]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/AST/ExprConstant.cpp
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ r305145, 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             LLVM_FALLTHROUGH;
740           case EM_ConstantExpression:
741           case EM_PotentialConstantExpression:
742           case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
743           case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
744           case EM_OffsetFold:
745             HasActiveDiagnostic = false;
746             return OptionalDiagnostic();
747           }
748         }
749
750         unsigned CallStackNotes = CallStackDepth - 1;
751         unsigned Limit = Ctx.getDiagnostics().getConstexprBacktraceLimit();
752         if (Limit)
753           CallStackNotes = std::min(CallStackNotes, Limit + 1);
754         if (checkingPotentialConstantExpression())
755           CallStackNotes = 0;
756
757         HasActiveDiagnostic = true;
758         HasFoldFailureDiagnostic = !IsCCEDiag;
759         EvalStatus.Diag->clear();
760         EvalStatus.Diag->reserve(1 + ExtraNotes + CallStackNotes);
761         addDiag(Loc, DiagId);
762         if (!checkingPotentialConstantExpression())
763           addCallStack(Limit);
764         return OptionalDiagnostic(&(*EvalStatus.Diag)[0].second);
765       }
766       HasActiveDiagnostic = false;
767       return OptionalDiagnostic();
768     }
769   public:
770     // Diagnose that the evaluation could not be folded (FF => FoldFailure)
771     OptionalDiagnostic
772     FFDiag(SourceLocation Loc,
773           diag::kind DiagId = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
774           unsigned ExtraNotes = 0) {
775       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, false);
776     }
777     
778     OptionalDiagnostic FFDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
779                               = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
780                             unsigned ExtraNotes = 0) {
781       if (EvalStatus.Diag)
782         return Diag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes, /*IsCCEDiag*/false);
783       HasActiveDiagnostic = false;
784       return OptionalDiagnostic();
785     }
786
787     /// Diagnose that the evaluation does not produce a C++11 core constant
788     /// expression.
789     ///
790     /// FIXME: Stop evaluating if we're in EM_ConstantExpression or
791     /// EM_PotentialConstantExpression mode and we produce one of these.
792     OptionalDiagnostic CCEDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId
793                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
794                                unsigned ExtraNotes = 0) {
795       // Don't override a previous diagnostic. Don't bother collecting
796       // diagnostics if we're evaluating for overflow.
797       if (!EvalStatus.Diag || !EvalStatus.Diag->empty()) {
798         HasActiveDiagnostic = false;
799         return OptionalDiagnostic();
800       }
801       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, true);
802     }
803     OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
804                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
805                                unsigned ExtraNotes = 0) {
806       return CCEDiag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes);
807     }
808     /// Add a note to a prior diagnostic.
809     OptionalDiagnostic Note(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
810       if (!HasActiveDiagnostic)
811         return OptionalDiagnostic();
812       return OptionalDiagnostic(&addDiag(Loc, DiagId));
813     }
814
815     /// Add a stack of notes to a prior diagnostic.
816     void addNotes(ArrayRef<PartialDiagnosticAt> Diags) {
817       if (HasActiveDiagnostic) {
818         EvalStatus.Diag->insert(EvalStatus.Diag->end(),
819                                 Diags.begin(), Diags.end());
820       }
821     }
822
823     /// Should we continue evaluation after encountering a side-effect that we
824     /// couldn't model?
825     bool keepEvaluatingAfterSideEffect() {
826       switch (EvalMode) {
827       case EM_PotentialConstantExpression:
828       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
829       case EM_EvaluateForOverflow:
830       case EM_IgnoreSideEffects:
831         return true;
832
833       case EM_ConstantExpression:
834       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
835       case EM_ConstantFold:
836       case EM_OffsetFold:
837         return false;
838       }
839       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
840     }
841
842     /// Note that we have had a side-effect, and determine whether we should
843     /// keep evaluating.
844     bool noteSideEffect() {
845       EvalStatus.HasSideEffects = true;
846       return keepEvaluatingAfterSideEffect();
847     }
848
849     /// Should we continue evaluation after encountering undefined behavior?
850     bool keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior() {
851       switch (EvalMode) {
852       case EM_EvaluateForOverflow:
853       case EM_IgnoreSideEffects:
854       case EM_ConstantFold:
855       case EM_OffsetFold:
856         return true;
857
858       case EM_PotentialConstantExpression:
859       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
860       case EM_ConstantExpression:
861       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
862         return false;
863       }
864       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
865     }
866
867     /// Note that we hit something that was technically undefined behavior, but
868     /// that we can evaluate past it (such as signed overflow or floating-point
869     /// division by zero.)
870     bool noteUndefinedBehavior() {
871       EvalStatus.HasUndefinedBehavior = true;
872       return keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior();
873     }
874
875     /// Should we continue evaluation as much as possible after encountering a
876     /// construct which can't be reduced to a value?
877     bool keepEvaluatingAfterFailure() {
878       if (!StepsLeft)
879         return false;
880
881       switch (EvalMode) {
882       case EM_PotentialConstantExpression:
883       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
884       case EM_EvaluateForOverflow:
885         return true;
886
887       case EM_ConstantExpression:
888       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
889       case EM_ConstantFold:
890       case EM_IgnoreSideEffects:
891       case EM_OffsetFold:
892         return false;
893       }
894       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
895     }
896
897     /// Notes that we failed to evaluate an expression that other expressions
898     /// directly depend on, and determine if we should keep evaluating. This
899     /// should only be called if we actually intend to keep evaluating.
900     ///
901     /// Call noteSideEffect() instead if we may be able to ignore the value that
902     /// we failed to evaluate, e.g. if we failed to evaluate Foo() in:
903     ///
904     /// (Foo(), 1)      // use noteSideEffect
905     /// (Foo() || true) // use noteSideEffect
906     /// Foo() + 1       // use noteFailure
907     LLVM_NODISCARD bool noteFailure() {
908       // Failure when evaluating some expression often means there is some
909       // subexpression whose evaluation was skipped. Therefore, (because we
910       // don't track whether we skipped an expression when unwinding after an
911       // evaluation failure) every evaluation failure that bubbles up from a
912       // subexpression implies that a side-effect has potentially happened. We
913       // skip setting the HasSideEffects flag to true until we decide to
914       // continue evaluating after that point, which happens here.
915       bool KeepGoing = keepEvaluatingAfterFailure();
916       EvalStatus.HasSideEffects |= KeepGoing;
917       return KeepGoing;
918     }
919
920     class ArrayInitLoopIndex {
921       EvalInfo &Info;
922       uint64_t OuterIndex;
923
924     public:
925       ArrayInitLoopIndex(EvalInfo &Info)
926           : Info(Info), OuterIndex(Info.ArrayInitIndex) {
927         Info.ArrayInitIndex = 0;
928       }
929       ~ArrayInitLoopIndex() { Info.ArrayInitIndex = OuterIndex; }
930
931       operator uint64_t&() { return Info.ArrayInitIndex; }
932     };
933   };
934
935   /// Object used to treat all foldable expressions as constant expressions.
936   struct FoldConstant {
937     EvalInfo &Info;
938     bool Enabled;
939     bool HadNoPriorDiags;
940     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
941
942     explicit FoldConstant(EvalInfo &Info, bool Enabled)
943       : Info(Info),
944         Enabled(Enabled),
945         HadNoPriorDiags(Info.EvalStatus.Diag &&
946                         Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
947                         !Info.EvalStatus.HasSideEffects),
948         OldMode(Info.EvalMode) {
949       if (Enabled &&
950           (Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpression ||
951            Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated))
952         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_ConstantFold;
953     }
954     void keepDiagnostics() { Enabled = false; }
955     ~FoldConstant() {
956       if (Enabled && HadNoPriorDiags && !Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
957           !Info.EvalStatus.HasSideEffects)
958         Info.EvalStatus.Diag->clear();
959       Info.EvalMode = OldMode;
960     }
961   };
962
963   /// RAII object used to treat the current evaluation as the correct pointer
964   /// offset fold for the current EvalMode
965   struct FoldOffsetRAII {
966     EvalInfo &Info;
967     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
968     explicit FoldOffsetRAII(EvalInfo &Info)
969         : Info(Info), OldMode(Info.EvalMode) {
970       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
971         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_OffsetFold;
972     }
973
974     ~FoldOffsetRAII() { Info.EvalMode = OldMode; }
975   };
976
977   /// RAII object used to optionally suppress diagnostics and side-effects from
978   /// a speculative evaluation.
979   class SpeculativeEvaluationRAII {
980     /// Pair of EvalInfo, and a bit that stores whether or not we were
981     /// speculatively evaluating when we created this RAII.
982     llvm::PointerIntPair<EvalInfo *, 1, bool> InfoAndOldSpecEval;
983     Expr::EvalStatus Old;
984
985     void moveFromAndCancel(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
986       InfoAndOldSpecEval = Other.InfoAndOldSpecEval;
987       Old = Other.Old;
988       Other.InfoAndOldSpecEval.setPointer(nullptr);
989     }
990
991     void maybeRestoreState() {
992       EvalInfo *Info = InfoAndOldSpecEval.getPointer();
993       if (!Info)
994         return;
995
996       Info->EvalStatus = Old;
997       Info->IsSpeculativelyEvaluating = InfoAndOldSpecEval.getInt();
998     }
999
1000   public:
1001     SpeculativeEvaluationRAII() = default;
1002
1003     SpeculativeEvaluationRAII(
1004         EvalInfo &Info, SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *NewDiag = nullptr)
1005         : InfoAndOldSpecEval(&Info, Info.IsSpeculativelyEvaluating),
1006           Old(Info.EvalStatus) {
1007       Info.EvalStatus.Diag = NewDiag;
1008       Info.IsSpeculativelyEvaluating = true;
1009     }
1010
1011     SpeculativeEvaluationRAII(const SpeculativeEvaluationRAII &Other) = delete;
1012     SpeculativeEvaluationRAII(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1013       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1014     }
1015
1016     SpeculativeEvaluationRAII &operator=(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1017       maybeRestoreState();
1018       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1019       return *this;
1020     }
1021
1022     ~SpeculativeEvaluationRAII() { maybeRestoreState(); }
1023   };
1024
1025   /// RAII object wrapping a full-expression or block scope, and handling
1026   /// the ending of the lifetime of temporaries created within it.
1027   template<bool IsFullExpression>
1028   class ScopeRAII {
1029     EvalInfo &Info;
1030     unsigned OldStackSize;
1031   public:
1032     ScopeRAII(EvalInfo &Info)
1033         : Info(Info), OldStackSize(Info.CleanupStack.size()) {}
1034     ~ScopeRAII() {
1035       // Body moved to a static method to encourage the compiler to inline away
1036       // instances of this class.
1037       cleanup(Info, OldStackSize);
1038     }
1039   private:
1040     static void cleanup(EvalInfo &Info, unsigned OldStackSize) {
1041       unsigned NewEnd = OldStackSize;
1042       for (unsigned I = OldStackSize, N = Info.CleanupStack.size();
1043            I != N; ++I) {
1044         if (IsFullExpression && Info.CleanupStack[I].isLifetimeExtended()) {
1045           // Full-expression cleanup of a lifetime-extended temporary: nothing
1046           // to do, just move this cleanup to the right place in the stack.
1047           std::swap(Info.CleanupStack[I], Info.CleanupStack[NewEnd]);
1048           ++NewEnd;
1049         } else {
1050           // End the lifetime of the object.
1051           Info.CleanupStack[I].endLifetime();
1052         }
1053       }
1054       Info.CleanupStack.erase(Info.CleanupStack.begin() + NewEnd,
1055                               Info.CleanupStack.end());
1056     }
1057   };
1058   typedef ScopeRAII<false> BlockScopeRAII;
1059   typedef ScopeRAII<true> FullExpressionRAII;
1060 }
1061
1062 bool SubobjectDesignator::checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1063                                          CheckSubobjectKind CSK) {
1064   if (Invalid)
1065     return false;
1066   if (isOnePastTheEnd()) {
1067     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_past_end_subobject)
1068       << CSK;
1069     setInvalid();
1070     return false;
1071   }
1072   return true;
1073 }
1074
1075 void SubobjectDesignator::diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info,
1076                                                     const Expr *E,
1077                                                     const APSInt &N) {
1078   // If we're complaining, we must be able to statically determine the size of
1079   // the most derived array.
1080   if (MostDerivedPathLength == Entries.size() && MostDerivedIsArrayElement)
1081     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1082       << N << /*array*/ 0
1083       << static_cast<unsigned>(getMostDerivedArraySize());
1084   else
1085     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1086       << N << /*non-array*/ 1;
1087   setInvalid();
1088 }
1089
1090 CallStackFrame::CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
1091                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
1092                                APValue *Arguments)
1093     : Info(Info), Caller(Info.CurrentCall), Callee(Callee), This(This),
1094       Arguments(Arguments), CallLoc(CallLoc), Index(Info.NextCallIndex++) {
1095   Info.CurrentCall = this;
1096   ++Info.CallStackDepth;
1097 }
1098
1099 CallStackFrame::~CallStackFrame() {
1100   assert(Info.CurrentCall == this && "calls retired out of order");
1101   --Info.CallStackDepth;
1102   Info.CurrentCall = Caller;
1103 }
1104
1105 APValue &CallStackFrame::createTemporary(const void *Key,
1106                                          bool IsLifetimeExtended) {
1107   APValue &Result = Temporaries[Key];
1108   assert(Result.isUninit() && "temporary created multiple times");
1109   Info.CleanupStack.push_back(Cleanup(&Result, IsLifetimeExtended));
1110   return Result;
1111 }
1112
1113 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out);
1114
1115 void EvalInfo::addCallStack(unsigned Limit) {
1116   // Determine which calls to skip, if any.
1117   unsigned ActiveCalls = CallStackDepth - 1;
1118   unsigned SkipStart = ActiveCalls, SkipEnd = SkipStart;
1119   if (Limit && Limit < ActiveCalls) {
1120     SkipStart = Limit / 2 + Limit % 2;
1121     SkipEnd = ActiveCalls - Limit / 2;
1122   }
1123
1124   // Walk the call stack and add the diagnostics.
1125   unsigned CallIdx = 0;
1126   for (CallStackFrame *Frame = CurrentCall; Frame != &BottomFrame;
1127        Frame = Frame->Caller, ++CallIdx) {
1128     // Skip this call?
1129     if (CallIdx >= SkipStart && CallIdx < SkipEnd) {
1130       if (CallIdx == SkipStart) {
1131         // Note that we're skipping calls.
1132         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_calls_suppressed)
1133           << unsigned(ActiveCalls - Limit);
1134       }
1135       continue;
1136     }
1137
1138     // Use a different note for an inheriting constructor, because from the
1139     // user's perspective it's not really a function at all.
