOffset.getQuantity();
8591       assert(PtrSize <= 64 && "Unexpected pointer width");
8592       uint64_t Mask = ~0ULL >> (64 - PtrSize);
8593       CompareLHS &= Mask;
8594       CompareRHS &= Mask;
8595
8596       // If there is a base and this is a relational operator, we can only
8597       // compare pointers within the object in question; otherwise, the result
8598       // depends on where the object is located in memory.
8599       if (!LHSValue.Base.isNull() && E->isRelationalOp()) {
8600         QualType BaseTy = getType(LHSValue.Base);
8601         if (BaseTy->isIncompleteType())
8602           return Error(E);
8603         CharUnits Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(BaseTy);
8604         uint64_t OffsetLimit = Size.getQuantity();
8605         if (CompareLHS > OffsetLimit || CompareRHS > OffsetLimit)
8606           return Error(E);
8607       }
8608
8609       switch (E->getOpcode()) {
8610       default: llvm_unreachable("missing comparison operator");
8611       case BO_LT: return Success(CompareLHS < CompareRHS, E);
8612       case BO_GT: return Success(CompareLHS > CompareRHS, E);
8613       case BO_LE: return Success(CompareLHS <= CompareRHS, E);
8614       case BO_GE: return Success(CompareLHS >= CompareRHS, E);
8615       case BO_EQ: return Success(CompareLHS == CompareRHS, E);
8616       case BO_NE: return Success(CompareLHS != CompareRHS, E);
8617       }
8618     }
8619   }
8620
8621   if (LHSTy->isMemberPointerType()) {
8622     assert(E->isEqualityOp() && "unexpected member pointer operation");
8623     assert(RHSTy->isMemberPointerType() && "invalid comparison");
8624
8625     MemberPtr LHSValue, RHSValue;
8626
8627     bool LHSOK = EvaluateMemberPointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
8628     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8629       return false;
8630
8631     if (!EvaluateMemberPointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
8632       return false;
8633
8634     // C++11 [expr.eq]p2:
8635     //   If both operands are null, they compare equal. Otherwise if only one is
8636     //   null, they compare unequal.
8637     if (!LHSValue.getDecl() || !RHSValue.getDecl()) {
8638       bool Equal = !LHSValue.getDecl() && !RHSValue.getDecl();
8639       return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
8640     }
8641
8642     //   Otherwise if either is a pointer to a virtual member function, the
8643     //   result is unspecified.
8644     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(LHSValue.getDecl()))
8645       if (MD->isVirtual())
8646         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
8647     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(RHSValue.getDecl()))
8648       if (MD->isVirtual())
8649         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
8650
8651     //   Otherwise they compare equal if and only if they would refer to the
8652     //   same member of the same most derived object or the same subobject if
8653     //   they were dereferenced with a hypothetical object of the associated
8654     //   class type.
8655     bool Equal = LHSValue == RHSValue;
8656     return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
8657   }
8658
8659   if (LHSTy->isNullPtrType()) {
8660     assert(E->isComparisonOp() && "unexpected nullptr operation");
8661     assert(RHSTy->isNullPtrType() && "missing pointer conversion");
8662     // C++11 [expr.rel]p4, [expr.eq]p3: If two operands of type std::nullptr_t
8663     // are compared, the result is true of the operator is <=, >= or ==, and
8664     // false otherwise.
8665     BinaryOperator::Opcode Opcode = E->getOpcode();
8666     return Success(Opcode == BO_EQ || Opcode == BO_LE || Opcode == BO_GE, E);
8667   }
8668
8669   assert((!LHSTy->isIntegralOrEnumerationType() ||
8670           !RHSTy->isIntegralOrEnumerationType()) &&
8671          "DataRecursiveIntBinOpEvaluator should have handled integral types");
8672   // We can't continue from here for non-integral types.
8673   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
8674 }
8675
8676 /// VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr - Evaluate a sizeof, alignof or vec_step with
8677 /// a result as the expression's type.
8678 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(
8679                                     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E) {
8680   switch(E->getKind()) {
8681   case UETT_AlignOf: {
8682     if (E->isArgumentType())
8683       return Success(GetAlignOfType(Info, E->getArgumentType()), E);
8684     else
8685       return Success(GetAlignOfExpr(Info, E->getArgumentExpr()), E);
8686   }
8687
8688   case UETT_VecStep: {
8689     QualType Ty = E->getTypeOfArgument();
8690
8691     if (Ty->isVectorType()) {
8692       unsigned n = Ty->castAs<VectorType>()->getNumElements();
8693
8694       // The vec_step built-in functions that take a 3-component
8695       // vector return 4. (OpenCL 1.1 spec 6.11.12)
8696       if (n == 3)
8697         n = 4;
8698
8699       return Success(n, E);
8700     } else
8701       return Success(1, E);
8702   }
8703
8704   case UETT_SizeOf: {
8705     QualType SrcTy = E->getTypeOfArgument();
8706     // C++ [expr.sizeof]p2: "When applied to a reference or a reference type,
8707     //   the result is the size of the referenced type."
8708     if (const ReferenceType *Ref = SrcTy->getAs<ReferenceType>())
8709       SrcTy = Ref->getPointeeType();
8710
8711     CharUnits Sizeof;
8712     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), SrcTy, Sizeof))
8713       return false;
8714     return Success(Sizeof, E);
8715   }
8716   case UETT_OpenMPRequiredSimdAlign:
8717     assert(E->isArgumentType());
8718     return Success(
8719         Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
8720                     Info.Ctx.getOpenMPDefaultSimdAlign(E->getArgumentType()))
8721             .getQuantity(),
8722         E);
8723   }
8724
8725   llvm_unreachable("unknown expr/type trait");
8726 }
8727
8728 bool IntExprEvaluator::VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *OOE) {
8729   CharUnits Result;
8730   unsigned n = OOE->getNumComponents();
8731   if (n == 0)
8732     return Error(OOE);
8733   QualType CurrentType = OOE->getTypeSourceInfo()->getType();
8734   for (unsigned i = 0; i != n; ++i) {
8735     OffsetOfNode ON = OOE->getComponent(i);
8736     switch (ON.getKind()) {
8737     case OffsetOfNode::Array: {
8738       const Expr *Idx = OOE->getIndexExpr(ON.getArrayExprIndex());
8739       APSInt IdxResult;
8740       if (!EvaluateInteger(Idx, IdxResult, Info))
8741         return false;
8742       const ArrayType *AT = Info.Ctx.getAsArrayType(CurrentType);
8743       if (!AT)
8744         return Error(OOE);
8745       CurrentType = AT->getElementType();
8746       CharUnits ElementSize = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(CurrentType);
8747       Result += IdxResult.getSExtValue() * ElementSize;
8748       break;
8749     }
8750
8751     case OffsetOfNode::Field: {
8752       FieldDecl *MemberDecl = ON.getField();
8753       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8754       if (!RT)
8755         return Error(OOE);
8756       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
8757       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
8758       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
8759       unsigned i = MemberDecl->getFieldIndex();
8760       assert(i < RL.getFieldCount() && "offsetof field in wrong type");
8761       Result += Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL.getFieldOffset(i));
8762       CurrentType = MemberDecl->getType().getNonReferenceType();
8763       break;
8764     }
8765
8766     case OffsetOfNode::Identifier:
8767       llvm_unreachable("dependent __builtin_offsetof");
8768
8769     case OffsetOfNode::Base: {
8770       CXXBaseSpecifier *BaseSpec = ON.getBase();
8771       if (BaseSpec->isVirtual())
8772         return Error(OOE);
8773
8774       // Find the layout of the class whose base we are looking into.
8775       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8776       if (!RT)
8777         return Error(OOE);
8778       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
8779       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
8780       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
8781
8782       // Find the base class itself.
8783       CurrentType = BaseSpec->getType();
8784       const RecordType *BaseRT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8785       if (!BaseRT)
8786         return Error(OOE);
8787       
8788       // Add the offset to the base.
8789       Result += RL.getBaseClassOffset(cast<CXXRecordDecl>(BaseRT->getDecl()));
8790       break;
8791     }
8792     }
8793   }
8794   return Success(Result, OOE);
8795 }
8796
8797 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
8798   switch (E->getOpcode()) {
8799   default:
8800     // Address, indirect, pre/post inc/dec, etc are not valid constant exprs.
8801     // See C99 6.6p3.
8802     return Error(E);
8803   case UO_Extension:
8804     // FIXME: Should extension allow i-c-e extension expressions in its scope?
8805     // If so, we could clear the diagnostic ID.
8806     return Visit(E->getSubExpr());
8807   case UO_Plus:
8808     // The result is just the value.
8809     return Visit(E->getSubExpr());
8810   case UO_Minus: {
8811     if (!Visit(E->getSubExpr()))
8812       return false;
8813     if (!Result.isInt()) return Error(E);
8814     const APSInt &Value = Result.getInt();
8815     if (Value.isSigned() && Value.isMinSignedValue() &&
8816         !HandleOverflow(Info, E, -Value.extend(Value.getBitWidth() + 1),
8817                         E->getType()))
8818       return false;
8819     return Success(-Value, E);
8820   }
8821   case UO_Not: {
8822     if (!Visit(E->getSubExpr()))
8823       return false;
8824     if (!Result.isInt()) return Error(E);
8825     return Success(~Result.getInt(), E);
8826   }
8827   case UO_LNot: {
8828     bool bres;
8829     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getSubExpr(), bres, Info))
8830       return false;
8831     return Success(!bres, E);
8832   }
8833   }
8834 }
8835
8836 /// HandleCast - This is used to evaluate implicit or explicit casts where the
8837 /// result type is integer.