1140     if (auto *CD = dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee)) {
1141       if (CD->isInheritingConstructor()) {
1142         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_inherited_ctor_call_here)
1143           << CD->getParent();
1144         continue;
1145       }
1146     }
1147
1148     SmallVector<char, 128> Buffer;
1149     llvm::raw_svector_ostream Out(Buffer);
1150     describeCall(Frame, Out);
1151     addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_call_here) << Out.str();
1152   }
1153 }
1154
1155 namespace {
1156   struct ComplexValue {
1157   private:
1158     bool IsInt;
1159
1160   public:
1161     APSInt IntReal, IntImag;
1162     APFloat FloatReal, FloatImag;
1163
1164     ComplexValue() : FloatReal(APFloat::Bogus()), FloatImag(APFloat::Bogus()) {}
1165
1166     void makeComplexFloat() { IsInt = false; }
1167     bool isComplexFloat() const { return !IsInt; }
1168     APFloat &getComplexFloatReal() { return FloatReal; }
1169     APFloat &getComplexFloatImag() { return FloatImag; }
1170
1171     void makeComplexInt() { IsInt = true; }
1172     bool isComplexInt() const { return IsInt; }
1173     APSInt &getComplexIntReal() { return IntReal; }
1174     APSInt &getComplexIntImag() { return IntImag; }
1175
1176     void moveInto(APValue &v) const {
1177       if (isComplexFloat())
1178         v = APValue(FloatReal, FloatImag);
1179       else
1180         v = APValue(IntReal, IntImag);
1181     }
1182     void setFrom(const APValue &v) {
1183       assert(v.isComplexFloat() || v.isComplexInt());
1184       if (v.isComplexFloat()) {
1185         makeComplexFloat();
1186         FloatReal = v.getComplexFloatReal();
1187         FloatImag = v.getComplexFloatImag();
1188       } else {
1189         makeComplexInt();
1190         IntReal = v.getComplexIntReal();
1191         IntImag = v.getComplexIntImag();
1192       }
1193     }
1194   };
1195
1196   struct LValue {
1197     APValue::LValueBase Base;
1198     CharUnits Offset;
1199     unsigned InvalidBase : 1;
1200     unsigned CallIndex : 31;
1201     SubobjectDesignator Designator;
1202     bool IsNullPtr;
1203
1204     const APValue::LValueBase getLValueBase() const { return Base; }
1205     CharUnits &getLValueOffset() { return Offset; }
1206     const CharUnits &getLValueOffset() const { return Offset; }
1207     unsigned getLValueCallIndex() const { return CallIndex; }
1208     SubobjectDesignator &getLValueDesignator() { return Designator; }
1209     const SubobjectDesignator &getLValueDesignator() const { return Designator;}
1210     bool isNullPointer() const { return IsNullPtr;}
1211
1212     void moveInto(APValue &V) const {
1213       if (Designator.Invalid)
1214         V = APValue(Base, Offset, APValue::NoLValuePath(), CallIndex,
1215                     IsNullPtr);
1216       else {
1217         assert(!InvalidBase && "APValues can't handle invalid LValue bases");
1218         assert(!Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray &&
1219                "Unsized array with a valid base?");
1220         V = APValue(Base, Offset, Designator.Entries,
1221                     Designator.IsOnePastTheEnd, CallIndex, IsNullPtr);
1222       }
1223     }
1224     void setFrom(ASTContext &Ctx, const APValue &V) {
1225       assert(V.isLValue() && "Setting LValue from a non-LValue?");
1226       Base = V.getLValueBase();
1227       Offset = V.getLValueOffset();
1228       InvalidBase = false;
1229       CallIndex = V.getLValueCallIndex();
1230       Designator = SubobjectDesignator(Ctx, V);
1231       IsNullPtr = V.isNullPointer();
1232     }
1233
1234     void set(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0, bool BInvalid = false) {
1235 #ifndef NDEBUG
1236       // We only allow a few types of invalid bases. Enforce that here.
1237       if (BInvalid) {
1238         const auto *E = B.get<const Expr *>();
1239         assert((isa<MemberExpr>(E) || tryUnwrapAllocSizeCall(E)) &&
1240                "Unexpected type of invalid base");
1241       }
1242 #endif
1243
1244       Base = B;
1245       Offset = CharUnits::fromQuantity(0);
1246       InvalidBase = BInvalid;
1247       CallIndex = I;
1248       Designator = SubobjectDesignator(getType(B));
1249       IsNullPtr = false;
1250     }
1251
1252     void setNull(QualType PointerTy, uint64_t TargetVal) {
1253       Base = (Expr *)nullptr;
1254       Offset = CharUnits::fromQuantity(TargetVal);
1255       InvalidBase = false;
1256       CallIndex = 0;
1257       Designator = SubobjectDesignator(PointerTy->getPointeeType());
1258       IsNullPtr = true;
1259     }
1260
1261     void setInvalid(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0) {
1262       set(B, I, true);
1263     }
1264
1265     // Check that this LValue is not based on a null pointer. If it is, produce
1266     // a diagnostic and mark the designator as invalid.
1267     bool checkNullPointer(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1268                           CheckSubobjectKind CSK) {
1269       if (Designator.Invalid)
1270         return false;
1271       if (IsNullPtr) {
1272         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_null_subobject)
1273           << CSK;
1274         Designator.setInvalid();
1275         return false;
1276       }
1277       return true;
1278     }
1279
1280     // Check this LValue refers to an object. If not, set the designator to be
1281     // invalid and emit a diagnostic.
1282     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK) {
1283       return (CSK == CSK_ArrayToPointer || checkNullPointer(Info, E, CSK)) &&
1284              Designator.checkSubobject(Info, E, CSK);
1285     }
1286
1287     void addDecl(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1288                  const Decl *D, bool Virtual = false) {
1289       if (checkSubobject(Info, E, isa<FieldDecl>(D) ? CSK_Field : CSK_Base))
1290         Designator.addDeclUnchecked(D, Virtual);
1291     }
1292     void addUnsizedArray(EvalInfo &Info, QualType ElemTy) {
1293       assert(Designator.Entries.empty() && getType(Base)->isPointerType());
1294       assert(isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
1295              "Only alloc_size bases can have unsized arrays");
1296       Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray = true;
1297       Designator.addUnsizedArrayUnchecked(ElemTy);
1298     }
1299     void addArray(EvalInfo &Info, const Expr *E, const ConstantArrayType *CAT) {
1300       if (checkSubobject(Info, E, CSK_ArrayToPointer))
1301         Designator.addArrayUnchecked(CAT);
1302     }
1303     void addComplex(EvalInfo &Info, const Expr *E, QualType EltTy, bool Imag) {
1304       if (checkSubobject(Info, E, Imag ? CSK_Imag : CSK_Real))
1305         Designator.addComplexUnchecked(EltTy, Imag);
1306     }
1307     void clearIsNullPointer() {
1308       IsNullPtr = false;
1309     }
1310     void adjustOffsetAndIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1311                               const APSInt &Index, CharUnits ElementSize) {
1312       // An index of 0 has no effect. (In C, adding 0 to a null pointer is UB,
1313       // but we're not required to diagnose it and it's valid in C++.)
1314       if (!Index)
1315         return;
1316
1317       // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
1318       // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
1319       // offsets.
1320       uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
1321       uint64_t ElemSize64 = ElementSize.getQuantity();
1322       uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
1323       Offset = CharUnits::fromQuantity(Offset64 + ElemSize64 * Index64);
1324
1325       if (checkNullPointer(Info, E, CSK_ArrayIndex))
1326         Designator.adjustIndex(Info, E, Index);
1327       clearIsNullPointer();
1328     }
1329     void adjustOffset(CharUnits N) {
1330       Offset += N;
1331       if (N.getQuantity())
1332         clearIsNullPointer();
1333     }
1334   };
1335
1336   struct MemberPtr {
1337     MemberPtr() {}
1338     explicit MemberPtr(const ValueDecl *Decl) :
1339       DeclAndIsDerivedMember(Decl, false), Path() {}
1340
1341     /// The member or (direct or indirect) field referred to by this member
1342     /// pointer, or 0 if this is a null member pointer.
1343     const ValueDecl *getDecl() const {
1344       return DeclAndIsDerivedMember.getPointer();
1345     }
1346     /// Is this actually a member of some type derived from the relevant class?
1347     bool isDerivedMember() const {
1348       return DeclAndIsDerivedMember.getInt();
1349     }
1350     /// Get the class which the declaration actually lives in.
1351     const CXXRecordDecl *getContainingRecord() const {
1352       return cast<CXXRecordDecl>(
1353           DeclAndIsDerivedMember.getPointer()->getDeclContext());
1354     }
1355
1356     void moveInto(APValue &V) const {
1357       V = APValue(getDecl(), isDerivedMember(), Path);
1358     }
1359     void setFrom(const APValue &V) {
1360       assert(V.isMemberPointer());
1361       DeclAndIsDerivedMember.setPointer(V.getMemberPointerDecl());
1362       DeclAndIsDerivedMember.setInt(V.isMemberPointerToDerivedMember());
1363       Path.clear();
1364       ArrayRef<const CXXRecordDecl*> P = V.getMemberPointerPath();
1365       Path.insert(Path.end(), P.begin(), P.end());
1366     }
1367
1368     /// DeclAndIsDerivedMember - The member declaration, and a flag indicating
1369     /// whether the member is a member of some class derived from the class type
1370     /// of the member pointer.
1371     llvm::PointerIntPair<const ValueDecl*, 1, bool> DeclAndIsDerivedMember;
1372     /// Path - The path of base/derived classes from the member declaration's
1373     /// class (exclusive) to the class type of the member pointer (inclusive).
1374     SmallVector<const CXXRecordDecl*, 4> Path;
1375
1376     /// Perform a cast towards the class of the Decl (either up or down the
1377     /// hierarchy).
1378     bool castBack(const CXXRecordDecl *Class) {
1379       assert(!Path.empty());
1380       const CXXRecordDecl *Expected;
1381       if (Path.size() >= 2)
1382         Expected = Path[Path.size() - 2];
1383       else
1384         Expected = getContainingRecord();
1385       if (Expected->getCanonicalDecl() != Class->getCanonicalDecl()) {
1386         // C++11 [expr.static.cast]p12: In a conversion from (D::*) to (B::*),
1387         // if B does not contain the original member and is not a base or
1388         // derived class of the class containing the original member, the result
1389         // of the cast is undefined.
1390         // C++11 [conv.mem]p2 does not cover this case for a cast from (B::*) to
1391         // (D::*). We consider that to be a language defect.
1392         return false;
1393       }
1394       Path.pop_back();
1395       return true;
1396     }
1397     /// Perform a base-to-derived member pointer cast.
1398     bool castToDerived(const CXXRecordDecl *Derived) {
1399       if (!getDecl())
1400         return true;
1401       if (!isDerivedMember()) {
1402         Path.push_back(Derived);
1403         return true;
1404       }
1405       if (!castBack(Derived))
1406         return false;
1407       if (Path.empty())
1408         DeclAndIsDerivedMember.setInt(false);
1409       return true;
1410     }
1411     /// Perform a derived-to-base member pointer cast.
1412     bool castToBase(const CXXRecordDecl *Base) {
1413       if (!getDecl())
1414         return true;
1415       if (Path.empty())
1416         DeclAndIsDerivedMember.setInt(true);
1417       if (isDerivedMember()) {
1418         Path.push_back(Base);
1419         return true;
1420       }
1421       return castBack(Base);
1422     }
1423   };
1424
1425   /// Compare two member pointers, which are assumed to be of the same type.
1426   static bool operator==(const MemberPtr &LHS, const MemberPtr &RHS) {
1427     if (!LHS.getDecl() || !RHS.getDecl())
1428       return !LHS.getDecl() && !RHS.getDecl();
1429     if (LHS.getDecl()->getCanonicalDecl() != RHS.getDecl()->getCanonicalDecl())
1430       return false;
1431     return LHS.Path == RHS.Path;
1432   }
1433 }
1434
1435 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E);
1436 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info,
1437                             const LValue &This, const Expr *E,
1438                             bool AllowNonLiteralTypes = false);
1439 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1440                            bool InvalidBaseOK = false);
1441 static bool EvaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1442                             bool InvalidBaseOK = false);
1443 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
1444                                   EvalInfo &Info);
1445 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info);
1446 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info);
1447 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
1448                                     EvalInfo &Info);
1449 static bool EvaluateFloat(const Expr *E, APFloat &Result, EvalInfo &Info);
1450 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Res, EvalInfo &Info);
1451 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
1452                            EvalInfo &Info);
1453 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result);
1454
1455 //===----------------------------------------------------------------------===//
1456 // Misc utilities
1457 //===----------------------------------------------------------------------===//
1458
1459 /// Negate an APSInt in place, converting it to a signed form if necessary, and
1460 /// preserving its value (by extending by up to one bit as needed).
1461 static void negateAsSigned(APSInt &Int) {
1462   if (Int.isUnsigned() || Int.isMinSignedValue()) {
1463     Int = Int.extend(Int.getBitWidth() + 1);
1464     Int.setIsSigned(true);
1465   }
1466   Int = -Int;
1467 }
1468
1469 /// Produce a string describing the given constexpr call.
1470 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out) {
1471   unsigned ArgIndex = 0;
1472   bool IsMemberCall = isa<CXXMethodDecl>(Frame->Callee) &&
1473                       !isa<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee) &&
1474                       cast<CXXMethodDecl>(Frame->Callee)->isInstance();
1475
1476   if (!IsMemberCall)
1477     Out << *Frame->Callee << '(';
1478
1479   if (Frame->This && IsMemberCall) {
1480     APValue Val;
1481     Frame->This->moveInto(Val);
1482     Val.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx,
1483                     Frame->This->Designator.MostDerivedType);
1484     // FIXME: Add parens around Val if needed.
1485     Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1486     IsMemberCall = false;
1487   }
1488
1489   for (FunctionDecl::param_const_iterator I = Frame->Callee->param_begin(),
1490        E = Frame->Callee->param_end(); I != E; ++I, ++ArgIndex) {
1491     if (ArgIndex > (unsigned)IsMemberCall)
1492       Out << ", ";
1493
1494     const ParmVarDecl *Param = *I;
1495     const APValue &Arg = Frame->Arguments[ArgIndex];
1496     Arg.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx, Param->getType());
1497
1498     if (ArgIndex == 0 && IsMemberCall)
1499       Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1500   }
1501
1502   Out << ')';
1503 }
1504
1505 /// Evaluate an expression to see if it had side-effects, and discard its
1506 /// result.
1507 /// \return \c true if the caller should keep evaluating.
1508 static bool EvaluateIgnoredValue(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
1509   APValue Scratch;
1510   if (!Evaluate(Scratch, Info, E))
1511     // We don't need the value, but we might have skipped a side effect here.
1512     return Info.noteSideEffect();
1513   return true;
1514 }
1515
1516 /// Should this call expression be treated as a string literal?
1517 static bool IsStringLiteralCall(const CallExpr *E) {
1518   unsigned Builtin = E->getBuiltinCallee();
1519   return (Builtin == Builtin::BI__builtin___CFStringMakeConstantString ||
1520           Builtin == Builtin::BI__builtin___NSStringMakeConstantString);
1521 }
1522
1523 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B) {
1524   // C++11 [expr.const]p3 An address constant expression is a prvalue core
1525   // constant expression of pointer type that evaluates to...
1526
1527   // ... a null pointer value, or a prvalue core constant expression of type
1528   // std::nullptr_t.