8838 bool IntExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
8839   const Expr *SubExpr = E->getSubExpr();
8840   QualType DestType = E->getType();
8841   QualType SrcType = SubExpr->getType();
8842
8843   switch (E->getCastKind()) {
8844   case CK_BaseToDerived:
8845   case CK_DerivedToBase:
8846   case CK_UncheckedDerivedToBase:
8847   case CK_Dynamic:
8848   case CK_ToUnion:
8849   case CK_ArrayToPointerDecay:
8850   case CK_FunctionToPointerDecay:
8851   case CK_NullToPointer:
8852   case CK_NullToMemberPointer:
8853   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
8854   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
8855   case CK_ReinterpretMemberPointer:
8856   case CK_ConstructorConversion:
8857   case CK_IntegralToPointer:
8858   case CK_ToVoid:
8859   case CK_VectorSplat:
8860   case CK_IntegralToFloating:
8861   case CK_FloatingCast:
8862   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
8863   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
8864   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
8865   case CK_ObjCObjectLValueCast:
8866   case CK_FloatingRealToComplex:
8867   case CK_FloatingComplexToReal:
8868   case CK_FloatingComplexCast:
8869   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex:
8870   case CK_IntegralRealToComplex:
8871   case CK_IntegralComplexCast:
8872   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex:
8873   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
8874   case CK_ZeroToOCLEvent:
8875   case CK_ZeroToOCLQueue:
8876   case CK_NonAtomicToAtomic:
8877   case CK_AddressSpaceConversion:
8878   case CK_IntToOCLSampler:
8879     llvm_unreachable("invalid cast kind for integral value");
8880
8881   case CK_BitCast:
8882   case CK_Dependent:
8883   case CK_LValueBitCast:
8884   case CK_ARCProduceObject:
8885   case CK_ARCConsumeObject:
8886   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
8887   case CK_ARCExtendBlockObject:
8888   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
8889     return Error(E);
8890
8891   case CK_UserDefinedConversion:
8892   case CK_LValueToRValue:
8893   case CK_AtomicToNonAtomic:
8894   case CK_NoOp:
8895     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
8896
8897   case CK_MemberPointerToBoolean:
8898   case CK_PointerToBoolean:
8899   case CK_IntegralToBoolean:
8900   case CK_FloatingToBoolean:
8901   case CK_BooleanToSignedIntegral:
8902   case CK_FloatingComplexToBoolean:
8903   case CK_IntegralComplexToBoolean: {
8904     bool BoolResult;
8905     if (!EvaluateAsBooleanCondition(SubExpr, BoolResult, Info))
8906       return false;
8907     uint64_t IntResult = BoolResult;
8908     if (BoolResult && E->getCastKind() == CK_BooleanToSignedIntegral)
8909       IntResult = (uint64_t)-1;
8910     return Success(IntResult, E);
8911   }
8912
8913   case CK_IntegralCast: {
8914     if (!Visit(SubExpr))
8915       return false;
8916
8917     if (!Result.isInt()) {
8918       // Allow casts of address-of-label differences if they are no-ops
8919       // or narrowing.  (The narrowing case isn't actually guaranteed to
8920       // be constant-evaluatable except in some narrow cases which are hard
8921       // to detect here.  We let it through on the assumption the user knows
8922       // what they are doing.)
8923       if (Result.isAddrLabelDiff())
8924         return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) <= Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
8925       // Only allow casts of lvalues if they are lossless.
8926       return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) == Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
8927     }
8928
8929     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType,
8930                                       Result.getInt()), E);
8931   }
8932
8933   case CK_PointerToIntegral: {
8934     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
8935
8936     LValue LV;
8937     if (!EvaluatePointer(SubExpr, LV, Info))
8938       return false;
8939
8940     if (LV.getLValueBase()) {
8941       // Only allow based lvalue casts if they are lossless.
8942       // FIXME: Allow a larger integer size than the pointer size, and allow
8943       // narrowing back down to pointer width in subsequent integral casts.
8944       // FIXME: Check integer type's active bits, not its type size.
8945       if (Info.Ctx.getTypeSize(DestType) != Info.Ctx.getTypeSize(SrcType))
8946         return Error(E);
8947
8948       LV.Designator.setInvalid();
8949       LV.moveInto(Result);
8950       return true;
8951     }
8952
8953     uint64_t V;
8954     if (LV.isNullPointer())
8955       V = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(SrcType);
8956     else
8957       V = LV.getLValueOffset().getQuantity();
8958
8959     APSInt AsInt = Info.Ctx.MakeIntValue(V, SrcType);
8960     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType, AsInt), E);
8961   }
8962
8963   case CK_IntegralComplexToReal: {
8964     ComplexValue C;
8965     if (!EvaluateComplex(SubExpr, C, Info))
8966       return false;
8967     return Success(C.getComplexIntReal(), E);
8968   }
8969
8970   case CK_FloatingToIntegral: {
8971     APFloat F(0.0);
8972     if (!EvaluateFloat(SubExpr, F, Info))
8973       return false;
8974
8975     APSInt Value;
8976     if (!HandleFloatToIntCast(Info, E, SrcType, F, DestType, Value))
8977       return false;
8978     return Success(Value, E);
8979   }
8980   }
8981
8982   llvm_unreachable("unknown cast resulting in integral value");
8983 }
8984
8985 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
8986   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
8987     ComplexValue LV;
8988     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
8989       return false;
8990     if (!LV.isComplexInt())
8991       return Error(E);
8992     return Success(LV.getComplexIntReal(), E);
8993   }
8994
8995   return Visit(E->getSubExpr());
8996 }
8997
8998 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
8999   if (E->getSubExpr()->getType()->isComplexIntegerType()) {
9000     ComplexValue LV;
9001     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
9002       return false;
9003     if (!LV.isComplexInt())
9004       return Error(E);
9005     return Success(LV.getComplexIntImag(), E);
9006   }
9007
9008   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9009   return Success(0, E);
9010 }
9011
9012 bool IntExprEvaluator::VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E) {
9013   return Success(E->getPackLength(), E);
9014 }
9015
9016 bool IntExprEvaluator::VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E) {
9017   return Success(E->getValue(), E);
9018 }
9019
9020 //===----------------------------------------------------------------------===//
9021 // Float Evaluation
9022 //===----------------------------------------------------------------------===//
9023
9024 namespace {
9025 class FloatExprEvaluator
9026   : public ExprEvaluatorBase<FloatExprEvaluator> {
9027   APFloat &Result;
9028 public:
9029   FloatExprEvaluator(EvalInfo &info, APFloat &result)
9030     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
9031
9032   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
9033     Result = V.getFloat();
9034     return true;
9035   }
9036
9037   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
9038     Result = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType()));
9039     return true;
9040   }
9041
9042   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
9043
9044   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
9045   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
9046   bool VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E);
9047   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
9048
9049   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
9050   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
9051
9052   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
9053 };
9054 } // end anonymous namespace
9055
9056 static bool EvaluateFloat(const Expr* E, APFloat& Result, EvalInfo &Info) {
9057   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRealFloatingType());
9058   return FloatExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
9059 }
9060
9061 static bool TryEvaluateBuiltinNaN(const ASTContext &Context,
9062                                   QualType ResultTy,
9063                                   const Expr *Arg,
9064                                   bool SNaN,
9065                                   llvm::APFloat &Result) {
9066   const StringLiteral *S = dyn_cast<StringLiteral>(Arg->IgnoreParenCasts());
9067   if (!S) return false;
9068
9069   const llvm::fltSemantics &Sem = Context.getFloatTypeSemantics(ResultTy);
9070
9071   llvm::APInt fill;
9072
9073   // Treat empty strings as if they were zero.
9074   if (S->getString().empty())
9075     fill = llvm::APInt(32, 0);
9076   else if (S->getString().getAsInteger(0, fill))
9077     return false;
9078
9079   if (Context.getTargetInfo().isNan2008()) {
9080     if (SNaN)
9081       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
9082     else
9083       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
9084   } else {
9085     // Prior to IEEE 754-2008, architectures were allowed to choose whether
9086     // the first bit of their significand was set for qNaN or sNaN. MIPS chose
9087     // a different encoding to what became a standard in 2008, and for pre-
9088     // 2008 revisions, MIPS interpreted sNaN-2008 as qNan and qNaN-2008 as
9089     // sNaN. This is now known as "legacy NaN" encoding.
9090     if (SNaN)
9091       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
9092     else
9093       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
9094   }
9095
9096   return true;
9097 }
9098
9099 bool FloatExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
9100   switch (E->getBuiltinCallee()) {
9101   default:
9102     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9103
9104   case Builtin::BI__builtin_huge_val:
9105   case Builtin::BI__builtin_huge_valf:
9106   case Builtin::BI__builtin_huge_vall:
9107   case Builtin::BI__builtin_inf:
9108   case Builtin::BI__builtin_inff:
9109   case Builtin::BI__builtin_infl: {
9110     const llvm::fltSemantics &Sem =
9111       Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
9112     Result = llvm::APFloat::getInf(Sem);
9113     return true;
9114   }
9115
9116   case Builtin::BI__builtin_nans:
9117   case Builtin::BI__builtin_nansf:
9118   case Builtin::BI__builtin_nansl:
9119     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
9120                                true, Result))
9121       return Error(E);
9122     return true;
9123
9124   case Builtin::BI__builtin_nan:
9125   case Builtin::BI__builtin_nanf:
9126   case Builtin::BI__builtin_nanl:
9127     // If this is __builtin_nan() turn this into a nan, otherwise we
9128     // can't constant fold it.