1529   if (!B) return true;
1530
1531   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1532     // ... the address of an object with static storage duration,
1533     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
1534       return VD->hasGlobalStorage();
1535     // ... the address of a function,
1536     return isa<FunctionDecl>(D);
1537   }
1538
1539   const Expr *E = B.get<const Expr*>();
1540   switch (E->getStmtClass()) {
1541   default:
1542     return false;
1543   case Expr::CompoundLiteralExprClass: {
1544     const CompoundLiteralExpr *CLE = cast<CompoundLiteralExpr>(E);
1545     return CLE->isFileScope() && CLE->isLValue();
1546   }
1547   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
1548     // A materialized temporary might have been lifetime-extended to static
1549     // storage duration.
1550     return cast<MaterializeTemporaryExpr>(E)->getStorageDuration() == SD_Static;
1551   // A string literal has static storage duration.
1552   case Expr::StringLiteralClass:
1553   case Expr::PredefinedExprClass:
1554   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
1555   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
1556   case Expr::CXXTypeidExprClass:
1557   case Expr::CXXUuidofExprClass:
1558     return true;
1559   case Expr::CallExprClass:
1560     return IsStringLiteralCall(cast<CallExpr>(E));
1561   // For GCC compatibility, &&label has static storage duration.
1562   case Expr::AddrLabelExprClass:
1563     return true;
1564   // A Block literal expression may be used as the initialization value for
1565   // Block variables at global or local static scope.
1566   case Expr::BlockExprClass:
1567     return !cast<BlockExpr>(E)->getBlockDecl()->hasCaptures();
1568   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
1569     // FIXME:
1570     // We can never form an lvalue with an implicit value initialization as its
1571     // base through expression evaluation, so these only appear in one case: the
1572     // implicit variable declaration we invent when checking whether a constexpr
1573     // constructor can produce a constant expression. We must assume that such
1574     // an expression might be a global lvalue.
1575     return true;
1576   }
1577 }
1578
1579 static void NoteLValueLocation(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base) {
1580   assert(Base && "no location for a null lvalue");
1581   const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1582   if (VD)
1583     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
1584   else
1585     Info.Note(Base.get<const Expr*>()->getExprLoc(),
1586               diag::note_constexpr_temporary_here);
1587 }
1588
1589 /// Check that this reference or pointer core constant expression is a valid
1590 /// value for an address or reference constant expression. Return true if we
1591 /// can fold this expression, whether or not it's a constant expression.
1592 static bool CheckLValueConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
1593                                           QualType Type, const LValue &LVal) {
1594   bool IsReferenceType = Type->isReferenceType();
1595
1596   APValue::LValueBase Base = LVal.getLValueBase();
1597   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.getLValueDesignator();
1598
1599   // Check that the object is a global. Note that the fake 'this' object we
1600   // manufacture when checking potential constant expressions is conservatively
1601   // assumed to be global here.
1602   if (!IsGlobalLValue(Base)) {
1603     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
1604       const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1605       Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_non_global, 1)
1606         << IsReferenceType << !Designator.Entries.empty()
1607         << !!VD << VD;
1608       NoteLValueLocation(Info, Base);
1609     } else {
1610       Info.FFDiag(Loc);
1611     }
1612     // Don't allow references to temporaries to escape.
1613     return false;
1614   }
1615   assert((Info.checkingPotentialConstantExpression() ||
1616           LVal.getLValueCallIndex() == 0) &&
1617          "have call index for global lvalue");
1618
1619   if (const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1620     if (const VarDecl *Var = dyn_cast<const VarDecl>(VD)) {
1621       // Check if this is a thread-local variable.
1622       if (Var->getTLSKind())
1623         return false;
1624
1625       // A dllimport variable never acts like a constant.
1626       if (Var->hasAttr<DLLImportAttr>())
1627         return false;
1628     }
1629     if (const auto *FD = dyn_cast<const FunctionDecl>(VD)) {
1630       // __declspec(dllimport) must be handled very carefully:
1631       // We must never initialize an expression with the thunk in C++.
1632       // Doing otherwise would allow the same id-expression to yield
1633       // different addresses for the same function in different translation
1634       // units.  However, this means that we must dynamically initialize the
1635       // expression with the contents of the import address table at runtime.
1636       //
1637       // The C language has no notion of ODR; furthermore, it has no notion of
1638       // dynamic initialization.  This means that we are permitted to
1639       // perform initialization with the address of the thunk.
1640       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus && FD->hasAttr<DLLImportAttr>())
1641         return false;
1642     }
1643   }
1644
1645   // Allow address constant expressions to be past-the-end pointers. This is
1646   // an extension: the standard requires them to point to an object.
1647   if (!IsReferenceType)
1648     return true;
1649
1650   // A reference constant expression must refer to an object.
1651   if (!Base) {
1652     // FIXME: diagnostic
1653     Info.CCEDiag(Loc);
1654     return true;
1655   }
1656
1657   // Does this refer one past the end of some object?
1658   if (!Designator.Invalid && Designator.isOnePastTheEnd()) {
1659     const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1660     Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_past_end, 1)
1661       << !Designator.Entries.empty() << !!VD << VD;
1662     NoteLValueLocation(Info, Base);
1663   }
1664
1665   return true;
1666 }
1667
1668 /// Check that this core constant expression is of literal type, and if not,
1669 /// produce an appropriate diagnostic.
1670 static bool CheckLiteralType(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1671                              const LValue *This = nullptr) {
1672   if (!E->isRValue() || E->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
1673     return true;
1674
1675   // C++1y: A constant initializer for an object o [...] may also invoke
1676   // constexpr constructors for o and its subobjects even if those objects
1677   // are of non-literal class types.
1678   //
1679   // C++11 missed this detail for aggregates, so classes like this:
1680   //   struct foo_t { union { int i; volatile int j; } u; };
1681   // are not (obviously) initializable like so:
1682   //   __attribute__((__require_constant_initialization__))
1683   //   static const foo_t x = {{0}};
1684   // because "i" is a subobject with non-literal initialization (due to the
1685   // volatile member of the union). See:
1686   //   http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#1677
1687   // Therefore, we use the C++1y behavior.
1688   if (This && Info.EvaluatingDecl == This->getLValueBase())
1689     return true;
1690
1691   // Prvalue constant expressions must be of literal types.
1692   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
1693     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
1694       << E->getType();
1695   else
1696     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1697   return false;
1698 }
1699
1700 /// Check that this core constant expression value is a valid value for a
1701 /// constant expression. If not, report an appropriate diagnostic. Does not
1702 /// check that the expression is of literal type.
1703 static bool CheckConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation DiagLoc,
1704                                     QualType Type, const APValue &Value) {
1705   if (Value.isUninit()) {
1706     Info.FFDiag(DiagLoc, diag::note_constexpr_uninitialized)
1707       << true << Type;
1708     return false;
1709   }
1710
1711   // We allow _Atomic(T) to be initialized from anything that T can be
1712   // initialized from.
1713   if (const AtomicType *AT = Type->getAs<AtomicType>())
1714     Type = AT->getValueType();
1715
1716   // Core issue 1454: For a literal constant expression of array or class type,
1717   // each subobject of its value shall have been initialized by a constant
1718   // expression.
1719   if (Value.isArray()) {
1720     QualType EltTy = Type->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
1721     for (unsigned I = 0, N = Value.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
1722       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1723                                    Value.getArrayInitializedElt(I)))
1724         return false;
1725     }
1726     if (!Value.hasArrayFiller())
1727       return true;
1728     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1729                                    Value.getArrayFiller());
1730   }
1731   if (Value.isUnion() && Value.getUnionField()) {
1732     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc,
1733                                    Value.getUnionField()->getType(),
1734                                    Value.getUnionValue());
1735   }
1736   if (Value.isStruct()) {
1737     RecordDecl *RD = Type->castAs<RecordType>()->getDecl();
1738     if (const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD)) {
1739       unsigned BaseIndex = 0;
1740       for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
1741              End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++BaseIndex) {
1742         if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1743                                      Value.getStructBase(BaseIndex)))
1744           return false;
1745       }
1746     }
1747     for (const auto *I : RD->fields()) {
1748       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1749                                    Value.getStructField(I->getFieldIndex())))
1750         return false;
1751     }
1752   }
1753
1754   if (Value.isLValue()) {
1755     LValue LVal;
1756     LVal.setFrom(Info.Ctx, Value);
1757     return CheckLValueConstantExpression(Info, DiagLoc, Type, LVal);
1758   }
1759
1760   // Everything else is fine.
1761   return true;
1762 }
1763
1764 static const ValueDecl *GetLValueBaseDecl(const LValue &LVal) {
1765   return LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1766 }
1767
1768 static bool IsLiteralLValue(const LValue &Value) {
1769   if (Value.CallIndex)
1770     return false;
1771   const Expr *E = Value.Base.dyn_cast<const Expr*>();
1772   return E && !isa<MaterializeTemporaryExpr>(E);
1773 }
1774
1775 static bool IsWeakLValue(const LValue &Value) {
1776   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1777   return Decl && Decl->isWeak();
1778 }
1779
1780 static bool isZeroSized(const LValue &Value) {
1781   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1782   if (Decl && isa<VarDecl>(Decl)) {
1783     QualType Ty = Decl->getType();
1784     if (Ty->isArrayType())
1785       return Ty->isIncompleteType() ||
1786              Decl->getASTContext().getTypeSize(Ty) == 0;
1787   }
1788   return false;
1789 }
1790
1791 static bool EvalPointerValueAsBool(const APValue &Value, bool &Result) {
1792   // A null base expression indicates a null pointer.  These are always
1793   // evaluatable, and they are false unless the offset is zero.
1794   if (!Value.getLValueBase()) {
1795     Result = !Value.getLValueOffset().isZero();
1796     return true;
1797   }
1798
1799   // We have a non-null base.  These are generally known to be true, but if it's
1800   // a weak declaration it can be null at runtime.
1801   Result = true;
1802   const ValueDecl *Decl = Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>();
1803   return !Decl || !Decl->isWeak();
1804 }
1805
1806 static bool HandleConversionToBool(const APValue &Val, bool &Result) {
1807   switch (Val.getKind()) {
1808   case APValue::Uninitialized:
1809     return false;
1810   case APValue::Int:
1811     Result = Val.getInt().getBoolValue();
1812     return true;
1813   case APValue::Float:
1814     Result = !Val.getFloat().isZero();
1815     return true;
1816   case APValue::ComplexInt:
1817     Result = Val.getComplexIntReal().getBoolValue() ||
1818              Val.getComplexIntImag().getBoolValue();
1819     return true;
1820   case APValue::ComplexFloat:
1821     Result = !Val.getComplexFloatReal().isZero() ||
1822              !Val.getComplexFloatImag().isZero();
1823     return true;
1824   case APValue::LValue:
1825     return EvalPointerValueAsBool(Val, Result);
1826   case APValue::MemberPointer:
1827     Result = Val.getMemberPointerDecl();
1828     return true;
1829   case APValue::Vector:
1830   case APValue::Array:
1831   case APValue::Struct:
1832   case APValue::Union:
1833   case APValue::AddrLabelDiff:
1834     return false;
1835   }
1836
1837   llvm_unreachable("unknown APValue kind");
1838 }
1839
1840 static bool EvaluateAsBooleanCondition(const Expr *E, bool &Result,
1841                                        EvalInfo &Info) {
1842   assert(E->isRValue() && "missing lvalue-to-rvalue conv in bool condition");
1843   APValue Val;
1844   if (!Evaluate(Val, Info, E))
1845     return false;
1846   return HandleConversionToBool(Val, Result);
1847 }
1848
1849 template<typename T>
1850 static bool HandleOverflow(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1851                            const T &SrcValue, QualType DestType) {
1852   Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_overflow)
1853     << SrcValue << DestType;
1854   return Info.noteUndefinedBehavior();
1855 }
1856
1857 static bool HandleFloatToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1858                                  QualType SrcType, const APFloat &Value,
1859                                  QualType DestType, APSInt &Result) {
1860   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1861   // Determine whether we are converting to unsigned or signed.
1862   bool DestSigned = DestType->isSignedIntegerOrEnumerationType();
1863
1864   Result = APSInt(DestWidth, !DestSigned);
1865   bool ignored;
1866   if (Value.convertToInteger(Result, llvm::APFloat::rmTowardZero, &ignored)
1867       & APFloat::opInvalidOp)
1868     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1869   return true;
1870 }
1871
1872 static bool HandleFloatToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1873                                    QualType SrcType, QualType DestType,
1874                                    APFloat &Result) {
1875   APFloat Value = Result;
1876   bool ignored;
1877   if (Result.convert(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType),
1878                      APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored)
1879       & APFloat::opOverflow)
1880     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1881   return true;
1882 }
1883
1884 static APSInt HandleIntToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1885                                  QualType DestType, QualType SrcType,
1886                                  const APSInt &Value) {
1887   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1888   APSInt Result = Value;
1889   // Figure out if this is a truncate, extend or noop cast.
1890   // If the input is signed, do a sign extend, noop, or truncate.
1891   Result = Result.extOrTrunc(DestWidth);
1892   Result.setIsUnsigned(DestType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
1893   return Result;
1894 }
1895
1896 static bool HandleIntToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1897                                  QualType SrcType, const APSInt &Value,
1898                                  QualType DestType, APFloat &Result) {
1899   Result = APFloat(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType), 1);
1900   if (Result.convertFromAPInt(Value, Value.isSigned(),
1901                               APFloat::rmNearestTiesToEven)
1902       & APFloat::opOverflow)
1903     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1904   return true;
1905 }
1906
1907 static bool truncateBitfieldValue(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1908                                   APValue &Value, const FieldDecl *FD) {
1909   assert(FD->isBitField() && "truncateBitfieldValue on non-bitfield");
1910
1911   if (!Value.isInt()) {
1912     // Trying to store a pointer-cast-to-integer into a bitfield.
1913     // FIXME: In this case, we should provide the diagnostic for casting
1914     // a pointer to an integer.
1915     assert(Value.isLValue() && "integral value neither int nor lvalue?");
1916     Info.FFDiag(E);
1917     return false;
1918   }
1919
1920   APSInt &Int = Value.getInt();
1921   unsigned OldBitWidth = Int.getBitWidth();
1922   unsigned NewBitWidth = FD->getBitWidthValue(Info.Ctx);
1923   if (NewBitWidth < OldBitWidth)
1924     Int = Int.trunc(NewBitWidth).extend(OldBitWidth);
1925   return true;
1926 }
1927
1928 static bool EvalAndBitcastToAPInt(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1929                                   llvm::APInt &Res) {
1930   APValue SVal;
1931   if (!Evaluate(SVal, Info, E))
1932     return false;
1933   if (SVal.isInt()) {
1934     Res = SVal.getInt();
1935     return true;
1936   }
1937   if (SVal.isFloat()) {
1938     Res = SVal.getFloat().bitcastToAPInt();
1939     return true;
1940   }
1941   if (SVal.isVector()) {
1942     QualType VecTy = E->getType();
1943     unsigned VecSize = Info.Ctx.getTypeSize(VecTy);
1944     QualType EltTy = VecTy->castAs<VectorType>()->getElementType();
1945     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
1946     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
1947     Res = llvm::APInt::getNullValue(VecSize);
1948     for (unsigned i = 0; i < SVal.getVectorLength(); i++) {
1949       APValue &Elt = SVal.getVectorElt(i);
1950       llvm::APInt EltAsInt;
1951       if (Elt.isInt()) {
1952         EltAsInt = Elt.getInt();
1953       } else if (Elt.isFloat()) {
1954         EltAsInt = Elt.getFloat().bitcastToAPInt();
1955       } else {
1956         // Don't try to handle vectors of anything other than int or float
1957         // (not sure if it's possible to hit this case).