9129     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
9130                                false, Result))
9131       return Error(E);
9132     return true;
9133
9134   case Builtin::BI__builtin_fabs:
9135   case Builtin::BI__builtin_fabsf:
9136   case Builtin::BI__builtin_fabsl:
9137     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info))
9138       return false;
9139
9140     if (Result.isNegative())
9141       Result.changeSign();
9142     return true;
9143
9144   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powi
9145   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powif
9146   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powil
9147
9148   case Builtin::BI__builtin_copysign:
9149   case Builtin::BI__builtin_copysignf:
9150   case Builtin::BI__builtin_copysignl: {
9151     APFloat RHS(0.);
9152     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info) ||
9153         !EvaluateFloat(E->getArg(1), RHS, Info))
9154       return false;
9155     Result.copySign(RHS);
9156     return true;
9157   }
9158   }
9159 }
9160
9161 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
9162   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
9163     ComplexValue CV;
9164     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
9165       return false;
9166     Result = CV.FloatReal;
9167     return true;
9168   }
9169
9170   return Visit(E->getSubExpr());
9171 }
9172
9173 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
9174   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
9175     ComplexValue CV;
9176     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
9177       return false;
9178     Result = CV.FloatImag;
9179     return true;
9180   }
9181
9182   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9183   const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
9184   Result = llvm::APFloat::getZero(Sem);
9185   return true;
9186 }
9187
9188 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
9189   switch (E->getOpcode()) {
9190   default: return Error(E);
9191   case UO_Plus:
9192     return EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info);
9193   case UO_Minus:
9194     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info))
9195       return false;
9196     Result.changeSign();
9197     return true;
9198   }
9199 }
9200
9201 bool FloatExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
9202   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
9203     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
9204
9205   APFloat RHS(0.0);
9206   bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Result, Info);
9207   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
9208     return false;
9209   return EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info) && LHSOK &&
9210          handleFloatFloatBinOp(Info, E, Result, E->getOpcode(), RHS);
9211 }
9212
9213 bool FloatExprEvaluator::VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E) {
9214   Result = E->getValue();
9215   return true;
9216 }
9217
9218 bool FloatExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9219   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
9220
9221   switch (E->getCastKind()) {
9222   default:
9223     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9224
9225   case CK_IntegralToFloating: {
9226     APSInt IntResult;
9227     return EvaluateInteger(SubExpr, IntResult, Info) &&
9228            HandleIntToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), IntResult,
9229                                 E->getType(), Result);
9230   }
9231
9232   case CK_FloatingCast: {
9233     if (!Visit(SubExpr))
9234       return false;
9235     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), E->getType(),
9236                                   Result);
9237   }
9238
9239   case CK_FloatingComplexToReal: {
9240     ComplexValue V;
9241     if (!EvaluateComplex(SubExpr, V, Info))
9242       return false;
9243     Result = V.getComplexFloatReal();
9244     return true;
9245   }
9246   }
9247 }
9248
9249 //===----------------------------------------------------------------------===//
9250 // Complex Evaluation (for float and integer)
9251 //===----------------------------------------------------------------------===//
9252
9253 namespace {
9254 class ComplexExprEvaluator
9255   : public ExprEvaluatorBase<ComplexExprEvaluator> {
9256   ComplexValue &Result;
9257
9258 public:
9259   ComplexExprEvaluator(EvalInfo &info, ComplexValue &Result)
9260     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
9261
9262   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
9263     Result.setFrom(V);
9264     return true;
9265   }
9266
9267   bool ZeroInitialization(const Expr *E);
9268
9269   //===--------------------------------------------------------------------===//
9270   //                            Visitor Methods
9271   //===--------------------------------------------------------------------===//
9272
9273   bool VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E);
9274   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
9275   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
9276   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
9277   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
9278 };
9279 } // end anonymous namespace
9280
9281 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Result,
9282                             EvalInfo &Info) {
9283   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAnyComplexType());
9284   return ComplexExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
9285 }
9286
9287 bool ComplexExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
9288   QualType ElemTy = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9289   if (ElemTy->isRealFloatingType()) {
9290     Result.makeComplexFloat();
9291     APFloat Zero = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(ElemTy));
9292     Result.FloatReal = Zero;
9293     Result.FloatImag = Zero;
9294   } else {
9295     Result.makeComplexInt();
9296     APSInt Zero = Info.Ctx.MakeIntValue(0, ElemTy);
9297     Result.IntReal = Zero;
9298     Result.IntImag = Zero;
9299   }
9300   return true;
9301 }
9302
9303 bool ComplexExprEvaluator::VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E) {
9304   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
9305
9306   if (SubExpr->getType()->isRealFloatingType()) {
9307     Result.makeComplexFloat();
9308     APFloat &Imag = Result.FloatImag;
9309     if (!EvaluateFloat(SubExpr, Imag, Info))
9310       return false;
9311
9312     Result.FloatReal = APFloat(Imag.getSemantics());
9313     return true;
9314   } else {
9315     assert(SubExpr->getType()->isIntegerType() &&
9316            "Unexpected imaginary literal.");
9317
9318     Result.makeComplexInt();
9319     APSInt &Imag = Result.IntImag;
9320     if (!EvaluateInteger(SubExpr, Imag, Info))
9321       return false;
9322
9323     Result.IntReal = APSInt(Imag.getBitWidth(), !Imag.isSigned());
9324     return true;
9325   }
9326 }
9327
9328 bool ComplexExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9329
9330   switch (E->getCastKind()) {
9331   case CK_BitCast:
9332   case CK_BaseToDerived:
9333   case CK_DerivedToBase:
9334   case CK_UncheckedDerivedToBase:
9335   case CK_Dynamic:
9336   case CK_ToUnion:
9337   case CK_ArrayToPointerDecay:
9338   case CK_FunctionToPointerDecay:
9339   case CK_NullToPointer:
9340   case CK_NullToMemberPointer:
9341   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
9342   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
9343   case CK_MemberPointerToBoolean:
9344   case CK_ReinterpretMemberPointer:
9345   case CK_ConstructorConversion:
9346   case CK_IntegralToPointer:
9347   case CK_PointerToIntegral:
9348   case CK_PointerToBoolean:
9349   case CK_ToVoid:
9350   case CK_VectorSplat:
9351   case CK_IntegralCast:
9352   case CK_BooleanToSignedIntegral:
9353   case CK_IntegralToBoolean:
9354   case CK_IntegralToFloating:
9355   case CK_FloatingToIntegral:
9356   case CK_FloatingToBoolean:
9357   case CK_FloatingCast:
9358   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
9359   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
9360   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
9361   case CK_ObjCObjectLValueCast:
9362   case CK_FloatingComplexToReal:
9363   case CK_FloatingComplexToBoolean:
9364   case CK_IntegralComplexToReal:
9365   case CK_IntegralComplexToBoolean:
9366   case CK_ARCProduceObject:
9367   case CK_ARCConsumeObject:
9368   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
9369   case CK_ARCExtendBlockObject:
9370   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
9371   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
9372   case CK_ZeroToOCLEvent:
9373   case CK_ZeroToOCLQueue:
9374   case CK_NonAtomicToAtomic:
9375   case CK_AddressSpaceConversion:
9376   case CK_IntToOCLSampler:
9377     llvm_unreachable("invalid cast kind for complex value");
9378
9379   case CK_LValueToRValue:
9380   case CK_AtomicToNonAtomic:
9381   case CK_NoOp:
9382     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9383
9384   case CK_Dependent:
9385   case CK_LValueBitCast:
9386   case CK_UserDefinedConversion:
9387     return Error(E);
9388
9389   case CK_FloatingRealToComplex: {
9390     APFloat &Real = Result.FloatReal;
9391     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Real, Info))
9392       return false;
9393
9394     Result.makeComplexFloat();
9395     Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9396     return true;
9397   }
9398
9399   case CK_FloatingComplexCast: {
9400     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9401       return false;
9402
9403     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9404     QualType From
9405       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9406
9407     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatReal) &&
9408            HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatImag);
9409   }
9410
9411   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex: {
9412     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9413       return false;
9414
9415     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9416     QualType From
9417       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9418     Result.makeComplexInt();
9419     return HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatReal,
9420                                 To, Result.IntReal) &&
9421            HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatImag,
9422                                 To, Result.IntImag);
9423   }
9424
9425   case CK_IntegralRealToComplex: {
9426     APSInt &Real = Result.IntReal;
9427     if (!EvaluateInteger(E->getSubExpr(), Real, Info))
9428       return false;
9429
9430     Result.makeComplexInt();
9431     Result.IntImag = APSInt(Real.getBitWidth(), !Real.isSigned());
9432     return true;
9433   }
9434
9435   case CK_IntegralComplexCast: {
9436     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9437       return false;
9438
9439     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9440     QualType From
9441       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9442
9443     Result.IntReal = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntReal);
9444     Result.IntImag = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntImag);
9445     return true;
9446   }
9447
9448   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex: {
9449     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9450       return false;
9451
9452     QualType To = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9453     QualType From
9454       = E->getSubExpr()->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9455     Result.makeComplexFloat();
9456     return HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntReal,
9457                                 To, Result.FloatReal) &&
9458            HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntImag,
9459                                 To, Result.FloatImag);
9460   }
9461   }
9462
9463   llvm_unreachable("unknown cast resulting in complex value");
9464 }
9465
9466 bool ComplexExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
9467   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
9468     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
9469
9470   // Track whether the LHS or RHS is real at the type system level. When this is
9471   // the case we can simplify our evaluation strategy.