1958         Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1959         return false;
1960       }
1961       unsigned BaseEltSize = EltAsInt.getBitWidth();
1962       if (BigEndian)
1963         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotr(i*EltSize+BaseEltSize);
1964       else
1965         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotl(i*EltSize);
1966     }
1967     return true;
1968   }
1969   // Give up if the input isn't an int, float, or vector.  For example, we
1970   // reject "(v4i16)(intptr_t)&a".
1971   Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1972   return false;
1973 }
1974
1975 /// Perform the given integer operation, which is known to need at most BitWidth
1976 /// bits, and check for overflow in the original type (if that type was not an
1977 /// unsigned type).
1978 template<typename Operation>
1979 static bool CheckedIntArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1980                                  const APSInt &LHS, const APSInt &RHS,
1981                                  unsigned BitWidth, Operation Op,
1982                                  APSInt &Result) {
1983   if (LHS.isUnsigned()) {
1984     Result = Op(LHS, RHS);
1985     return true;
1986   }
1987
1988   APSInt Value(Op(LHS.extend(BitWidth), RHS.extend(BitWidth)), false);
1989   Result = Value.trunc(LHS.getBitWidth());
1990   if (Result.extend(BitWidth) != Value) {
1991     if (Info.checkingForOverflow())
1992       Info.Ctx.getDiagnostics().Report(E->getExprLoc(),
1993                                        diag::warn_integer_constant_overflow)
1994           << Result.toString(10) << E->getType();
1995     else
1996       return HandleOverflow(Info, E, Value, E->getType());
1997   }
1998   return true;
1999 }
2000
2001 /// Perform the given binary integer operation.
2002 static bool handleIntIntBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E, const APSInt &LHS,
2003                               BinaryOperatorKind Opcode, APSInt RHS,
2004                               APSInt &Result) {
2005   switch (Opcode) {
2006   default:
2007     Info.FFDiag(E);
2008     return false;
2009   case BO_Mul:
2010     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() * 2,
2011                                 std::multiplies<APSInt>(), Result);
2012   case BO_Add:
2013     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2014                                 std::plus<APSInt>(), Result);
2015   case BO_Sub:
2016     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2017                                 std::minus<APSInt>(), Result);
2018   case BO_And: Result = LHS & RHS; return true;
2019   case BO_Xor: Result = LHS ^ RHS; return true;
2020   case BO_Or:  Result = LHS | RHS; return true;
2021   case BO_Div:
2022   case BO_Rem:
2023     if (RHS == 0) {
2024       Info.FFDiag(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
2025       return false;
2026     }
2027     Result = (Opcode == BO_Rem ? LHS % RHS : LHS / RHS);
2028     // Check for overflow case: INT_MIN / -1 or INT_MIN % -1. APSInt supports
2029     // this operation and gives the two's complement result.
2030     if (RHS.isNegative() && RHS.isAllOnesValue() &&
2031         LHS.isSigned() && LHS.isMinSignedValue())
2032       return HandleOverflow(Info, E, -LHS.extend(LHS.getBitWidth() + 1),
2033                             E->getType());
2034     return true;
2035   case BO_Shl: {
2036     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2037       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2038       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2039                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2040                     RHS.isUnsigned());
2041     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2042       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such
2043       // a shift is not a constant expression.
2044       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2045       RHS = -RHS;
2046       goto shift_right;
2047     }
2048   shift_left:
2049     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of
2050     // the shifted type.
2051     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2052     if (SA != RHS) {
2053       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2054         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2055     } else if (LHS.isSigned()) {
2056       // C++11 [expr.shift]p2: A signed left shift must have a non-negative
2057       // operand, and must not overflow the corresponding unsigned type.
2058       if (LHS.isNegative())
2059         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_of_negative) << LHS;
2060       else if (LHS.countLeadingZeros() < SA)
2061         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_discards);
2062     }
2063     Result = LHS << SA;
2064     return true;
2065   }
2066   case BO_Shr: {
2067     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2068       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2069       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2070                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2071                     RHS.isUnsigned());
2072     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2073       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such a
2074       // shift is not a constant expression.
2075       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2076       RHS = -RHS;
2077       goto shift_left;
2078     }
2079   shift_right:
2080     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of the
2081     // shifted type.
2082     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2083     if (SA != RHS)
2084       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2085         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2086     Result = LHS >> SA;
2087     return true;
2088   }
2089
2090   case BO_LT: Result = LHS < RHS; return true;
2091   case BO_GT: Result = LHS > RHS; return true;
2092   case BO_LE: Result = LHS <= RHS; return true;
2093   case BO_GE: Result = LHS >= RHS; return true;
2094   case BO_EQ: Result = LHS == RHS; return true;
2095   case BO_NE: Result = LHS != RHS; return true;
2096   }
2097 }
2098
2099 /// Perform the given binary floating-point operation, in-place, on LHS.
2100 static bool handleFloatFloatBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2101                                   APFloat &LHS, BinaryOperatorKind Opcode,
2102                                   const APFloat &RHS) {
2103   switch (Opcode) {
2104   default:
2105     Info.FFDiag(E);
2106     return false;
2107   case BO_Mul:
2108     LHS.multiply(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2109     break;
2110   case BO_Add:
2111     LHS.add(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2112     break;
2113   case BO_Sub:
2114     LHS.subtract(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2115     break;
2116   case BO_Div:
2117     LHS.divide(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2118     break;
2119   }
2120
2121   if (LHS.isInfinity() || LHS.isNaN()) {
2122     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_float_arithmetic) << LHS.isNaN();
2123     return Info.noteUndefinedBehavior();
2124   }
2125   return true;
2126 }
2127
2128 /// Cast an lvalue referring to a base subobject to a derived class, by
2129 /// truncating the lvalue's path to the given length.
2130 static bool CastToDerivedClass(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Result,
2131                                const RecordDecl *TruncatedType,
2132                                unsigned TruncatedElements) {
2133   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
2134
2135   // Check we actually point to a derived class object.
2136   if (TruncatedElements == D.Entries.size())
2137     return true;
2138   assert(TruncatedElements >= D.MostDerivedPathLength &&
2139          "not casting to a derived class");
2140   if (!Result.checkSubobject(Info, E, CSK_Derived))
2141     return false;
2142
2143   // Truncate the path to the subobject, and remove any derived-to-base offsets.
2144   const RecordDecl *RD = TruncatedType;
2145   for (unsigned I = TruncatedElements, N = D.Entries.size(); I != N; ++I) {
2146     if (RD->isInvalidDecl()) return false;
2147     const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
2148     const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(D.Entries[I]);
2149     if (isVirtualBaseClass(D.Entries[I]))
2150       Result.Offset -= Layout.getVBaseClassOffset(Base);
2151     else
2152       Result.Offset -= Layout.getBaseClassOffset(Base);
2153     RD = Base;
2154   }
2155   D.Entries.resize(TruncatedElements);
2156   return true;
2157 }
2158
2159 static bool HandleLValueDirectBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2160                                    const CXXRecordDecl *Derived,
2161                                    const CXXRecordDecl *Base,
2162                                    const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2163   if (!RL) {
2164     if (Derived->isInvalidDecl()) return false;
2165     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(Derived);
2166   }
2167
2168   Obj.getLValueOffset() += RL->getBaseClassOffset(Base);
2169   Obj.addDecl(Info, E, Base, /*Virtual*/ false);
2170   return true;
2171 }
2172
2173 static bool HandleLValueBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2174                              const CXXRecordDecl *DerivedDecl,
2175                              const CXXBaseSpecifier *Base) {
2176   const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base->getType()->getAsCXXRecordDecl();
2177
2178   if (!Base->isVirtual())
2179     return HandleLValueDirectBase(Info, E, Obj, DerivedDecl, BaseDecl);
2180
2181   SubobjectDesignator &D = Obj.Designator;
2182   if (D.Invalid)
2183     return false;
2184
2185   // Extract most-derived object and corresponding type.
2186   DerivedDecl = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
2187   if (!CastToDerivedClass(Info, E, Obj, DerivedDecl, D.MostDerivedPathLength))
2188     return false;
2189
2190   // Find the virtual base class.
2191   if (DerivedDecl->isInvalidDecl()) return false;
2192   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(DerivedDecl);
2193   Obj.getLValueOffset() += Layout.getVBaseClassOffset(BaseDecl);
2194   Obj.addDecl(Info, E, BaseDecl, /*Virtual*/ true);
2195   return true;
2196 }
2197
2198 static bool HandleLValueBasePath(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
2199                                  QualType Type, LValue &Result) {
2200   for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
2201                                      PathE = E->path_end();
2202        PathI != PathE; ++PathI) {
2203     if (!HandleLValueBase(Info, E, Result, Type->getAsCXXRecordDecl(),
2204                           *PathI))
2205       return false;
2206     Type = (*PathI)->getType();
2207   }
2208   return true;
2209 }
2210
2211 /// Update LVal to refer to the given field, which must be a member of the type
2212 /// currently described by LVal.
2213 static bool HandleLValueMember(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &LVal,
2214                                const FieldDecl *FD,
2215                                const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2216   if (!RL) {
2217     if (FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
2218     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(FD->getParent());
2219   }
2220
2221   unsigned I = FD->getFieldIndex();
2222   LVal.adjustOffset(Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL->getFieldOffset(I)));
2223   LVal.addDecl(Info, E, FD);
2224   return true;
2225 }
2226
2227 /// Update LVal to refer to the given indirect field.
2228 static bool HandleLValueIndirectMember(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2229                                        LValue &LVal,
2230                                        const IndirectFieldDecl *IFD) {
2231   for (const auto *C : IFD->chain())
2232     if (!HandleLValueMember(Info, E, LVal, cast<FieldDecl>(C)))
2233       return false;
2234   return true;
2235 }
2236
2237 /// Get the size of the given type in char units.
2238 static bool HandleSizeof(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
2239                          QualType Type, CharUnits &Size) {
2240   // sizeof(void), __alignof__(void), sizeof(function) = 1 as a gcc
2241   // extension.
2242   if (Type->isVoidType() || Type->isFunctionType()) {
2243     Size = CharUnits::One();
2244     return true;
2245   }
2246
2247   if (Type->isDependentType()) {
2248     Info.FFDiag(Loc);
2249     return false;
2250   }
2251
2252   if (!Type->isConstantSizeType()) {
2253     // sizeof(vla) is not a constantexpr: C99 6.5.3.4p2.
2254     // FIXME: Better diagnostic.
2255     Info.FFDiag(Loc);
2256     return false;
2257   }
2258
2259   Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(Type);
2260   return true;
2261 }
2262
2263 /// Update a pointer value to model pointer arithmetic.
2264 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2265 /// \param E - The expression being evaluated, for diagnostic purposes.
2266 /// \param LVal - The pointer value to be updated.
2267 /// \param EltTy - The pointee type represented by LVal.
2268 /// \param Adjustment - The adjustment, in objects of type EltTy, to add.
2269 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2270                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2271                                         APSInt Adjustment) {
2272   CharUnits SizeOfPointee;
2273   if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfPointee))
2274     return false;
2275
2276   LVal.adjustOffsetAndIndex(Info, E, Adjustment, SizeOfPointee);
2277   return true;
2278 }
2279
2280 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2281                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2282                                         int64_t Adjustment) {
2283   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, EltTy,
2284                                      APSInt::get(Adjustment));
2285 }
2286
2287 /// Update an lvalue to refer to a component of a complex number.
2288 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2289 /// \param LVal - The lvalue to be updated.
2290 /// \param EltTy - The complex number's component type.
2291 /// \param Imag - False for the real component, true for the imaginary.
2292 static bool HandleLValueComplexElement(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2293                                        LValue &LVal, QualType EltTy,
2294                                        bool Imag) {
2295   if (Imag) {
2296     CharUnits SizeOfComponent;
2297     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfComponent))
2298       return false;
2299     LVal.Offset += SizeOfComponent;
2300   }
2301   LVal.addComplex(Info, E, EltTy, Imag);
2302   return true;
2303 }
2304
2305 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
2306                                            QualType Type, const LValue &LVal,
2307                                            APValue &RVal);
2308
2309 /// Try to evaluate the initializer for a variable declaration.
2310 ///
2311 /// \param Info   Information about the ongoing evaluation.
2312 /// \param E      An expression to be used when printing diagnostics.
2313 /// \param VD     The variable whose initializer should be obtained.
2314 /// \param Frame  The frame in which the variable was created. Must be null
2315 ///               if this variable is not local to the evaluation.
2316 /// \param Result Filled in with a pointer to the value of the variable.
2317 static bool evaluateVarDeclInit(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2318                                 const VarDecl *VD, CallStackFrame *Frame,
2319                                 APValue *&Result) {
2320
2321   // If this is a parameter to an active constexpr function call, perform
2322   // argument substitution.
2323   if (const ParmVarDecl *PVD = dyn_cast<ParmVarDecl>(VD)) {
2324     // Assume arguments of a potential constant expression are unknown
2325     // constant expressions.
2326     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2327       return false;
2328     if (!Frame || !Frame->Arguments) {
2329       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2330       return false;
2331     }
2332     Result = &Frame->Arguments[PVD->getFunctionScopeIndex()];
2333     return true;
2334   }
2335
2336   // If this is a local variable, dig out its value.
2337   if (Frame) {
2338     Result = Frame->getTemporary(VD);
2339     if (!Result) {
2340       // Assume variables referenced within a lambda's call operator that were
2341       // not declared within the call operator are captures and during checking
2342       // of a potential constant expression, assume they are unknown constant
2343       // expressions.
2344       assert(isLambdaCallOperator(Frame->Callee) &&
2345              (VD->getDeclContext() != Frame->Callee || VD->isInitCapture()) &&
2346              "missing value for local variable");
2347       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2348         return false;
2349       // FIXME: implement capture evaluation during constant expr evaluation.
2350       Info.FFDiag(E->getLocStart(),
2351            diag::note_unimplemented_constexpr_lambda_feature_ast)
2352           << "captures not currently allowed";
2353       return false;
2354     }
2355     return true;
2356   }
2357
2358   // Dig out the initializer, and use the declaration which it's attached to.
2359   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer(VD);
2360   if (!Init || Init->isValueDependent()) {
2361     // If we're checking a potential constant expression, the variable could be
2362     // initialized later.
2363     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2364       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2365     return false;
2366   }
2367
2368   // If we're currently evaluating the initializer of this declaration, use that
2369   // in-flight value.
2370   if (Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>() == VD) {
2371     Result = Info.EvaluatingDeclValue;
2372     return true;
2373   }
2374
2375   // Never evaluate the initializer of a weak variable. We can't be sure that
2376   // this is the definition which will be used.
2377   if (VD->isWeak()) {
2378     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2379     return false;
2380   }
2381
2382   // Check that we can fold the initializer. In C++, we will have already done
2383   // this in the cases where it matters for conformance.
2384   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
2385   if (!VD->evaluateValue(Notes)) {
2386     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2387               Notes.size() + 1) << VD;
2388     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2389     Info.addNotes(Notes);
2390     return false;
2391   } else if (!VD->checkInitIsICE()) {
2392     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2393                  Notes.size() + 1) << VD;
2394     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2395     Info.addNotes(Notes);
2396   }
2397
2398   Result = VD->getEvaluatedValue();
2399   return true;
2400 }
2401
2402 static bool IsConstNonVolatile(QualType T) {
2403   Qualifiers Quals = T.getQualifiers();
2404   return Quals.hasConst() && !Quals.hasVolatile();
2405 }
2406
2407 /// Get the base index of the given base class within an APValue representing
2408 /// the given derived class.
2409 static unsigned getBaseIndex(const CXXRecordDecl *Derived,
2410                              const CXXRecordDecl *Base) {
2411   Base = Base->getCanonicalDecl();
2412   unsigned Index = 0;
2413   for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = Derived->bases_begin(),
2414          E = Derived->bases_end(); I != E; ++I, ++Index) {
2415     if (I->getType()->getAsCXXRecordDecl()->getCanonicalDecl() == Base)
2416       return Index;
2417   }
2418
2419   llvm_unreachable("base class missing from derived class's bases list");
2420 }
2421
2422 /// Extract the value of a character from a string literal.
2423 static APSInt extractStringLiteralCharacter(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2424                                             uint64_t Index) {
2425   // FIXME: Support MakeStringConstant
2426   if (const auto *ObjCEnc = dyn_cast<ObjCEncodeExpr>(Lit)) {
2427     std::string Str;
2428     Info.Ctx.getObjCEncodingForType(ObjCEnc->getEncodedType(), Str);
2429     assert(Index <= Str.size() && "Index too large");
2430     return APSInt::getUnsigned(Str.c_str()[Index]);
2431   }
2432
2433   if (auto PE = dyn_cast<PredefinedExpr>(Lit))
2434     Lit = PE->getFunctionName();
2435   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2436   const ConstantArrayType *CAT =
2437       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2438   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2439   QualType CharType = CAT->getElementType();
2440   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2441
2442   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2443                CharType->isUnsignedIntegerType());
2444   if (Index < S->getLength())
2445     Value = S->getCodeUnit(Index);
2446   return Value;
2447 }
2448
2449 // Expand a string literal into an array of characters.
2450 static void expandStringLiteral(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2451                                 APValue &Result) {
2452   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2453   const ConstantArrayType *CAT =
2454       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2455   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2456   QualType CharType = CAT->getElementType();
2457   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2458
2459   unsigned Elts = CAT->getSize().getZExtValue();
2460   Result = APValue(APValue::UninitArray(),
2461                    std::min(S->getLength(), Elts), Elts);
2462   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2463                CharType->isUnsignedIntegerType());
2464   if (Result.hasArrayFiller())
2465     Result.getArrayFiller() = APValue(Value);
2466   for (unsigned I = 0, N = Result.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
2467     Value = S->getCodeUnit(I);
2468     Result.getArrayInitializedElt(I) = APValue(Value);
2469   }
2470 }
2471
2472 // Expand an array so that it has more than Index filled elements.
2473 static void expandArray(APValue &Array, unsigned Index) {
2474   unsigned Size = Array.getArraySize();
2475   assert(Index < Size);
2476
2477   // Always at least double the number of elements for which we store a value.
2478   unsigned OldElts = Array.getArrayInitializedElts();
2479   unsigned NewElts = std::max(Index+1, OldElts * 2);
2480   NewElts = std::min(Size, std::max(NewElts, 8u));
2481
2482   // Copy the data across.
2483   APValue NewValue(APValue::UninitArray(), NewElts, Size);
2484   for (unsigned I = 0; I != OldElts; ++I)
2485     NewValue.getArrayInitializedElt(I).swap(Array.getArrayInitializedElt(I));
2486   for (unsigned I = OldElts; I != NewElts; ++I)
2487     NewValue.getArrayInitializedElt(I) = Array.getArrayFiller();
2488   if (NewValue.hasArrayFiller())
2489     NewValue.getArrayFiller() = Array.getArrayFiller();
2490   Array.swap(NewValue);
2491 }
2492
2493 /// Determine whether a type would actually be read by an lvalue-to-rvalue
2494 /// conversion. If it's of class type, we may assume that the copy operation
2495 /// is trivial. Note that this is never true for a union type with fields
2496 /// (because the copy always "reads" the active member) and always true for
2497 /// a non-class type.
2498 static bool isReadByLvalueToRvalueConversion(QualType T) {
2499   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2500   if (!RD || (RD->isUnion() && !RD->field_empty()))
2501     return true;
2502   if (RD->isEmpty())
2503     return false;
2504
2505   for (auto *Field : RD->fields())
2506     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))
2507       return true;
2508
2509   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2510     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(BaseSpec.getType()))
2511       return true;
2512
2513   return false;
2514 }
2515
2516 /// Diagnose an attempt to read from any unreadable field within the specified
2517 /// type, which might be a class type.
2518 static bool diagnoseUnreadableFields(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2519                                      QualType T) {
2520   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2521   if (!RD)
2522     return false;
2523
2524   if (!RD->hasMutableFields())
2525     return false;
2526
2527   for (auto *Field : RD->fields()) {
2528     // If we're actually going to read this field in some way, then it can't
2529     // be mutable. If we're in a union, then assigning to a mutable field
2530     // (even an empty one) can change the active member, so that's not OK.
2531     // FIXME: Add core issue number for the union case.
2532     if (Field->isMutable() &&
2533         (RD->isUnion() || isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))) {
2534       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1) << Field;
2535       Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2536       return true;
2537     }
2538
2539     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, Field->getType()))
2540       return true;
2541   }
2542
2543   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2544     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, BaseSpec.getType()))
2545       return true;
2546
2547   // All mutable fields were empty, and thus not actually read.
2548   return false;
2549 }
2550
2551 /// Kinds of access we can perform on an object, for diagnostics.
2552 enum AccessKinds {
2553   AK_Read,
2554   AK_Assign,
2555   AK_Increment,
2556   AK_Decrement
2557 };
2558
2559 namespace {
2560 /// A handle to a complete object (an object that is not a subobject of
2561 /// another object).
2562 struct CompleteObject {
2563   /// The value of the complete object.
2564   APValue *Value;
2565   /// The type of the complete object.
2566   QualType Type;
2567
2568   CompleteObject() : Value(nullptr) {}
2569   CompleteObject(APValue *Value, QualType Type)
2570       : Value(Value), Type(Type) {
2571     assert(Value && "missing value for complete object");
2572   }
2573
2574   explicit operator bool() const { return Value; }
2575 };
2576 } // end anonymous namespace
2577
2578 /// Find the designated sub-object of an rvalue.
2579 template<typename SubobjectHandler>
2580 typename SubobjectHandler::result_type
2581 findSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, const CompleteObject &Obj,
2582               const SubobjectDesignator &Sub, SubobjectHandler &handler) {
2583   if (Sub.Invalid)
2584     // A diagnostic will have already been produced.
2585     return handler.failed();
2586   if (Sub.isOnePastTheEnd()) {
2587     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2588       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2589         << handler.AccessKind;
2590     else
2591       Info.FFDiag(E);
2592     return handler.failed();
2593   }
2594
2595   APValue *O = Obj.Value;
2596   QualType ObjType = Obj.Type;
2597   const FieldDecl *LastField = nullptr;
2598
2599   // Walk the designator's path to find the subobject.
2600   for (unsigned I = 0, N = Sub.Entries.size(); /**/; ++I) {
2601     if (O->isUninit()) {
2602       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2603         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_uninit) << handler.AccessKind;
2604       return handler.failed();
2605     }
2606
2607     if (I == N) {
2608       // If we are reading an object of class type, there may still be more
2609       // things we need to check: if there are any mutable subobjects, we
2610       // cannot perform this read. (This only happens when performing a trivial
2611       // copy or assignment.)
2612       if (ObjType->isRecordType() && handler.AccessKind == AK_Read &&
2613           diagnoseUnreadableFields(Info, E, ObjType))
2614         return handler.failed();
2615
2616       if (!handler.found(*O, ObjType))
2617         return false;
2618
2619       // If we modified a bit-field, truncate it to the right width.
2620       if (handler.AccessKind != AK_Read &&
2621           LastField && LastField->isBitField() &&
2622           !truncateBitfieldValue(Info, E, *O, LastField))
2623         return false;
2624
2625       return true;
2626     }
2627
2628     LastField = nullptr;
2629     if (ObjType->isArrayType()) {
2630       // Next subobject is an array element.
2631       const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(ObjType);
2632       assert(CAT && "vla in literal type?");
2633       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2634       if (CAT->getSize().ule(Index)) {
2635         // Note, it should not be possible to form a pointer with a valid
2636         // designator which points more than one past the end of the array.
2637         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2638           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2639             << handler.AccessKind;
2640         else
2641           Info.FFDiag(E);
2642         return handler.failed();
2643       }
2644
2645       ObjType = CAT->getElementType();
2646
2647       // An array object is represented as either an Array APValue or as an
2648       // LValue which refers to a string literal.
2649       if (O->isLValue()) {
2650         assert(I == N - 1 && "extracting subobject of character?");
2651         assert(!O->hasLValuePath() || O->getLValuePath().empty());
2652         if (handler.AccessKind != AK_Read)
2653           expandStringLiteral(Info, O->getLValueBase().get<const Expr *>(),
2654                               *O);
2655         else
2656           return handler.foundString(*O, ObjType, Index);
2657       }
2658
2659       if (O->getArrayInitializedElts() > Index)
2660         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2661       else if (handler.AccessKind != AK_Read) {
2662         expandArray(*O, Index);
2663         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2664       } else
2665         O = &O->getArrayFiller();
2666     } else if (ObjType->isAnyComplexType()) {
2667       // Next subobject is a complex number.
2668       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2669       if (Index > 1) {
2670         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2671           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2672             << handler.AccessKind;
2673         else
2674           Info.FFDiag(E);
2675         return handler.failed();
2676       }
2677
2678       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2679       ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2680       if (WasConstQualified)
2681         ObjType.addConst();
2682
2683       assert(I == N - 1 && "extracting subobject of scalar?");
2684       if (O->isComplexInt()) {
2685         return handler.found(Index ? O->getComplexIntImag()
2686                                    : O->getComplexIntReal(), ObjType);
2687       } else {
2688         assert(O->isComplexFloat());
2689         return handler.found(Index ? O->getComplexFloatImag()
2690                                    : O->getComplexFloatReal(), ObjType);
2691       }
2692     } else if (const FieldDecl *Field = getAsField(Sub.Entries[I])) {
2693       if (Field->isMutable() && handler.AccessKind == AK_Read) {
2694         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1)
2695           << Field;
2696         Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2697         return handler.failed();
2698       }
2699
2700       // Next subobject is a class, struct or union field.
2701       RecordDecl *RD = ObjType->castAs<RecordType>()->getDecl();
2702       if (RD->isUnion()) {
2703         const FieldDecl *UnionField = O->getUnionField();
2704         if (!UnionField ||
2705             UnionField->getCanonicalDecl() != Field->getCanonicalDecl()) {
2706           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_inactive_union_member)
2707             << handler.AccessKind << Field << !UnionField << UnionField;
2708           return handler.failed();
2709         }
2710         O = &O->getUnionValue();
2711       } else
2712         O = &O->getStructField(Field->getFieldIndex());
2713
2714       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2715       ObjType = Field->getType();
2716       if (WasConstQualified && !Field->isMutable())
2717         ObjType.addConst();
2718
2719       if (ObjType.isVolatileQualified()) {
2720         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2721           // FIXME: Include a description of the path to the volatile subobject.
2722           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2723             << handler.AccessKind << 2 << Field;
2724           Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2725         } else {
2726           Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2727         }
2728         return handler.failed();
2729       }
2730
2731       LastField = Field;
2732     } else {
2733       // Next subobject is a base class.
2734       const CXXRecordDecl *Derived = ObjType->getAsCXXRecordDecl();
2735       const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(Sub.Entries[I]);
2736       O = &O->getStructBase(getBaseIndex(Derived, Base));
2737
2738       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2739       ObjType = Info.Ctx.getRecordType(Base);
2740       if (WasConstQualified)
2741         ObjType.addConst();
2742     }
2743   }
2744 }
2745
2746 namespace {
2747 struct ExtractSubobjectHandler {
2748   EvalInfo &Info;
2749   APValue &Result;
2750
2751   static const AccessKinds AccessKind = AK_Read;
2752
2753   typedef bool result_type;
2754   bool failed() { return false; }
2755   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2756     Result = Subobj;
2757     return true;
2758   }
2759   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2760     Result = APValue(Value);
2761     return true;
2762   }
2763   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2764     Result = APValue(Value);
2765     return true;
2766   }
2767   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2768     Result = APValue(extractStringLiteralCharacter(
2769         Info, Subobj.getLValueBase().get<const Expr *>(), Character));
2770     return true;
2771   }
2772 };
2773 } // end anonymous namespace
2774
2775 const AccessKinds ExtractSubobjectHandler::AccessKind;
2776
2777 /// Extract the designated sub-object of an rvalue.
2778 static bool extractSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2779                              const CompleteObject &Obj,
2780                              const SubobjectDesignator &Sub,
2781                              APValue &Result) {
2782   ExtractSubobjectHandler Handler = { Info, Result };
2783   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2784 }
2785
2786 namespace {
2787 struct ModifySubobjectHandler {
2788   EvalInfo &Info;
2789   APValue &NewVal;
2790   const Expr *E;
2791
2792   typedef bool result_type;
2793   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
2794
2795   bool checkConst(QualType QT) {
2796     // Assigning to a const object has undefined behavior.
2797     if (QT.isConstQualified()) {
2798       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
2799       return false;
2800     }
2801     return true;
2802   }
2803
2804   bool failed() { return false; }
2805   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2806     if (!checkConst(SubobjType))
2807       return false;
2808     // We've been given ownership of NewVal, so just swap it in.
2809     Subobj.swap(NewVal);
2810     return true;
2811   }
2812   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2813     if (!checkConst(SubobjType))
2814       return false;
2815     if (!NewVal.isInt()) {
2816       // Maybe trying to write a cast pointer value into a complex?
2817       Info.FFDiag(E);
2818       return false;
2819     }
2820     Value = NewVal.getInt();
2821     return true;
2822   }
2823   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2824     if (!checkConst(SubobjType))
2825       return false;
2826     Value = NewVal.getFloat();
2827     return true;
2828   }
2829   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2830     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements with ExpandArrays");
2831   }
2832 };
2833 } // end anonymous namespace
2834
2835 const AccessKinds ModifySubobjectHandler::AccessKind;
2836
2837 /// Update the designated sub-object of an rvalue to the given value.
2838 static bool modifySubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2839                             const CompleteObject &Obj,
2840                             const SubobjectDesignator &Sub,
2841                             APValue &NewVal) {
2842   ModifySubobjectHandler Handler = { Info, NewVal, E };
2843   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2844 }
2845
2846 /// Find the position where two subobject designators diverge, or equivalently
2847 /// the length of the common initial subsequence.
2848 static unsigned FindDesignatorMismatch(QualType ObjType,
2849                                        const SubobjectDesignator &A,
2850                                        const SubobjectDesignator &B,
2851                                        bool &WasArrayIndex) {
2852   unsigned I = 0, N = std::min(A.Entries.size(), B.Entries.size());
2853   for (/**/; I != N; ++I) {
2854     if (!ObjType.isNull() &&
2855         (ObjType->isArrayType() || ObjType->isAnyComplexType())) {
2856       // Next subobject is an array element.