9472   bool LHSReal = false, RHSReal = false;
9473
9474   bool LHSOK;
9475   if (E->getLHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
9476     LHSReal = true;
9477     APFloat &Real = Result.FloatReal;
9478     LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Real, Info);
9479     if (LHSOK) {
9480       Result.makeComplexFloat();
9481       Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9482     }
9483   } else {
9484     LHSOK = Visit(E->getLHS());
9485   }
9486   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
9487     return false;
9488
9489   ComplexValue RHS;
9490   if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
9491     RHSReal = true;
9492     APFloat &Real = RHS.FloatReal;
9493     if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), Real, Info) || !LHSOK)
9494       return false;
9495     RHS.makeComplexFloat();
9496     RHS.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9497   } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
9498     return false;
9499
9500   assert(!(LHSReal && RHSReal) &&
9501          "Cannot have both operands of a complex operation be real.");
9502   switch (E->getOpcode()) {
9503   default: return Error(E);
9504   case BO_Add:
9505     if (Result.isComplexFloat()) {
9506       Result.getComplexFloatReal().add(RHS.getComplexFloatReal(),
9507                                        APFloat::rmNearestTiesToEven);
9508       if (LHSReal)
9509         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
9510       else if (!RHSReal)
9511         Result.getComplexFloatImag().add(RHS.getComplexFloatImag(),
9512                                          APFloat::rmNearestTiesToEven);
9513     } else {
9514       Result.getComplexIntReal() += RHS.getComplexIntReal();
9515       Result.getComplexIntImag() += RHS.getComplexIntImag();
9516     }
9517     break;
9518   case BO_Sub:
9519     if (Result.isComplexFloat()) {
9520       Result.getComplexFloatReal().subtract(RHS.getComplexFloatReal(),
9521                                             APFloat::rmNearestTiesToEven);
9522       if (LHSReal) {
9523         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
9524         Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9525       } else if (!RHSReal) {
9526         Result.getComplexFloatImag().subtract(RHS.getComplexFloatImag(),
9527                                               APFloat::rmNearestTiesToEven);
9528       }
9529     } else {
9530       Result.getComplexIntReal() -= RHS.getComplexIntReal();
9531       Result.getComplexIntImag() -= RHS.getComplexIntImag();
9532     }
9533     break;
9534   case BO_Mul:
9535     if (Result.isComplexFloat()) {
9536       // This is an implementation of complex multiplication according to the
9537       // constraints laid out in C11 Annex G. The implemantion uses the
9538       // following naming scheme:
9539       //   (a + ib) * (c + id)
9540       ComplexValue LHS = Result;
9541       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
9542       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
9543       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
9544       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
9545       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
9546       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
9547       if (LHSReal) {
9548         assert(!RHSReal && "Cannot have two real operands for a complex op!");
9549         ResR = A * C;
9550         ResI = A * D;
9551       } else if (RHSReal) {
9552         ResR = C * A;
9553         ResI = C * B;
9554       } else {
9555         // In the fully general case, we need to handle NaNs and infinities
9556         // robustly.
9557         APFloat AC = A * C;
9558         APFloat BD = B * D;
9559         APFloat AD = A * D;
9560         APFloat BC = B * C;
9561         ResR = AC - BD;
9562         ResI = AD + BC;
9563         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
9564           bool Recalc = false;
9565           if (A.isInfinity() || B.isInfinity()) {
9566             A = APFloat::copySign(
9567                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
9568             B = APFloat::copySign(
9569                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
9570             if (C.isNaN())
9571               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
9572             if (D.isNaN())
9573               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
9574             Recalc = true;
9575           }
9576           if (C.isInfinity() || D.isInfinity()) {
9577             C = APFloat::copySign(
9578                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
9579             D = APFloat::copySign(
9580                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
9581             if (A.isNaN())
9582               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
9583             if (B.isNaN())
9584               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
9585             Recalc = true;
9586           }
9587           if (!Recalc && (AC.isInfinity() || BD.isInfinity() ||
9588                           AD.isInfinity() || BC.isInfinity())) {
9589             if (A.isNaN())
9590               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
9591             if (B.isNaN())
9592               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
9593             if (C.isNaN())
9594               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
9595             if (D.isNaN())
9596               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
9597             Recalc = true;
9598           }
9599           if (Recalc) {
9600             ResR = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * C - B * D);
9601             ResI = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * D + B * C);
9602           }
9603         }
9604       }
9605     } else {
9606       ComplexValue LHS = Result;
9607       Result.getComplexIntReal() =
9608         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() -
9609          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag());
9610       Result.getComplexIntImag() =
9611         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag() +
9612          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal());
9613     }
9614     break;
9615   case BO_Div:
9616     if (Result.isComplexFloat()) {
9617       // This is an implementation of complex division according to the
9618       // constraints laid out in C11 Annex G. The implemantion uses the
9619       // following naming scheme:
9620       //   (a + ib) / (c + id)
9621       ComplexValue LHS = Result;
9622       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
9623       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
9624       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
9625       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
9626       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
9627       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
9628       if (RHSReal) {
9629         ResR = A / C;
9630         ResI = B / C;
9631       } else {
9632         if (LHSReal) {
9633           // No real optimizations we can do here, stub out with zero.
9634           B = APFloat::getZero(A.getSemantics());
9635         }
9636         int DenomLogB = 0;
9637         APFloat MaxCD = maxnum(abs(C), abs(D));
9638         if (MaxCD.isFinite()) {
9639           DenomLogB = ilogb(MaxCD);
9640           C = scalbn(C, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
9641           D = scalbn(D, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
9642         }
9643         APFloat Denom = C * C + D * D;
9644         ResR = scalbn((A * C + B * D) / Denom, -DenomLogB,
9645                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
9646         ResI = scalbn((B * C - A * D) / Denom, -DenomLogB,
9647                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
9648         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
9649           if (Denom.isPosZero() && (!A.isNaN() || !B.isNaN())) {
9650             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * A;
9651             ResI = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * B;
9652           } else if ((A.isInfinity() || B.isInfinity()) && C.isFinite() &&
9653                      D.isFinite()) {
9654             A = APFloat::copySign(
9655                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
9656             B = APFloat::copySign(
9657                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
9658             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
9659             ResI = APFloat::getInf(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
9660           } else if (MaxCD.isInfinity() && A.isFinite() && B.isFinite()) {
9661             C = APFloat::copySign(
9662                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
9663             D = APFloat::copySign(
9664                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
9665             ResR = APFloat::getZero(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
9666             ResI = APFloat::getZero(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
9667           }
9668         }
9669       }
9670     } else {
9671       if (RHS.getComplexIntReal() == 0 && RHS.getComplexIntImag() == 0)
9672         return Error(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
9673
9674       ComplexValue LHS = Result;
9675       APSInt Den = RHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
9676         RHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag();
9677       Result.getComplexIntReal() =
9678         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
9679          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
9680       Result.getComplexIntImag() =
9681         (LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal() -
9682          LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
9683     }
9684     break;
9685   }
9686
9687   return true;
9688 }
9689
9690 bool ComplexExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
9691   // Get the operand value into 'Result'.
9692   if (!Visit(E->getSubExpr()))
9693     return false;
9694
9695   switch (E->getOpcode()) {
9696   default:
9697     return Error(E);
9698   case UO_Extension:
9699     return true;
9700   case UO_Plus:
9701     // The result is always just the subexpr.
9702     return true;
9703   case UO_Minus:
9704     if (Result.isComplexFloat()) {
9705       Result.getComplexFloatReal().changeSign();
9706       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9707     }
9708     else {
9709       Result.getComplexIntReal() = -Result.getComplexIntReal();
9710       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
9711     }
9712     return true;
9713   case UO_Not:
9714     if (Result.isComplexFloat())
9715       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9716     else
9717       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
9718     return true;
9719   }
9720 }
9721
9722 bool ComplexExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
9723   if (E->getNumInits() == 2) {
9724     if (E->getType()->isComplexType()) {
9725       Result.makeComplexFloat();
9726       if (!EvaluateFloat(E->getInit(0), Result.FloatReal, Info))
9727         return false;
9728       if (!EvaluateFloat(E->getInit(1), Result.FloatImag, Info))
9729         return false;
9730     } else {
9731       Result.makeComplexInt();
9732       if (!EvaluateInteger(E->getInit(0), Result.IntReal, Info))
9733         return false;
9734       if (!EvaluateInteger(E->getInit(1), Result.IntImag, Info))
9735         return false;
9736     }
9737     return true;
9738   }
9739   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitInitListExpr(E);
9740 }
9741
9742 //===----------------------------------------------------------------------===//
9743 // Atomic expression evaluation, essentially just handling the NonAtomicToAtomic
9744 // implicit conversion.
9745 //===----------------------------------------------------------------------===//
9746
9747 namespace {
9748 class AtomicExprEvaluator :
9749     public ExprEvaluatorBase<AtomicExprEvaluator> {
9750   const LValue *This;
9751   APValue &Result;
9752 public:
9753   AtomicExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue *This, APValue &Result)
9754       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
9755
9756   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
9757     Result = V;
9758     return true;
9759   }
9760
9761   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
9762     ImplicitValueInitExpr VIE(
9763         E->getType()->castAs<AtomicType>()->getValueType());
9764     // For atomic-qualified class (and array) types in C++, initialize the
9765     // _Atomic-wrapped subobject directly, in-place.
9766     return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, &VIE)
9767                 : Evaluate(Result, Info, &VIE);
9768   }
9769
9770   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9771     switch (E->getCastKind()) {
9772     default:
9773       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9774     case CK_NonAtomicToAtomic:
9775       return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, E->getSubExpr())
9776                   : Evaluate(Result, Info, E->getSubExpr());
9777     }
9778   }
9779 };
9780 } // end anonymous namespace
9781
9782 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
9783                            EvalInfo &Info) {
9784   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAtomicType());
9785   return AtomicExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
9786 }
9787
9788 //===----------------------------------------------------------------------===//
9789 // Void expression evaluation, primarily for a cast to void on the LHS of a
9790 // comma operator
9791 //===----------------------------------------------------------------------===//
9792
9793 namespace {
9794 class VoidExprEvaluator
9795   : public ExprEvaluatorBase<VoidExprEvaluator> {
9796 public:
9797   VoidExprEvaluator(EvalInfo &Info) : ExprEvaluatorBaseTy(Info) {}
9798
9799   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) { return true; }
9800
9801   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9802     switch (E->getCastKind()) {
9803     default:
9804       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9805     case CK_ToVoid:
9806       VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9807       return true;
9808     }
9809   }
9810
9811   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
9812     switch (E->getBuiltinCallee()) {
9813     default:
9814       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9815     case Builtin::BI__assume:
9816     case Builtin::BI__builtin_assume:
9817       // The argument is not evaluated!
9818       return true;
9819     }
9820   }
9821 };
9822 } // end anonymous namespace
9823
9824 static bool EvaluateVoid(const Expr *E, EvalInfo &Info) {
9825   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVoidType());
9826   return VoidExprEvaluator(Info).Visit(E);
9827 }
9828
9829 //===----------------------------------------------------------------------===//
9830 // Top level Expr::EvaluateAsRValue method.
9831 //===----------------------------------------------------------------------===//
9832
9833 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E) {
9834   // In C, function designators are not lvalues, but we evaluate them as if they
9835   // are.
9836   QualType T = E->getType();
9837   if (E->isGLValue() || T->isFunctionType()) {
9838     LValue LV;
9839     if (!EvaluateLValue(E, LV, Info))
9840       return false;
9841     LV.moveInto(Result);
9842   } else if (T->isVectorType()) {
9843     if (!EvaluateVector(E, Result, Info))
9844       return false;
9845   } else if (T->isIntegralOrEnumerationType()) {
9846     if (!IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E))
9847       return false;
9848   } else if (T->hasPointerRepresentation()) {
9849     LValue LV;
9850     if (!EvaluatePointer(E, LV, Info))
9851       return false;
9852     LV.moveInto(Result);
9853   } else if (T->isRealFloatingType()) {
9854     llvm::APFloat F(0.0);
9855     if (!EvaluateFloat(E, F, Info))
9856       return false;
9857     Result = APValue(F);
9858   } else if (T->isAnyComplexType()) {
9859     ComplexValue C;
9860     if (!EvaluateComplex(E, C, Info))
9861       return false;
9862     C.moveInto(Result);
9863   } else if (T->isMemberPointerType()) {
9864     MemberPtr P;
9865     if (!EvaluateMemberPointer(E, P, Info))
9866       return false;
9867     P.moveInto(Result);
9868     return true;
9869   } else if (T->isArrayType()) {
9870     LValue LV;
9871     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9872     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9873     if (!EvaluateArray(E, LV, Value, Info))
9874       return false;
9875     Result = Value;
9876   } else if (T->isRecordType()) {
9877     LValue LV;
9878     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9879     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9880     if (!EvaluateRecord(E, LV, Value, Info))
9881       return false;
9882     Result = Value;
9883   } else if (T->isVoidType()) {
9884     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
9885       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
9886         << E->getType();
9887     if (!EvaluateVoid(E, Info))
9888       return false;
9889   } else if (T->isAtomicType()) {
9890     QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
9891     if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType()) {
9892       LValue LV;
9893       LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9894       APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9895       if (!EvaluateAtomic(E, &LV, Value, Info))
9896         return false;
9897     } else {
9898       if (!EvaluateAtomic(E, nullptr, Result, Info))
9899         return false;
9900     }
9901   } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
9902     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral) << E->getType();
9903     return false;
9904   } else {
9905     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
9906     return false;
9907   }
9908
9909   return true;
9910 }
9911
9912 /// EvaluateInPlace - Evaluate an expression in-place in an APValue. In some
9913 /// cases, the in-place evaluation is essential, since later initializers for
9914 /// an object can indirectly refer to subobjects which were initialized earlier.
9915 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info, const LValue &This,
9916                             const Expr *E, bool AllowNonLiteralTypes) {
9917   assert(!E->isValueDependent());
9918
9919   if (!AllowNonLiteralTypes && !CheckLiteralType(Info, E, &This))
9920     return false;
9921
9922   if (E->isRValue()) {
9923     // Evaluate arrays and record types in-place, so that later initializers can
9924     // refer to earlier-initialized members of the object.
9925     QualType T = E->getType();
9926     if (T->isArrayType())
9927       return EvaluateArray(E, This, Result, Info);
9928     else if (T->isRecordType())
9929       return EvaluateRecord(E, This, Result, Info);
9930     else if (T->isAtomicType()) {
9931       QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
9932       if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType())
9933         return EvaluateAtomic(E, &This, Result, Info);
9934     }
9935   }
9936
9937   // For any other type, in-place evaluation is unimportant.
9938   return Evaluate(Result, Info, E);
9939 }
9940
9941 /// EvaluateAsRValue - Try to evaluate this expression, performing an implicit
9942 /// lvalue-to-rvalue cast if it is an lvalue.
9943 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result) {
9944   if (E->getType().isNull())
9945     return false;
9946
9947   if (!CheckLiteralType(Info, E))
9948     return false;
9949
9950   if (!::Evaluate(Result, Info, E))
9951     return false;
9952
9953   if (E->isGLValue()) {
9954     LValue LV;
9955     LV.setFrom(Info.Ctx, Result);
9956     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), LV, Result))
9957       return false;
9958   }
9959
9960   // Check this core constant expression is a constant expression.
9961   return CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), E->getType(), Result);
9962 }
9963
9964 static bool FastEvaluateAsRValue(const Expr *Exp, Expr::EvalResult &Result,
9965                                  const ASTContext &Ctx, bool &IsConst,
9966                                  bool IsCheckingForOverflow) {
9967   // Fast-path evaluations of integer literals, since we sometimes see files
9968   // containing vast quantities of these.
9969   if (const IntegerLiteral *L = dyn_cast<IntegerLiteral>(Exp)) {
9970     Result.Val = APValue(APSInt(L->getValue(),
9971                                 L->getType()->isUnsignedIntegerType()));
9972     IsConst = true;
9973     return true;
9974   }
9975
9976   // This case should be rare, but we need to check it before we check on
9977   // the type below.
9978   if (Exp->getType().isNull()) {
9979     IsConst = false;
9980     return true;
9981   }
9982   
9983   // FIXME: Evaluating values of large array and record types can cause
9984   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
9985   if (Exp->isRValue() && (Exp->getType()->isArrayType() ||
9986                           Exp->getType()->isRecordType()) &&
9987       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11 && !IsCheckingForOverflow) {
9988     IsConst = false;
9989     return true;
9990   }
9991   return false;
9992 }
9993
9994
9995 /// EvaluateAsRValue - Return true if this is a constant which we can fold using
9996 /// any crazy technique (that has nothing to do with language standards) that
9997 /// we want to.  If this function returns true, it returns the folded constant
9998 /// in Result. If this expression is a glvalue, an lvalue-to-rvalue conversion
9999 /// will be applied to the result.
10000 bool Expr::EvaluateAsRValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
10001   bool IsConst;
10002   if (FastEvaluateAsRValue(this, Result, Ctx, IsConst, false))
10003     return IsConst;
10004   
10005   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
10006   return ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result.Val);
10007 }
10008
10009 bool Expr::EvaluateAsBooleanCondition(bool &Result,
10010                                       const ASTContext &Ctx) const {
10011   EvalResult Scratch;
10012   return EvaluateAsRValue(Scratch, Ctx) &&
10013          HandleConversionToBool(Scratch.Val, Result);
10014 }
10015
10016 static bool hasUnacceptableSideEffect(Expr::EvalStatus &Result,
10017                                       Expr::SideEffectsKind SEK) {
10018   return (SEK < Expr::SE_AllowSideEffects && Result.HasSideEffects) ||
10019          (SEK < Expr::SE_AllowUndefinedBehavior && Result.HasUndefinedBehavior);
10020 }
10021
10022 bool Expr::EvaluateAsInt(APSInt &Result, const ASTContext &Ctx,
10023                          SideEffectsKind AllowSideEffects) const {
10024   if (!getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10025     return false;
10026
10027   EvalResult ExprResult;
10028   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx) || !ExprResult.Val.isInt() ||
10029       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
10030     return false;
10031
10032   Result = ExprResult.Val.getInt();
10033   return true;
10034 }
10035
10036 bool Expr::EvaluateAsFloat(APFloat &Result, const ASTContext &Ctx,
10037                            SideEffectsKind AllowSideEffects) const {
10038   if (!getType()->isRealFloatingType())
10039     return false;
10040
10041   EvalResult ExprResult;
10042   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx) || !ExprResult.Val.isFloat() ||
10043       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
10044     return false;
10045
10046   Result = ExprResult.Val.getFloat();
10047   return true;
10048 }
10049
10050 bool Expr::EvaluateAsLValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
10051   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_ConstantFold);
10052
10053   LValue LV;
10054   if (!EvaluateLValue(this, LV, Info) || Result.HasSideEffects ||
10055       !CheckLValueConstantExpression(Info, getExprLoc(),
10056                                      Ctx.getLValueReferenceType(getType()), LV))
10057     return false;
10058
10059   LV.moveInto(Result.Val);
10060   return true;
10061 }
10062
10063 bool Expr::EvaluateAsInitializer(APValue &Value, const ASTContext &Ctx,
10064                                  const VarDecl *VD,
10065                             SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> &Notes) const {
10066   // FIXME: Evaluating initializers for large array and record types can cause
10067   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
10068   if (isRValue() && (getType()->isArrayType() || getType()->isRecordType()) &&
10069       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10070     return false;
10071
10072   Expr::EvalStatus EStatus;
10073   EStatus.Diag = &Notes;
10074
10075   EvalInfo InitInfo(Ctx, EStatus, VD->isConstexpr()
10076                                       ? EvalInfo::EM_ConstantExpression
10077                                       : EvalInfo::EM_ConstantFold);
10078   InitInfo.setEvaluatingDecl(VD, Value);
10079
10080   LValue LVal;
10081   LVal.set(VD);
10082
10083   // C++11 [basic.start.init]p2:
10084   //  Variables with static storage duration or thread storage duration shall be
10085   //  zero-initialized before any other initialization takes place.