2857       if (A.Entries[I].ArrayIndex != B.Entries[I].ArrayIndex) {
2858         WasArrayIndex = true;
2859         return I;
2860       }
2861       if (ObjType->isAnyComplexType())
2862         ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2863       else
2864         ObjType = ObjType->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
2865     } else {
2866       if (A.Entries[I].BaseOrMember != B.Entries[I].BaseOrMember) {
2867         WasArrayIndex = false;
2868         return I;
2869       }
2870       if (const FieldDecl *FD = getAsField(A.Entries[I]))
2871         // Next subobject is a field.
2872         ObjType = FD->getType();
2873       else
2874         // Next subobject is a base class.
2875         ObjType = QualType();
2876     }
2877   }
2878   WasArrayIndex = false;
2879   return I;
2880 }
2881
2882 /// Determine whether the given subobject designators refer to elements of the
2883 /// same array object.
2884 static bool AreElementsOfSameArray(QualType ObjType,
2885                                    const SubobjectDesignator &A,
2886                                    const SubobjectDesignator &B) {
2887   if (A.Entries.size() != B.Entries.size())
2888     return false;
2889
2890   bool IsArray = A.MostDerivedIsArrayElement;
2891   if (IsArray && A.MostDerivedPathLength != A.Entries.size())
2892     // A is a subobject of the array element.
2893     return false;
2894
2895   // If A (and B) designates an array element, the last entry will be the array
2896   // index. That doesn't have to match. Otherwise, we're in the 'implicit array
2897   // of length 1' case, and the entire path must match.
2898   bool WasArrayIndex;
2899   unsigned CommonLength = FindDesignatorMismatch(ObjType, A, B, WasArrayIndex);
2900   return CommonLength >= A.Entries.size() - IsArray;
2901 }
2902
2903 /// Find the complete object to which an LValue refers.
2904 static CompleteObject findCompleteObject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2905                                          AccessKinds AK, const LValue &LVal,
2906                                          QualType LValType) {
2907   if (!LVal.Base) {
2908     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_null) << AK;
2909     return CompleteObject();
2910   }
2911
2912   CallStackFrame *Frame = nullptr;
2913   if (LVal.CallIndex) {
2914     Frame = Info.getCallFrame(LVal.CallIndex);
2915     if (!Frame) {
2916       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_lifetime_ended, 1)
2917         << AK << LVal.Base.is<const ValueDecl*>();
2918       NoteLValueLocation(Info, LVal.Base);
2919       return CompleteObject();
2920     }
2921   }
2922
2923   // C++11 DR1311: An lvalue-to-rvalue conversion on a volatile-qualified type
2924   // is not a constant expression (even if the object is non-volatile). We also
2925   // apply this rule to C++98, in order to conform to the expected 'volatile'
2926   // semantics.
2927   if (LValType.isVolatileQualified()) {
2928     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus)
2929       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_type)
2930         << AK << LValType;
2931     else
2932       Info.FFDiag(E);
2933     return CompleteObject();
2934   }
2935
2936   // Compute value storage location and type of base object.
2937   APValue *BaseVal = nullptr;
2938   QualType BaseType = getType(LVal.Base);
2939
2940   if (const ValueDecl *D = LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
2941     // In C++98, const, non-volatile integers initialized with ICEs are ICEs.
2942     // In C++11, constexpr, non-volatile variables initialized with constant
2943     // expressions are constant expressions too. Inside constexpr functions,
2944     // parameters are constant expressions even if they're non-const.
2945     // In C++1y, objects local to a constant expression (those with a Frame) are
2946     // both readable and writable inside constant expressions.
2947     // In C, such things can also be folded, although they are not ICEs.
2948     const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D);
2949     if (VD) {
2950       if (const VarDecl *VDef = VD->getDefinition(Info.Ctx))
2951         VD = VDef;
2952     }
2953     if (!VD || VD->isInvalidDecl()) {
2954       Info.FFDiag(E);
2955       return CompleteObject();
2956     }
2957
2958     // Accesses of volatile-qualified objects are not allowed.
2959     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
2960       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2961         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2962           << AK << 1 << VD;
2963         Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2964       } else {
2965         Info.FFDiag(E);
2966       }
2967       return CompleteObject();
2968     }
2969
2970     // Unless we're looking at a local variable or argument in a constexpr call,
2971     // the variable we're reading must be const.
2972     if (!Frame) {
2973       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
2974           VD == Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl *>()) {
2975         // OK, we can read and modify an object if we're in the process of
2976         // evaluating its initializer, because its lifetime began in this
2977         // evaluation.
2978       } else if (AK != AK_Read) {
2979         // All the remaining cases only permit reading.
2980         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_global);
2981         return CompleteObject();
2982       } else if (VD->isConstexpr()) {
2983         // OK, we can read this variable.
2984       } else if (BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) {
2985         // In OpenCL if a variable is in constant address space it is a const value.
2986         if (!(BaseType.isConstQualified() ||
2987               (Info.getLangOpts().OpenCL &&
2988                BaseType.getAddressSpace() == LangAS::opencl_constant))) {
2989           if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2990             Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_const_int, 1) << VD;
2991             Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2992           } else {
2993             Info.FFDiag(E);
2994           }
2995           return CompleteObject();
2996         }
2997       } else if (BaseType->isFloatingType() && BaseType.isConstQualified()) {
2998         // We support folding of const floating-point types, in order to make
2999         // static const data members of such types (supported as an extension)
3000         // more useful.
3001         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3002           Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
3003           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3004         } else {
3005           Info.CCEDiag(E);
3006         }
3007       } else if (BaseType.isConstQualified() && VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
3008         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr) << VD;
3009         // Keep evaluating to see what we can do.
3010       } else {
3011         // FIXME: Allow folding of values of any literal type in all languages.
3012         if (Info.checkingPotentialConstantExpression() &&
3013             VD->getType().isConstQualified() && !VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
3014           // The definition of this variable could be constexpr. We can't
3015           // access it right now, but may be able to in future.
3016         } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3017           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
3018           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3019         } else {
3020           Info.FFDiag(E);
3021         }
3022         return CompleteObject();
3023       }
3024     }
3025
3026     if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, BaseVal))
3027       return CompleteObject();
3028   } else {
3029     const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3030
3031     if (!Frame) {
3032       if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
3033               dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
3034         assert(MTE->getStorageDuration() == SD_Static &&
3035                "should have a frame for a non-global materialized temporary");
3036
3037         // Per C++1y [expr.const]p2:
3038         //  an lvalue-to-rvalue conversion [is not allowed unless it applies to]
3039         //   - a [...] glvalue of integral or enumeration type that refers to
3040         //     a non-volatile const object [...]
3041         //   [...]
3042         //   - a [...] glvalue of literal type that refers to a non-volatile
3043         //     object whose lifetime began within the evaluation of e.
3044         //
3045         // C++11 misses the 'began within the evaluation of e' check and
3046         // instead allows all temporaries, including things like:
3047         //   int &&r = 1;
3048         //   int x = ++r;
3049         //   constexpr int k = r;
3050         // Therefore we use the C++1y rules in C++11 too.
3051         const ValueDecl *VD = Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>();
3052         const ValueDecl *ED = MTE->getExtendingDecl();
3053         if (!(BaseType.isConstQualified() &&
3054               BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) &&
3055             !(VD && VD->getCanonicalDecl() == ED->getCanonicalDecl())) {
3056           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_static_temporary, 1) << AK;
3057           Info.Note(MTE->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
3058           return CompleteObject();
3059         }
3060
3061         BaseVal = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(MTE, false);
3062         assert(BaseVal && "got reference to unevaluated temporary");
3063       } else {
3064         Info.FFDiag(E);
3065         return CompleteObject();
3066       }
3067     } else {
3068       BaseVal = Frame->getTemporary(Base);
3069       assert(BaseVal && "missing value for temporary");
3070     }
3071
3072     // Volatile temporary objects cannot be accessed in constant expressions.
3073     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
3074       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
3075         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
3076           << AK << 0;
3077         Info.Note(Base->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
3078       } else {
3079         Info.FFDiag(E);
3080       }
3081       return CompleteObject();
3082     }
3083   }
3084
3085   // During the construction of an object, it is not yet 'const'.
3086   // FIXME: We don't set up EvaluatingDecl for local variables or temporaries,
3087   // and this doesn't do quite the right thing for const subobjects of the
3088   // object under construction.
3089   if (LVal.getLValueBase() == Info.EvaluatingDecl) {
3090     BaseType = Info.Ctx.getCanonicalType(BaseType);
3091     BaseType.removeLocalConst();
3092   }
3093
3094   // In C++1y, we can't safely access any mutable state when we might be
3095   // evaluating after an unmodeled side effect.
3096   //
3097   // FIXME: Not all local state is mutable. Allow local constant subobjects
3098   // to be read here (but take care with 'mutable' fields).
3099   if ((Frame && Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
3100        Info.EvalStatus.HasSideEffects) ||
3101       (AK != AK_Read && Info.IsSpeculativelyEvaluating))
3102     return CompleteObject();
3103
3104   return CompleteObject(BaseVal, BaseType);
3105 }
3106
3107 /// \brief Perform an lvalue-to-rvalue conversion on the given glvalue. This
3108 /// can also be used for 'lvalue-to-lvalue' conversions for looking up the
3109 /// glvalue referred to by an entity of reference type.
3110 ///
3111 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3112 /// \param Conv - The expression for which we are performing the conversion.
3113 ///               Used for diagnostics.
3114 /// \param Type - The type of the glvalue (before stripping cv-qualifiers in the
3115 ///               case of a non-class type).
3116 /// \param LVal - The glvalue on which we are attempting to perform this action.
3117 /// \param RVal - The produced value will be placed here.
3118 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
3119                                            QualType Type,
3120                                            const LValue &LVal, APValue &RVal) {
3121   if (LVal.Designator.Invalid)
3122     return false;
3123
3124   // Check for special cases where there is no existing APValue to look at.
3125   const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3126   if (Base && !LVal.CallIndex && !Type.isVolatileQualified()) {
3127     if (const CompoundLiteralExpr *CLE = dyn_cast<CompoundLiteralExpr>(Base)) {
3128       // In C99, a CompoundLiteralExpr is an lvalue, and we defer evaluating the
3129       // initializer until now for such expressions. Such an expression can't be
3130       // an ICE in C, so this only matters for fold.
3131       if (Type.isVolatileQualified()) {
3132         Info.FFDiag(Conv);
3133         return false;
3134       }
3135       APValue Lit;
3136       if (!Evaluate(Lit, Info, CLE->getInitializer()))
3137         return false;
3138       CompleteObject LitObj(&Lit, Base->getType());
3139       return extractSubobject(Info, Conv, LitObj, LVal.Designator, RVal);
3140     } else if (isa<StringLiteral>(Base) || isa<PredefinedExpr>(Base)) {
3141       // We represent a string literal array as an lvalue pointing at the
3142       // corresponding expression, rather than building an array of chars.
3143       // FIXME: Support ObjCEncodeExpr, MakeStringConstant
3144       APValue Str(Base, CharUnits::Zero(), APValue::NoLValuePath(), 0);
3145       CompleteObject StrObj(&Str, Base->getType());
3146       return extractSubobject(Info, Conv, StrObj, LVal.Designator, RVal);
3147     }
3148   }
3149
3150   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, Conv, AK_Read, LVal, Type);
3151   return Obj && extractSubobject(Info, Conv, Obj, LVal.Designator, RVal);
3152 }
3153
3154 /// Perform an assignment of Val to LVal. Takes ownership of Val.
3155 static bool handleAssignment(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3156                              QualType LValType, APValue &Val) {
3157   if (LVal.Designator.Invalid)
3158     return false;
3159
3160   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3161     Info.FFDiag(E);
3162     return false;
3163   }
3164
3165   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3166   return Obj && modifySubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Val);
3167 }
3168
3169 static bool isOverflowingIntegerType(ASTContext &Ctx, QualType T) {
3170   return T->isSignedIntegerType() &&
3171          Ctx.getIntWidth(T) >= Ctx.getIntWidth(Ctx.IntTy);
3172 }
3173
3174 namespace {
3175 struct CompoundAssignSubobjectHandler {
3176   EvalInfo &Info;
3177   const Expr *E;
3178   QualType PromotedLHSType;
3179   BinaryOperatorKind Opcode;
3180   const APValue &RHS;
3181
3182   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
3183
3184   typedef bool result_type;
3185
3186   bool checkConst(QualType QT) {
3187     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3188     if (QT.isConstQualified()) {
3189       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3190       return false;
3191     }
3192     return true;
3193   }
3194
3195   bool failed() { return false; }
3196   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3197     switch (Subobj.getKind()) {
3198     case APValue::Int:
3199       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3200     case APValue::Float:
3201       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3202     case APValue::ComplexInt:
3203     case APValue::ComplexFloat:
3204       // FIXME: Implement complex compound assignment.
3205       Info.FFDiag(E);
3206       return false;
3207     case APValue::LValue:
3208       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3209     default:
3210       // FIXME: can this happen?
3211       Info.FFDiag(E);
3212       return false;
3213     }
3214   }
3215   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3216     if (!checkConst(SubobjType))
3217       return false;
3218
3219     if (!SubobjType->isIntegerType() || !RHS.isInt()) {
3220       // We don't support compound assignment on integer-cast-to-pointer
3221       // values.
3222       Info.FFDiag(E);
3223       return false;
3224     }
3225
3226     APSInt LHS = HandleIntToIntCast(Info, E, PromotedLHSType,
3227                                     SubobjType, Value);
3228     if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHS, Opcode, RHS.getInt(), LHS))
3229       return false;
3230     Value = HandleIntToIntCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType, LHS);
3231     return true;
3232   }
3233   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3234     return checkConst(SubobjType) &&
3235            HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType,
3236                                   Value) &&
3237            handleFloatFloatBinOp(Info, E, Value, Opcode, RHS.getFloat()) &&
3238            HandleFloatToFloatCast(Info, E, PromotedLHSType, SubobjType, Value);
3239   }
3240   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3241     if (!checkConst(SubobjType))
3242       return false;
3243
3244     QualType PointeeType;
3245     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3246       PointeeType = PT->getPointeeType();
3247
3248     if (PointeeType.isNull() || !RHS.isInt() ||
3249         (Opcode != BO_Add && Opcode != BO_Sub)) {
3250       Info.FFDiag(E);
3251       return false;
3252     }
3253
3254     APSInt Offset = RHS.getInt();
3255     if (Opcode == BO_Sub)
3256       negateAsSigned(Offset);
3257
3258     LValue LVal;
3259     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3260     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType, Offset))
3261       return false;
3262     LVal.moveInto(Subobj);
3263     return true;
3264   }
3265   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
3266     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
3267   }
3268 };
3269 } // end anonymous namespace
3270
3271 const AccessKinds CompoundAssignSubobjectHandler::AccessKind;
3272
3273 /// Perform a compound assignment of LVal <op>= RVal.