10086   // This behavior is not present in C.
10087   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus && !VD->hasLocalStorage() &&
10088       !VD->getType()->isReferenceType()) {
10089     ImplicitValueInitExpr VIE(VD->getType());
10090     if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, &VIE,
10091                          /*AllowNonLiteralTypes=*/true))
10092       return false;
10093   }
10094
10095   if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, this,
10096                        /*AllowNonLiteralTypes=*/true) ||
10097       EStatus.HasSideEffects)
10098     return false;
10099
10100   return CheckConstantExpression(InitInfo, VD->getLocation(), VD->getType(),
10101                                  Value);
10102 }
10103
10104 /// isEvaluatable - Call EvaluateAsRValue to see if this expression can be
10105 /// constant folded, but discard the result.
10106 bool Expr::isEvaluatable(const ASTContext &Ctx, SideEffectsKind SEK) const {
10107   EvalResult Result;
10108   return EvaluateAsRValue(Result, Ctx) &&
10109          !hasUnacceptableSideEffect(Result, SEK);
10110 }
10111
10112 APSInt Expr::EvaluateKnownConstInt(const ASTContext &Ctx,
10113                     SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *Diag) const {
10114   EvalResult EvalResult;
10115   EvalResult.Diag = Diag;
10116   bool Result = EvaluateAsRValue(EvalResult, Ctx);
10117   (void)Result;
10118   assert(Result && "Could not evaluate expression");
10119   assert(EvalResult.Val.isInt() && "Expression did not evaluate to integer");
10120
10121   return EvalResult.Val.getInt();
10122 }
10123
10124 void Expr::EvaluateForOverflow(const ASTContext &Ctx) const {
10125   bool IsConst;
10126   EvalResult EvalResult;
10127   if (!FastEvaluateAsRValue(this, EvalResult, Ctx, IsConst, true)) {
10128     EvalInfo Info(Ctx, EvalResult, EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow);
10129     (void)::EvaluateAsRValue(Info, this, EvalResult.Val);
10130   }
10131 }
10132
10133 bool Expr::EvalResult::isGlobalLValue() const {
10134   assert(Val.isLValue());
10135   return IsGlobalLValue(Val.getLValueBase());
10136 }
10137
10138
10139 /// isIntegerConstantExpr - this recursive routine will test if an expression is
10140 /// an integer constant expression.
10141
10142 /// FIXME: Pass up a reason why! Invalid operation in i-c-e, division by zero,
10143 /// comma, etc
10144
10145 // CheckICE - This function does the fundamental ICE checking: the returned
10146 // ICEDiag contains an ICEKind indicating whether the expression is an ICE,
10147 // and a (possibly null) SourceLocation indicating the location of the problem.
10148 //
10149 // Note that to reduce code duplication, this helper does no evaluation
10150 // itself; the caller checks whether the expression is evaluatable, and
10151 // in the rare cases where CheckICE actually cares about the evaluated
10152 // value, it calls into Evaluate.
10153
10154 namespace {
10155
10156 enum ICEKind {
10157   /// This expression is an ICE.
10158   IK_ICE,
10159   /// This expression is not an ICE, but if it isn't evaluated, it's
10160   /// a legal subexpression for an ICE. This return value is used to handle
10161   /// the comma operator in C99 mode, and non-constant subexpressions.
10162   IK_ICEIfUnevaluated,
10163   /// This expression is not an ICE, and is not a legal subexpression for one.
10164   IK_NotICE
10165 };
10166
10167 struct ICEDiag {
10168   ICEKind Kind;
10169   SourceLocation Loc;
10170
10171   ICEDiag(ICEKind IK, SourceLocation l) : Kind(IK), Loc(l) {}
10172 };
10173
10174 }
10175
10176 static ICEDiag NoDiag() { return ICEDiag(IK_ICE, SourceLocation()); }
10177
10178 static ICEDiag Worst(ICEDiag A, ICEDiag B) { return A.Kind >= B.Kind ? A : B; }
10179
10180 static ICEDiag CheckEvalInICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
10181   Expr::EvalResult EVResult;
10182   if (!E->EvaluateAsRValue(EVResult, Ctx) || EVResult.HasSideEffects ||
10183       !EVResult.Val.isInt())
10184     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10185
10186   return NoDiag();
10187 }
10188
10189 static ICEDiag CheckICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
10190   assert(!E->isValueDependent() && "Should not see value dependent exprs!");
10191   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10192     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10193
10194   switch (E->getStmtClass()) {
10195 #define ABSTRACT_STMT(Node)
10196 #define STMT(Node, Base) case Expr::Node##Class:
10197 #define EXPR(Node, Base)
10198 #include "clang/AST/StmtNodes.inc"
10199   case Expr::PredefinedExprClass:
10200   case Expr::FloatingLiteralClass:
10201   case Expr::ImaginaryLiteralClass:
10202   case Expr::StringLiteralClass:
10203   case Expr::ArraySubscriptExprClass:
10204   case Expr::OMPArraySectionExprClass:
10205   case Expr::MemberExprClass:
10206   case Expr::CompoundAssignOperatorClass:
10207   case Expr::CompoundLiteralExprClass:
10208   case Expr::ExtVectorElementExprClass:
10209   case Expr::DesignatedInitExprClass:
10210   case Expr::ArrayInitLoopExprClass:
10211   case Expr::ArrayInitIndexExprClass:
10212   case Expr::NoInitExprClass:
10213   case Expr::DesignatedInitUpdateExprClass:
10214   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
10215   case Expr::ParenListExprClass:
10216   case Expr::VAArgExprClass:
10217   case Expr::AddrLabelExprClass:
10218   case Expr::StmtExprClass:
10219   case Expr::CXXMemberCallExprClass:
10220   case Expr::CUDAKernelCallExprClass:
10221   case Expr::CXXDynamicCastExprClass:
10222   case Expr::CXXTypeidExprClass:
10223   case Expr::CXXUuidofExprClass:
10224   case Expr::MSPropertyRefExprClass:
10225   case Expr::MSPropertySubscriptExprClass:
10226   case Expr::CXXNullPtrLiteralExprClass:
10227   case Expr::UserDefinedLiteralClass:
10228   case Expr::CXXThisExprClass:
10229   case Expr::CXXThrowExprClass:
10230   case Expr::CXXNewExprClass:
10231   case Expr::CXXDeleteExprClass:
10232   case Expr::CXXPseudoDestructorExprClass:
10233   case Expr::UnresolvedLookupExprClass:
10234   case Expr::TypoExprClass:
10235   case Expr::DependentScopeDeclRefExprClass:
10236   case Expr::CXXConstructExprClass:
10237   case Expr::CXXInheritedCtorInitExprClass:
10238   case Expr::CXXStdInitializerListExprClass:
10239   case Expr::CXXBindTemporaryExprClass:
10240   case Expr::ExprWithCleanupsClass:
10241   case Expr::CXXTemporaryObjectExprClass:
10242   case Expr::CXXUnresolvedConstructExprClass:
10243   case Expr::CXXDependentScopeMemberExprClass:
10244   case Expr::UnresolvedMemberExprClass:
10245   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
10246   case Expr::ObjCBoxedExprClass:
10247   case Expr::ObjCArrayLiteralClass:
10248   case Expr::ObjCDictionaryLiteralClass:
10249   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
10250   case Expr::ObjCMessageExprClass:
10251   case Expr::ObjCSelectorExprClass:
10252   case Expr::ObjCProtocolExprClass:
10253   case Expr::ObjCIvarRefExprClass:
10254   case Expr::ObjCPropertyRefExprClass:
10255   case Expr::ObjCSubscriptRefExprClass:
10256   case Expr::ObjCIsaExprClass:
10257   case Expr::ObjCAvailabilityCheckExprClass:
10258   case Expr::ShuffleVectorExprClass:
10259   case Expr::ConvertVectorExprClass:
10260   case Expr::BlockExprClass:
10261   case Expr::NoStmtClass:
10262   case Expr::OpaqueValueExprClass:
10263   case Expr::PackExpansionExprClass:
10264   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmPackExprClass:
10265   case Expr::FunctionParmPackExprClass:
10266   case Expr::AsTypeExprClass:
10267   case Expr::ObjCIndirectCopyRestoreExprClass:
10268   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
10269   case Expr::PseudoObjectExprClass:
10270   case Expr::AtomicExprClass:
10271   case Expr::LambdaExprClass:
10272   case Expr::CXXFoldExprClass:
10273   case Expr::CoawaitExprClass:
10274   case Expr::DependentCoawaitExprClass:
10275   case Expr::CoyieldExprClass:
10276     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10277
10278   case Expr::InitListExprClass: {
10279     // C++03 [dcl.init]p13: If T is a scalar type, then a declaration of the
10280     // form "T x = { a };" is equivalent to "T x = a;".
10281     // Unless we're initializing a reference, T is a scalar as it is known to be
10282     // of integral or enumeration type.
10283     if (E->isRValue())
10284       if (cast<InitListExpr>(E)->getNumInits() == 1)
10285         return CheckICE(cast<InitListExpr>(E)->getInit(0), Ctx);
10286     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10287   }
10288
10289   case Expr::SizeOfPackExprClass:
10290   case Expr::GNUNullExprClass:
10291     // GCC considers the GNU __null value to be an integral constant expression.
10292     return NoDiag();
10293
10294   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmExprClass:
10295     return
10296       CheckICE(cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(E)->getReplacement(), Ctx);
10297
10298   case Expr::ParenExprClass:
10299     return CheckICE(cast<ParenExpr>(E)->getSubExpr(), Ctx);
10300   case Expr::GenericSelectionExprClass:
10301     return CheckICE(cast<GenericSelectionExpr>(E)->getResultExpr(), Ctx);
10302   case Expr::IntegerLiteralClass:
10303   case Expr::CharacterLiteralClass:
10304   case Expr::ObjCBoolLiteralExprClass:
10305   case Expr::CXXBoolLiteralExprClass:
10306   case Expr::CXXScalarValueInitExprClass:
10307   case Expr::TypeTraitExprClass:
10308   case Expr::ArrayTypeTraitExprClass:
10309   case Expr::ExpressionTraitExprClass:
10310   case Expr::CXXNoexceptExprClass:
10311     return NoDiag();
10312   case Expr::CallExprClass:
10313   case Expr::CXXOperatorCallExprClass: {
10314     // C99 6.6/3 allows function calls within unevaluated subexpressions of
10315     // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
10316     // contain an operand of (pointer to) function type.
10317     const CallExpr *CE = cast<CallExpr>(E);
10318     if (CE->getBuiltinCallee())
10319       return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10320     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10321   }
10322   case Expr::DeclRefExprClass: {
10323     if (isa<EnumConstantDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl()))
10324       return NoDiag();
10325     const ValueDecl *D = dyn_cast<ValueDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl());
10326     if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus &&
10327         D && IsConstNonVolatile(D->getType())) {
10328       // Parameter variables are never constants.  Without this check,
10329       // getAnyInitializer() can find a default argument, which leads
10330       // to chaos.
10331       if (isa<ParmVarDecl>(D))
10332         return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10333
10334       // C++ 7.1.5.1p2
10335       //   A variable of non-volatile const-qualified integral or enumeration
10336       //   type initialized by an ICE can be used in ICEs.
10337       if (const VarDecl *Dcl = dyn_cast<VarDecl>(D)) {
10338         if (!Dcl->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10339           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10340
10341         const VarDecl *VD;
10342         // Look for a declaration of this variable that has an initializer, and
10343         // check whether it is an ICE.
10344         if (Dcl->getAnyInitializer(VD) && VD->checkInitIsICE())
10345           return NoDiag();
10346         else
10347           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10348       }
10349     }
10350     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10351   }
10352   case Expr::UnaryOperatorClass: {
10353     const UnaryOperator *Exp = cast<UnaryOperator>(E);
10354     switch (Exp->getOpcode()) {
10355     case UO_PostInc:
10356     case UO_PostDec:
10357     case UO_PreInc:
10358     case UO_PreDec:
10359     case UO_AddrOf:
10360     case UO_Deref:
10361     case UO_Coawait:
10362       // C99 6.6/3 allows increment and decrement within unevaluated
10363       // subexpressions of constant expressions, but they can never be ICEs
10364       // because an ICE cannot contain an lvalue operand.
10365       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10366     case UO_Extension:
10367     case UO_LNot:
10368     case UO_Plus:
10369     case UO_Minus:
10370     case UO_Not:
10371     case UO_Real:
10372     case UO_Imag:
10373       return CheckICE(Exp->getSubExpr(), Ctx);
10374     }
10375
10376     // OffsetOf falls through here.
10377   }
10378   case Expr::OffsetOfExprClass: {
10379     // Note that per C99, offsetof must be an ICE. And AFAIK, using
10380     // EvaluateAsRValue matches the proposed gcc behavior for cases like
10381     // "offsetof(struct s{int x[4];}, x[1.0])".  This doesn't affect
10382     // compliance: we should warn earlier for offsetof expressions with
10383     // array subscripts that aren't ICEs, and if the array subscripts
10384     // are ICEs, the value of the offsetof must be an integer constant.
10385     return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10386   }
10387   case Expr::UnaryExprOrTypeTraitExprClass: {
10388     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *Exp = cast<UnaryExprOrTypeTraitExpr>(E);
10389     if ((Exp->getKind() ==  UETT_SizeOf) &&
10390         Exp->getTypeOfArgument()->isVariableArrayType())
10391       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10392     return NoDiag();
10393   }
10394   case Expr::BinaryOperatorClass: {
10395     const BinaryOperator *Exp = cast<BinaryOperator>(E);
10396     switch (Exp->getOpcode()) {
10397     case BO_PtrMemD:
10398     case BO_PtrMemI:
10399     case BO_Assign:
10400     case BO_MulAssign:
10401     case BO_DivAssign:
10402     case BO_RemAssign:
10403     case BO_AddAssign:
10404     case BO_SubAssign:
10405     case BO_ShlAssign:
10406     case BO_ShrAssign:
10407     case BO_AndAssign:
10408     case BO_XorAssign:
10409     case BO_OrAssign:
10410       // C99 6.6/3 allows assignments within unevaluated subexpressions of
10411       // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
10412       // contain an lvalue operand.
10413       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10414
10415     case BO_Mul:
10416     case BO_Div:
10417     case BO_Rem:
10418     case BO_Add:
10419     case BO_Sub:
10420     case BO_Shl:
10421     case BO_Shr:
10422     case BO_LT:
10423     case BO_GT:
10424     case BO_LE:
10425     case BO_GE:
10426     case BO_EQ:
10427     case BO_NE:
10428     case BO_And:
10429     case BO_Xor:
10430     case BO_Or:
10431     case BO_Comma: {
10432       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
10433       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
10434       if (Exp->getOpcode() == BO_Div ||
10435           Exp->getOpcode() == BO_Rem) {
10436         // EvaluateAsRValue gives an error for undefined Div/Rem, so make sure
10437         // we don't evaluate one.
10438         if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE) {
10439           llvm::APSInt REval = Exp->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
10440           if (REval == 0)
10441             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10442           if (REval.isSigned() && REval.isAllOnesValue()) {
10443             llvm::APSInt LEval = Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
10444             if (LEval.isMinSignedValue())
10445               return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10446           }
10447         }
10448       }
10449       if (Exp->getOpcode() == BO_Comma) {
10450         if (Ctx.getLangOpts().C99) {
10451           // C99 6.6p3 introduces a strange edge case: comma can be in an ICE
10452           // if it isn't evaluated.
10453           if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE)
10454             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10455         } else {
10456           // In both C89 and C++, commas in ICEs are illegal.
10457           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10458         }
10459       }
10460       return Worst(LHSResult, RHSResult);
10461     }
10462     case BO_LAnd:
10463     case BO_LOr: {
10464       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
10465       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
10466       if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) {
10467         // Rare case where the RHS has a comma "side-effect"; we need
10468         // to actually check the condition to see whether the side
10469         // with the comma is evaluated.
10470         if ((Exp->getOpcode() == BO_LAnd) !=
10471             (Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0))
10472           return RHSResult;
10473         return NoDiag();
10474       }
10475
10476       return Worst(LHSResult, RHSResult);
10477     }
10478     }
10479   }
10480   case Expr::ImplicitCastExprClass:
10481   case Expr::CStyleCastExprClass:
10482   case Expr::CXXFunctionalCastExprClass:
10483   case Expr::CXXStaticCastExprClass:
10484   case Expr::CXXReinterpretCastExprClass:
10485   case Expr::CXXConstCastExprClass:
10486   case Expr::ObjCBridgedCastExprClass: {
10487     const Expr *SubExpr = cast<CastExpr>(E)->getSubExpr();
10488     if (isa<ExplicitCastExpr>(E)) {
10489       if (const FloatingLiteral *FL
10490             = dyn_cast<FloatingLiteral>(SubExpr->IgnoreParenImpCasts())) {
10491         unsigned DestWidth = Ctx.getIntWidth(E->getType());
10492         bool DestSigned = E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType();
10493         APSInt IgnoredVal(DestWidth, !DestSigned);
10494         bool Ignored;
10495         // If the value does not fit in the destination type, the behavior is
10496         // undefined, so we are not required to treat it as a constant
10497         // expression.