3274 static bool handleCompoundAssignment(
3275     EvalInfo &Info, const Expr *E,
3276     const LValue &LVal, QualType LValType, QualType PromotedLValType,
3277     BinaryOperatorKind Opcode, const APValue &RVal) {
3278   if (LVal.Designator.Invalid)
3279     return false;
3280
3281   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3282     Info.FFDiag(E);
3283     return false;
3284   }
3285
3286   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3287   CompoundAssignSubobjectHandler Handler = { Info, E, PromotedLValType, Opcode,
3288                                              RVal };
3289   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3290 }
3291
3292 namespace {
3293 struct IncDecSubobjectHandler {
3294   EvalInfo &Info;
3295   const Expr *E;
3296   AccessKinds AccessKind;
3297   APValue *Old;
3298
3299   typedef bool result_type;
3300
3301   bool checkConst(QualType QT) {
3302     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3303     if (QT.isConstQualified()) {
3304       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3305       return false;
3306     }
3307     return true;
3308   }
3309
3310   bool failed() { return false; }
3311   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3312     // Stash the old value. Also clear Old, so we don't clobber it later
3313     // if we're post-incrementing a complex.
3314     if (Old) {
3315       *Old = Subobj;
3316       Old = nullptr;
3317     }
3318
3319     switch (Subobj.getKind()) {
3320     case APValue::Int:
3321       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3322     case APValue::Float:
3323       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3324     case APValue::ComplexInt:
3325       return found(Subobj.getComplexIntReal(),
3326                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3327                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3328     case APValue::ComplexFloat:
3329       return found(Subobj.getComplexFloatReal(),
3330                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3331                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3332     case APValue::LValue:
3333       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3334     default:
3335       // FIXME: can this happen?
3336       Info.FFDiag(E);
3337       return false;
3338     }
3339   }
3340   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3341     if (!checkConst(SubobjType))
3342       return false;
3343
3344     if (!SubobjType->isIntegerType()) {
3345       // We don't support increment / decrement on integer-cast-to-pointer
3346       // values.
3347       Info.FFDiag(E);
3348       return false;
3349     }
3350
3351     if (Old) *Old = APValue(Value);
3352
3353     // bool arithmetic promotes to int, and the conversion back to bool
3354     // doesn't reduce mod 2^n, so special-case it.
3355     if (SubobjType->isBooleanType()) {
3356       if (AccessKind == AK_Increment)
3357         Value = 1;
3358       else
3359         Value = !Value;
3360       return true;
3361     }
3362
3363     bool WasNegative = Value.isNegative();
3364     if (AccessKind == AK_Increment) {
3365       ++Value;
3366
3367       if (!WasNegative && Value.isNegative() &&
3368           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
3369         APSInt ActualValue(Value, /*IsUnsigned*/true);
3370         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3371       }
3372     } else {
3373       --Value;
3374
3375       if (WasNegative && !Value.isNegative() &&
3376           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
3377         unsigned BitWidth = Value.getBitWidth();
3378         APSInt ActualValue(Value.sext(BitWidth + 1), /*IsUnsigned*/false);
3379         ActualValue.setBit(BitWidth);
3380         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3381       }
3382     }
3383     return true;
3384   }
3385   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3386     if (!checkConst(SubobjType))
3387       return false;
3388
3389     if (Old) *Old = APValue(Value);
3390
3391     APFloat One(Value.getSemantics(), 1);
3392     if (AccessKind == AK_Increment)
3393       Value.add(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3394     else
3395       Value.subtract(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3396     return true;
3397   }
3398   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3399     if (!checkConst(SubobjType))
3400       return false;
3401
3402     QualType PointeeType;
3403     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3404       PointeeType = PT->getPointeeType();
3405     else {
3406       Info.FFDiag(E);
3407       return false;
3408     }
3409
3410     LValue LVal;
3411     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3412     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType,
3413                                      AccessKind == AK_Increment ? 1 : -1))
3414       return false;
3415     LVal.moveInto(Subobj);
3416     return true;
3417   }
3418   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
3419     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
3420   }
3421 };
3422 } // end anonymous namespace
3423
3424 /// Perform an increment or decrement on LVal.
3425 static bool handleIncDec(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3426                          QualType LValType, bool IsIncrement, APValue *Old) {
3427   if (LVal.Designator.Invalid)
3428     return false;
3429
3430   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3431     Info.FFDiag(E);
3432     return false;
3433   }
3434
3435   AccessKinds AK = IsIncrement ? AK_Increment : AK_Decrement;
3436   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK, LVal, LValType);
3437   IncDecSubobjectHandler Handler = { Info, E, AK, Old };
3438   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3439 }
3440
3441 /// Build an lvalue for the object argument of a member function call.
3442 static bool EvaluateObjectArgument(EvalInfo &Info, const Expr *Object,
3443                                    LValue &This) {
3444   if (Object->getType()->isPointerType())
3445     return EvaluatePointer(Object, This, Info);
3446
3447   if (Object->isGLValue())
3448     return EvaluateLValue(Object, This, Info);
3449
3450   if (Object->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
3451     return EvaluateTemporary(Object, This, Info);
3452
3453   Info.FFDiag(Object, diag::note_constexpr_nonliteral) << Object->getType();
3454   return false;
3455 }
3456
3457 /// HandleMemberPointerAccess - Evaluate a member access operation and build an
3458 /// lvalue referring to the result.
3459 ///
3460 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3461 /// \param LV - An lvalue referring to the base of the member pointer.
3462 /// \param RHS - The member pointer expression.
3463 /// \param IncludeMember - Specifies whether the member itself is included in
3464 ///        the resulting LValue subobject designator. This is not possible when
3465 ///        creating a bound member function.
3466 /// \return The field or method declaration to which the member pointer refers,
3467 ///         or 0 if evaluation fails.
3468 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3469                                                   QualType LVType,
3470                                                   LValue &LV,
3471                                                   const Expr *RHS,
3472                                                   bool IncludeMember = true) {
3473   MemberPtr MemPtr;
3474   if (!EvaluateMemberPointer(RHS, MemPtr, Info))
3475     return nullptr;
3476
3477   // C++11 [expr.mptr.oper]p6: If the second operand is the null pointer to
3478   // member value, the behavior is undefined.
3479   if (!MemPtr.getDecl()) {
3480     // FIXME: Specific diagnostic.
3481     Info.FFDiag(RHS);
3482     return nullptr;
3483   }
3484
3485   if (MemPtr.isDerivedMember()) {
3486     // This is a member of some derived class. Truncate LV appropriately.
3487     // The end of the derived-to-base path for the base object must match the
3488     // derived-to-base path for the member pointer.
3489     if (LV.Designator.MostDerivedPathLength + MemPtr.Path.size() >
3490         LV.Designator.Entries.size()) {
3491       Info.FFDiag(RHS);
3492       return nullptr;
3493     }
3494     unsigned PathLengthToMember =
3495         LV.Designator.Entries.size() - MemPtr.Path.size();
3496     for (unsigned I = 0, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3497       const CXXRecordDecl *LVDecl = getAsBaseClass(
3498           LV.Designator.Entries[PathLengthToMember + I]);
3499       const CXXRecordDecl *MPDecl = MemPtr.Path[I];
3500       if (LVDecl->getCanonicalDecl() != MPDecl->getCanonicalDecl()) {
3501         Info.FFDiag(RHS);
3502         return nullptr;
3503       }
3504     }
3505
3506     // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3507     if (!CastToDerivedClass(Info, RHS, LV, MemPtr.getContainingRecord(),
3508                             PathLengthToMember))
3509       return nullptr;
3510   } else if (!MemPtr.Path.empty()) {
3511     // Extend the LValue path with the member pointer's path.
3512     LV.Designator.Entries.reserve(LV.Designator.Entries.size() +
3513                                   MemPtr.Path.size() + IncludeMember);
3514
3515     // Walk down to the appropriate base class.
3516     if (const PointerType *PT = LVType->getAs<PointerType>())
3517       LVType = PT->getPointeeType();
3518     const CXXRecordDecl *RD = LVType->getAsCXXRecordDecl();
3519     assert(RD && "member pointer access on non-class-type expression");
3520     // The first class in the path is that of the lvalue.
3521     for (unsigned I = 1, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3522       const CXXRecordDecl *Base = MemPtr.Path[N - I - 1];
3523       if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD, Base))
3524         return nullptr;
3525       RD = Base;
3526     }
3527     // Finally cast to the class containing the member.
3528     if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD,
3529                                 MemPtr.getContainingRecord()))
3530       return nullptr;
3531   }
3532
3533   // Add the member. Note that we cannot build bound member functions here.
3534   if (IncludeMember) {
3535     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3536       if (!HandleLValueMember(Info, RHS, LV, FD))
3537         return nullptr;
3538     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD =
3539                  dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3540       if (!HandleLValueIndirectMember(Info, RHS, LV, IFD))
3541         return nullptr;
3542     } else {
3543       llvm_unreachable("can't construct reference to bound member function");
3544     }
3545   }
3546
3547   return MemPtr.getDecl();
3548 }
3549
3550 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3551                                                   const BinaryOperator *BO,
3552                                                   LValue &LV,
3553                                                   bool IncludeMember = true) {
3554   assert(BO->getOpcode() == BO_PtrMemD || BO->getOpcode() == BO_PtrMemI);
3555
3556   if (!EvaluateObjectArgument(Info, BO->getLHS(), LV)) {
3557     if (Info.noteFailure()) {
3558       MemberPtr MemPtr;
3559       EvaluateMemberPointer(BO->getRHS(), MemPtr, Info);
3560     }
3561     return nullptr;
3562   }
3563
3564   return HandleMemberPointerAccess(Info, BO->getLHS()->getType(), LV,
3565                                    BO->getRHS(), IncludeMember);
3566 }
3567
3568 /// HandleBaseToDerivedCast - Apply the given base-to-derived cast operation on
3569 /// the provided lvalue, which currently refers to the base object.
3570 static bool HandleBaseToDerivedCast(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
3571                                     LValue &Result) {
3572   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
3573   if (D.Invalid || !Result.checkNullPointer(Info, E, CSK_Derived))
3574     return false;
3575
3576   QualType TargetQT = E->getType();
3577   if (const PointerType *PT = TargetQT->getAs<PointerType>())
3578     TargetQT = PT->getPointeeType();
3579
3580   // Check this cast lands within the final derived-to-base subobject path.
3581   if (D.MostDerivedPathLength + E->path_size() > D.Entries.size()) {
3582     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3583       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3584     return false;
3585   }
3586
3587   // Check the type of the final cast. We don't need to check the path,
3588   // since a cast can only be formed if the path is unique.
3589   unsigned NewEntriesSize = D.Entries.size() - E->path_size();
3590   const CXXRecordDecl *TargetType = TargetQT->getAsCXXRecordDecl();
3591   const CXXRecordDecl *FinalType;
3592   if (NewEntriesSize == D.MostDerivedPathLength)
3593     FinalType = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
3594   else
3595     FinalType = getAsBaseClass(D.Entries[NewEntriesSize - 1]);
3596   if (FinalType->getCanonicalDecl() != TargetType->getCanonicalDecl()) {
3597     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3598       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3599     return false;
3600   }
3601
3602   // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3603   return CastToDerivedClass(Info, E, Result, TargetType, NewEntriesSize);
3604 }
3605
3606 namespace {
3607 enum EvalStmtResult {
3608   /// Evaluation failed.
3609   ESR_Failed,
3610   /// Hit a 'return' statement.
3611   ESR_Returned,
3612   /// Evaluation succeeded.
3613   ESR_Succeeded,
3614   /// Hit a 'continue' statement.
3615   ESR_Continue,
3616   /// Hit a 'break' statement.
3617   ESR_Break,
3618   /// Still scanning for 'case' or 'default' statement.
3619   ESR_CaseNotFound
3620 };
3621 }
3622
3623 static bool EvaluateVarDecl(EvalInfo &Info, const VarDecl *VD) {
3624   // We don't need to evaluate the initializer for a static local.
3625   if (!VD->hasLocalStorage())
3626     return true;
3627
3628   LValue Result;
3629   Result.set(VD, Info.CurrentCall->Index);
3630   APValue &Val = Info.CurrentCall->createTemporary(VD, true);
3631
3632   const Expr *InitE = VD->getInit();
3633   if (!InitE) {
3634     Info.FFDiag(VD->getLocStart(), diag::note_constexpr_uninitialized)
3635       << false << VD->getType();
3636     Val = APValue();
3637     return false;
3638   }
3639
3640   if (InitE->isValueDependent())
3641     return false;
3642
3643   if (!EvaluateInPlace(Val, Info, Result, InitE)) {
3644     // Wipe out any partially-computed value, to allow tracking that this
3645     // evaluation failed.
3646     Val = APValue();
3647     return false;
3648   }
3649
3650   return true;
3651 }
3652
3653 static bool EvaluateDecl(EvalInfo &Info, const Decl *D) {
3654   bool OK = true;
3655
3656   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
3657     OK &= EvaluateVarDecl(Info, VD);
3658
3659   if (const DecompositionDecl *DD = dyn_cast<DecompositionDecl>(D))
3660     for (auto *BD : DD->bindings())
3661       if (auto *VD = BD->getHoldingVar())
3662         OK &= EvaluateDecl(Info, VD);
3663
3664   return OK;
3665 }
3666
3667
3668 /// Evaluate a condition (either a variable declaration or an expression).
3669 static bool EvaluateCond(EvalInfo &Info, const VarDecl *CondDecl,
3670                          const Expr *Cond, bool &Result) {
3671   FullExpressionRAII Scope(Info);
3672   if (CondDecl && !EvaluateDecl(Info, CondDecl))
3673     return false;
3674   return EvaluateAsBooleanCondition(Cond, Result, Info);
3675 }
3676
3677 namespace {
3678 /// \brief A location where the result (returned value) of evaluating a
3679 /// statement should be stored.
3680 struct StmtResult {
3681   /// The APValue that should be filled in with the returned value.
3682   APValue &Value;
3683   /// The location containing the result, if any (used to support RVO).
3684   const LValue *Slot;
3685 };
3686 }
3687
3688 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3689                                    const Stmt *S,
3690                                    const SwitchCase *SC = nullptr);
3691
3692 /// Evaluate the body of a loop, and translate the result as appropriate.
3693 static EvalStmtResult EvaluateLoopBody(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3694                                        const Stmt *Body,
3695                                        const SwitchCase *Case = nullptr) {
3696   BlockScopeRAII Scope(Info);
3697   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Body, Case)) {
3698   case ESR_Break:
3699     return ESR_Succeeded;
3700   case ESR_Succeeded:
3701   case ESR_Continue:
3702     return ESR_Continue;
3703   case ESR_Failed:
3704   case ESR_Returned:
3705   case ESR_CaseNotFound:
3706     return ESR;
3707   }
3708   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3709 }
3710
3711 /// Evaluate a switch statement.
3712 static EvalStmtResult EvaluateSwitch(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3713                                      const SwitchStmt *SS) {
3714   BlockScopeRAII Scope(Info);
3715
3716   // Evaluate the switch condition.
3717   APSInt Value;
3718   {
3719     FullExpressionRAII Scope(Info);
3720     if (const Stmt *Init = SS->getInit()) {
3721       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
3722       if (ESR != ESR_Succeeded)
3723         return ESR;
3724     }
3725     if (SS->getConditionVariable() &&
3726         !EvaluateDecl(Info, SS->getConditionVariable()))
3727       return ESR_Failed;
3728     if (!EvaluateInteger(SS->getCond(), Value, Info))
3729       return ESR_Failed;
3730   }
3731
3732   // Find the switch case corresponding to the value of the condition.