10498         if (FL->getValue().convertToInteger(IgnoredVal,
10499                                             llvm::APFloat::rmTowardZero,
10500                                             &Ignored) & APFloat::opInvalidOp)
10501           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10502         return NoDiag();
10503       }
10504     }
10505     switch (cast<CastExpr>(E)->getCastKind()) {
10506     case CK_LValueToRValue:
10507     case CK_AtomicToNonAtomic:
10508     case CK_NonAtomicToAtomic:
10509     case CK_NoOp:
10510     case CK_IntegralToBoolean:
10511     case CK_IntegralCast:
10512       return CheckICE(SubExpr, Ctx);
10513     default:
10514       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10515     }
10516   }
10517   case Expr::BinaryConditionalOperatorClass: {
10518     const BinaryConditionalOperator *Exp = cast<BinaryConditionalOperator>(E);
10519     ICEDiag CommonResult = CheckICE(Exp->getCommon(), Ctx);
10520     if (CommonResult.Kind == IK_NotICE) return CommonResult;
10521     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
10522     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE) return FalseResult;
10523     if (CommonResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) return CommonResult;
10524     if (FalseResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated &&
10525         Exp->getCommon()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) != 0) return NoDiag();
10526     return FalseResult;
10527   }
10528   case Expr::ConditionalOperatorClass: {
10529     const ConditionalOperator *Exp = cast<ConditionalOperator>(E);
10530     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
10531     // then only the true side is actually considered in an integer constant
10532     // expression, and it is fully evaluated.  This is an important GNU
10533     // extension.  See GCC PR38377 for discussion.
10534     if (const CallExpr *CallCE
10535         = dyn_cast<CallExpr>(Exp->getCond()->IgnoreParenCasts()))
10536       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
10537         return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10538     ICEDiag CondResult = CheckICE(Exp->getCond(), Ctx);
10539     if (CondResult.Kind == IK_NotICE)
10540       return CondResult;
10541
10542     ICEDiag TrueResult = CheckICE(Exp->getTrueExpr(), Ctx);
10543     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
10544
10545     if (TrueResult.Kind == IK_NotICE)
10546       return TrueResult;
10547     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE)
10548       return FalseResult;
10549     if (CondResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated)
10550       return CondResult;
10551     if (TrueResult.Kind == IK_ICE && FalseResult.Kind == IK_ICE)
10552       return NoDiag();
10553     // Rare case where the diagnostics depend on which side is evaluated
10554     // Note that if we get here, CondResult is 0, and at least one of
10555     // TrueResult and FalseResult is non-zero.
10556     if (Exp->getCond()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0)
10557       return FalseResult;
10558     return TrueResult;
10559   }
10560   case Expr::CXXDefaultArgExprClass:
10561     return CheckICE(cast<CXXDefaultArgExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
10562   case Expr::CXXDefaultInitExprClass:
10563     return CheckICE(cast<CXXDefaultInitExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
10564   case Expr::ChooseExprClass: {
10565     return CheckICE(cast<ChooseExpr>(E)->getChosenSubExpr(), Ctx);
10566   }
10567   }
10568
10569   llvm_unreachable("Invalid StmtClass!");
10570 }
10571
10572 /// Evaluate an expression as a C++11 integral constant expression.
10573 static bool EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
10574                                                     const Expr *E,
10575                                                     llvm::APSInt *Value,
10576                                                     SourceLocation *Loc) {
10577   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType()) {
10578     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
10579     return false;
10580   }
10581
10582   APValue Result;
10583   if (!E->isCXX11ConstantExpr(Ctx, &Result, Loc))
10584     return false;
10585
10586   if (!Result.isInt()) {
10587     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
10588     return false;
10589   }
10590
10591   if (Value) *Value = Result.getInt();
10592   return true;
10593 }
10594
10595 bool Expr::isIntegerConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
10596                                  SourceLocation *Loc) const {
10597   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10598     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, nullptr, Loc);
10599
10600   ICEDiag D = CheckICE(this, Ctx);
10601   if (D.Kind != IK_ICE) {
10602     if (Loc) *Loc = D.Loc;
10603     return false;
10604   }
10605   return true;
10606 }
10607
10608 bool Expr::isIntegerConstantExpr(llvm::APSInt &Value, const ASTContext &Ctx,
10609                                  SourceLocation *Loc, bool isEvaluated) const {
10610   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10611     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, &Value, Loc);
10612
10613   if (!isIntegerConstantExpr(Ctx, Loc))
10614     return false;
10615   // The only possible side-effects here are due to UB discovered in the
10616   // evaluation (for instance, INT_MAX + 1). In such a case, we are still
10617   // required to treat the expression as an ICE, so we produce the folded
10618   // value.
10619   if (!EvaluateAsInt(Value, Ctx, SE_AllowSideEffects))
10620     llvm_unreachable("ICE cannot be evaluated!");
10621   return true;
10622 }
10623
10624 bool Expr::isCXX98IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx) const {
10625   return CheckICE(this, Ctx).Kind == IK_ICE;
10626 }
10627
10628 bool Expr::isCXX11ConstantExpr(const ASTContext &Ctx, APValue *Result,
10629                                SourceLocation *Loc) const {
10630   // We support this checking in C++98 mode in order to diagnose compatibility
10631   // issues.
10632   assert(Ctx.getLangOpts().CPlusPlus);
10633
10634   // Build evaluation settings.
10635   Expr::EvalStatus Status;
10636   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diags;
10637   Status.Diag = &Diags;
10638   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpression);
10639
10640   APValue Scratch;
10641   bool IsConstExpr = ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result ? *Result : Scratch);
10642
10643   if (!Diags.empty()) {
10644     IsConstExpr = false;
10645     if (Loc) *Loc = Diags[0].first;
10646   } else if (!IsConstExpr) {
10647     // FIXME: This shouldn't happen.
10648     if (Loc) *Loc = getExprLoc();
10649   }
10650
10651   return IsConstExpr;
10652 }
10653
10654 bool Expr::EvaluateWithSubstitution(APValue &Value, ASTContext &Ctx,
10655                                     const FunctionDecl *Callee,
10656                                     ArrayRef<const Expr*> Args,
10657                                     const Expr *This) const {
10658   Expr::EvalStatus Status;
10659   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated);
10660
10661   LValue ThisVal;
10662   const LValue *ThisPtr = nullptr;
10663   if (This) {
10664 #ifndef NDEBUG
10665     auto *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
10666     assert(MD && "Don't provide `this` for non-methods.");
10667     assert(!MD->isStatic() && "Don't provide `this` for static methods.");
10668 #endif
10669     if (EvaluateObjectArgument(Info, This, ThisVal))
10670       ThisPtr = &ThisVal;
10671     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
10672       return false;
10673   }
10674
10675   ArgVector ArgValues(Args.size());
10676   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
10677        I != E; ++I) {
10678     if ((*I)->isValueDependent() ||
10679         !Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I))
10680       // If evaluation fails, throw away the argument entirely.
10681       ArgValues[I - Args.begin()] = APValue();
10682     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
10683       return false;
10684   }
10685
10686   // Build fake call to Callee.
10687   CallStackFrame Frame(Info, Callee->getLocation(), Callee, ThisPtr,
10688                        ArgValues.data());
10689   return Evaluate(Value, Info, this) && !Info.EvalStatus.HasSideEffects;
10690 }
10691
10692 bool Expr::isPotentialConstantExpr(const FunctionDecl *FD,
10693                                    SmallVectorImpl<
10694                                      PartialDiagnosticAt> &Diags) {
10695   // FIXME: It would be useful to check constexpr function templates, but at the
10696   // moment the constant expression evaluator cannot cope with the non-rigorous
10697   // ASTs which we build for dependent expressions.
10698   if (FD->isDependentContext())
10699     return true;
10700
10701   Expr::EvalStatus Status;
10702   Status.Diag = &Diags;
10703
10704   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
10705                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression);
10706
10707   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
10708   const CXXRecordDecl *RD = MD ? MD->getParent()->getCanonicalDecl() : nullptr;
10709
10710   // Fabricate an arbitrary expression on the stack and pretend that it
10711   // is a temporary being used as the 'this' pointer.
10712   LValue This;
10713   ImplicitValueInitExpr VIE(RD ? Info.Ctx.getRecordType(RD) : Info.Ctx.IntTy);
10714   This.set(&VIE, Info.CurrentCall->Index);
10715
10716   ArrayRef<const Expr*> Args;
10717
10718   APValue Scratch;
10719   if (const CXXConstructorDecl *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(FD)) {
10720     // Evaluate the call as a constant initializer, to allow the construction
10721     // of objects of non-literal types.
10722     Info.setEvaluatingDecl(This.getLValueBase(), Scratch);
10723     HandleConstructorCall(&VIE, This, Args, CD, Info, Scratch);
10724   } else {
10725     SourceLocation Loc = FD->getLocation();
10726     HandleFunctionCall(Loc, FD, (MD && MD->isInstance()) ? &This : nullptr,
10727                        Args, FD->getBody(), Info, Scratch, nullptr);
10728   }
10729
10730   return Diags.empty();
10731 }
10732
10733 bool Expr::isPotentialConstantExprUnevaluated(Expr *E,
10734                                               const FunctionDecl *FD,
10735                                               SmallVectorImpl<
10736                                                 PartialDiagnosticAt> &Diags) {
10737   Expr::EvalStatus Status;
10738   Status.Diag = &Diags;
10739
10740   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
10741                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated);
10742
10743   // Fabricate a call stack frame to give the arguments a plausible cover story.
10744   ArrayRef<const Expr*> Args;
10745   ArgVector ArgValues(0);
10746   bool Success = EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info);
10747   (void)Success;
10748   assert(Success &&
10749          "Failed to set up arguments for potential constant evaluation");
10750   CallStackFrame Frame(Info, SourceLocation(), FD, nullptr, ArgValues.data());
10751
10752   APValue ResultScratch;
10753   Evaluate(ResultScratch, Info, E);
10754   return Diags.empty();
10755 }
10756
10757 bool Expr::tryEvaluateObjectSize(uint64_t &Result, ASTContext &Ctx,
10758                                  unsigned Type) const {
10759   if (!getType()->isPointerType())
10760     return false;
10761
10762   Expr::EvalStatus Status;
10763   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
10764   return tryEvaluateBuiltinObjectSize(this, Type, Info, Result);
10765 }