3733   // FIXME: Cache this lookup.
3734   const SwitchCase *Found = nullptr;
3735   for (const SwitchCase *SC = SS->getSwitchCaseList(); SC;
3736        SC = SC->getNextSwitchCase()) {
3737     if (isa<DefaultStmt>(SC)) {
3738       Found = SC;
3739       continue;
3740     }
3741
3742     const CaseStmt *CS = cast<CaseStmt>(SC);
3743     APSInt LHS = CS->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx);
3744     APSInt RHS = CS->getRHS() ? CS->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx)
3745                               : LHS;
3746     if (LHS <= Value && Value <= RHS) {
3747       Found = SC;
3748       break;
3749     }
3750   }
3751
3752   if (!Found)
3753     return ESR_Succeeded;
3754
3755   // Search the switch body for the switch case and evaluate it from there.
3756   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SS->getBody(), Found)) {
3757   case ESR_Break:
3758     return ESR_Succeeded;
3759   case ESR_Succeeded:
3760   case ESR_Continue:
3761   case ESR_Failed:
3762   case ESR_Returned:
3763     return ESR;
3764   case ESR_CaseNotFound:
3765     // This can only happen if the switch case is nested within a statement
3766     // expression. We have no intention of supporting that.
3767     Info.FFDiag(Found->getLocStart(), diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
3768     return ESR_Failed;
3769   }
3770   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3771 }
3772
3773 // Evaluate a statement.
3774 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3775                                    const Stmt *S, const SwitchCase *Case) {
3776   if (!Info.nextStep(S))
3777     return ESR_Failed;
3778
3779   // If we're hunting down a 'case' or 'default' label, recurse through
3780   // substatements until we hit the label.
3781   if (Case) {
3782     // FIXME: We don't start the lifetime of objects whose initialization we
3783     // jump over. However, such objects must be of class type with a trivial
3784     // default constructor that initialize all subobjects, so must be empty,
3785     // so this almost never matters.
3786     switch (S->getStmtClass()) {
3787     case Stmt::CompoundStmtClass:
3788       // FIXME: Precompute which substatement of a compound statement we
3789       // would jump to, and go straight there rather than performing a
3790       // linear scan each time.
3791     case Stmt::LabelStmtClass:
3792     case Stmt::AttributedStmtClass:
3793     case Stmt::DoStmtClass:
3794       break;
3795
3796     case Stmt::CaseStmtClass:
3797     case Stmt::DefaultStmtClass:
3798       if (Case == S)
3799         Case = nullptr;
3800       break;
3801
3802     case Stmt::IfStmtClass: {
3803       // FIXME: Precompute which side of an 'if' we would jump to, and go
3804       // straight there rather than scanning both sides.
3805       const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3806
3807       // Wrap the evaluation in a block scope, in case it's a DeclStmt
3808       // preceded by our switch label.
3809       BlockScopeRAII Scope(Info);
3810
3811       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, IS->getThen(), Case);
3812       if (ESR != ESR_CaseNotFound || !IS->getElse())
3813         return ESR;
3814       return EvaluateStmt(Result, Info, IS->getElse(), Case);
3815     }
3816
3817     case Stmt::WhileStmtClass: {
3818       EvalStmtResult ESR =
3819           EvaluateLoopBody(Result, Info, cast<WhileStmt>(S)->getBody(), Case);
3820       if (ESR != ESR_Continue)
3821         return ESR;
3822       break;
3823     }
3824
3825     case Stmt::ForStmtClass: {
3826       const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3827       EvalStmtResult ESR =
3828           EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody(), Case);
3829       if (ESR != ESR_Continue)
3830         return ESR;
3831       if (FS->getInc()) {
3832         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3833         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3834           return ESR_Failed;
3835       }
3836       break;
3837     }
3838
3839     case Stmt::DeclStmtClass:
3840       // FIXME: If the variable has initialization that can't be jumped over,
3841       // bail out of any immediately-surrounding compound-statement too.
3842     default:
3843       return ESR_CaseNotFound;
3844     }
3845   }
3846
3847   switch (S->getStmtClass()) {
3848   default:
3849     if (const Expr *E = dyn_cast<Expr>(S)) {
3850       // Don't bother evaluating beyond an expression-statement which couldn't
3851       // be evaluated.
3852       FullExpressionRAII Scope(Info);
3853       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, E))
3854         return ESR_Failed;
3855       return ESR_Succeeded;
3856     }
3857
3858     Info.FFDiag(S->getLocStart());
3859     return ESR_Failed;
3860
3861   case Stmt::NullStmtClass:
3862     return ESR_Succeeded;
3863
3864   case Stmt::DeclStmtClass: {
3865     const DeclStmt *DS = cast<DeclStmt>(S);
3866     for (const auto *DclIt : DS->decls()) {
3867       // Each declaration initialization is its own full-expression.
3868       // FIXME: This isn't quite right; if we're performing aggregate
3869       // initialization, each braced subexpression is its own full-expression.
3870       FullExpressionRAII Scope(Info);
3871       if (!EvaluateDecl(Info, DclIt) && !Info.noteFailure())
3872         return ESR_Failed;
3873     }
3874     return ESR_Succeeded;
3875   }
3876
3877   case Stmt::ReturnStmtClass: {
3878     const Expr *RetExpr = cast<ReturnStmt>(S)->getRetValue();
3879     FullExpressionRAII Scope(Info);
3880     if (RetExpr &&
3881         !(Result.Slot
3882               ? EvaluateInPlace(Result.Value, Info, *Result.Slot, RetExpr)
3883               : Evaluate(Result.Value, Info, RetExpr)))
3884       return ESR_Failed;
3885     return ESR_Returned;
3886   }
3887
3888   case Stmt::CompoundStmtClass: {
3889     BlockScopeRAII Scope(Info);
3890
3891     const CompoundStmt *CS = cast<CompoundStmt>(S);
3892     for (const auto *BI : CS->body()) {
3893       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, BI, Case);
3894       if (ESR == ESR_Succeeded)
3895         Case = nullptr;
3896       else if (ESR != ESR_CaseNotFound)
3897         return ESR;
3898     }
3899     return Case ? ESR_CaseNotFound : ESR_Succeeded;
3900   }
3901
3902   case Stmt::IfStmtClass: {
3903     const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3904
3905     // Evaluate the condition, as either a var decl or as an expression.
3906     BlockScopeRAII Scope(Info);
3907     if (const Stmt *Init = IS->getInit()) {
3908       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
3909       if (ESR != ESR_Succeeded)
3910         return ESR;
3911     }
3912     bool Cond;
3913     if (!EvaluateCond(Info, IS->getConditionVariable(), IS->getCond(), Cond))
3914       return ESR_Failed;
3915
3916     if (const Stmt *SubStmt = Cond ? IS->getThen() : IS->getElse()) {
3917       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SubStmt);
3918       if (ESR != ESR_Succeeded)
3919         return ESR;
3920     }
3921     return ESR_Succeeded;
3922   }
3923
3924   case Stmt::WhileStmtClass: {
3925     const WhileStmt *WS = cast<WhileStmt>(S);
3926     while (true) {
3927       BlockScopeRAII Scope(Info);
3928       bool Continue;
3929       if (!EvaluateCond(Info, WS->getConditionVariable(), WS->getCond(),
3930                         Continue))
3931         return ESR_Failed;
3932       if (!Continue)
3933         break;
3934
3935       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, WS->getBody());
3936       if (ESR != ESR_Continue)
3937         return ESR;
3938     }
3939     return ESR_Succeeded;
3940   }
3941
3942   case Stmt::DoStmtClass: {
3943     const DoStmt *DS = cast<DoStmt>(S);
3944     bool Continue;
3945     do {
3946       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, DS->getBody(), Case);
3947       if (ESR != ESR_Continue)
3948         return ESR;
3949       Case = nullptr;
3950
3951       FullExpressionRAII CondScope(Info);
3952       if (!EvaluateAsBooleanCondition(DS->getCond(), Continue, Info))
3953         return ESR_Failed;
3954     } while (Continue);
3955     return ESR_Succeeded;
3956   }
3957
3958   case Stmt::ForStmtClass: {
3959     const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3960     BlockScopeRAII Scope(Info);
3961     if (FS->getInit()) {
3962       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getInit());
3963       if (ESR != ESR_Succeeded)
3964         return ESR;
3965     }
3966     while (true) {
3967       BlockScopeRAII Scope(Info);
3968       bool Continue = true;
3969       if (FS->getCond() && !EvaluateCond(Info, FS->getConditionVariable(),
3970                                          FS->getCond(), Continue))
3971         return ESR_Failed;
3972       if (!Continue)
3973         break;
3974
3975       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
3976       if (ESR != ESR_Continue)
3977         return ESR;
3978
3979       if (FS->getInc()) {
3980         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3981         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3982           return ESR_Failed;
3983       }
3984     }
3985     return ESR_Succeeded;
3986   }
3987
3988   case Stmt::CXXForRangeStmtClass: {
3989     const CXXForRangeStmt *FS = cast<CXXForRangeStmt>(S);
3990     BlockScopeRAII Scope(Info);
3991
3992     // Initialize the __range variable.
3993     EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getRangeStmt());
3994     if (ESR != ESR_Succeeded)
3995       return ESR;
3996
3997     // Create the __begin and __end iterators.
3998     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getBeginStmt());
3999     if (ESR != ESR_Succeeded)
4000       return ESR;
4001     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getEndStmt());
4002     if (ESR != ESR_Succeeded)
4003       return ESR;
4004
4005     while (true) {
4006       // Condition: __begin != __end.
4007       {
4008         bool Continue = true;
4009         FullExpressionRAII CondExpr(Info);
4010         if (!EvaluateAsBooleanCondition(FS->getCond(), Continue, Info))
4011           return ESR_Failed;
4012         if (!Continue)
4013           break;
4014       }
4015
4016       // User's variable declaration, initialized by *__begin.
4017       BlockScopeRAII InnerScope(Info);
4018       ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getLoopVarStmt());
4019       if (ESR != ESR_Succeeded)
4020         return ESR;
4021
4022       // Loop body.
4023       ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
4024       if (ESR != ESR_Continue)
4025         return ESR;
4026
4027       // Increment: ++__begin
4028       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
4029         return ESR_Failed;
4030     }
4031
4032     return ESR_Succeeded;
4033   }
4034
4035   case Stmt::SwitchStmtClass:
4036     return EvaluateSwitch(Result, Info, cast<SwitchStmt>(S));
4037
4038   case Stmt::ContinueStmtClass:
4039     return ESR_Continue;
4040
4041   case Stmt::BreakStmtClass:
4042     return ESR_Break;
4043
4044   case Stmt::LabelStmtClass:
4045     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<LabelStmt>(S)->getSubStmt(), Case);
4046
4047   case Stmt::AttributedStmtClass:
4048     // As a general principle, C++11 attributes can be ignored without
4049     // any semantic impact.
4050     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<AttributedStmt>(S)->getSubStmt(),
4051                         Case);
4052
4053   case Stmt::CaseStmtClass:
4054   case Stmt::DefaultStmtClass:
4055     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<SwitchCase>(S)->getSubStmt(), Case);
4056   }
4057 }
4058
4059 /// CheckTrivialDefaultConstructor - Check whether a constructor is a trivial
4060 /// default constructor. If so, we'll fold it whether or not it's marked as
4061 /// constexpr. If it is marked as constexpr, we will never implicitly define it,
4062 /// so we need special handling.
4063 static bool CheckTrivialDefaultConstructor(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
4064                                            const CXXConstructorDecl *CD,
4065                                            bool IsValueInitialization) {
4066   if (!CD->isTrivial() || !CD->isDefaultConstructor())
4067     return false;
4068
4069   // Value-initialization does not call a trivial default constructor, so such a
4070   // call is a core constant expression whether or not the constructor is
4071   // constexpr.
4072   if (!CD->isConstexpr() && !IsValueInitialization) {
4073     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4074       // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function,
4075       // we should be much more explicit about why it's not constexpr.
4076       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4077         << /*IsConstexpr*/0 << /*IsConstructor*/1 << CD;
4078       Info.Note(CD->getLocation(), diag::note_declared_at);
4079     } else {
4080       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4081     }
4082   }
4083   return true;
4084 }
4085
4086 /// CheckConstexprFunction - Check that a function can be called in a constant
4087 /// expression.
4088 static bool CheckConstexprFunction(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
4089                                    const FunctionDecl *Declaration,
4090                                    const FunctionDecl *Definition,
4091                                    const Stmt *Body) {
4092   // Potential constant expressions can contain calls to declared, but not yet
4093   // defined, constexpr functions.
4094   if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && !Definition &&
4095       Declaration->isConstexpr())
4096     return false;
4097
4098   // Bail out with no diagnostic if the function declaration itself is invalid.
4099   // We will have produced a relevant diagnostic while parsing it.
4100   if (Declaration->isInvalidDecl())
4101     return false;
4102
4103   // Can we evaluate this function call?
4104   if (Definition && Definition->isConstexpr() &&
4105       !Definition->isInvalidDecl() && Body)
4106     return true;
4107
4108   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4109     const FunctionDecl *DiagDecl = Definition ? Definition : Declaration;
4110     
4111     // If this function is not constexpr because it is an inherited
4112     // non-constexpr constructor, diagnose that directly.
4113     auto *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(DiagDecl);
4114     if (CD && CD->isInheritingConstructor()) {
4115       auto *Inherited = CD->getInheritedConstructor().getConstructor();
4116       if (!Inherited->isConstexpr()) 
4117         DiagDecl = CD = Inherited;
4118     }
4119
4120     // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function
4121     // or an inheriting constructor, we should be much more explicit about why
4122     // it's not constexpr.
4123     if (CD && CD->isInheritingConstructor())
4124       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_inhctor, 1)
4125         << CD->getInheritedConstructor().getConstructor()->getParent();
4126     else
4127       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4128         << DiagDecl->isConstexpr() << (bool)CD << DiagDecl;
4129     Info.Note(DiagDecl->getLocation(), diag::note_declared_at);
4130   } else {
4131     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4132   }
4133   return false;
4134 }
4135
4136 /// Determine if a class has any fields that might need to be copied by a
4137 /// trivial copy or move operation.
4138 static bool hasFields(const CXXRecordDecl *RD) {
4139   if (!RD || RD->isEmpty())
4140     return false;
4141   for (auto *FD : RD->fields()) {
4142     if (FD->isUnnamedBitfield())
4143       continue;
4144     return true;
4145   }
4146   for (auto &Base : RD->bases())
4147     if (hasFields(Base.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
4148       return true;
4149   return false;
4150 }
4151
4152 namespace {
4153 typedef SmallVector<APValue, 8> ArgVector;
4154 }
4155
4156 /// EvaluateArgs - Evaluate the arguments to a function call.
4157 static bool EvaluateArgs(ArrayRef<const Expr*> Args, ArgVector &ArgValues,
4158                          EvalInfo &Info) {
4159   bool Success = true;
4160   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
4161        I != E; ++I) {
4162     if (!Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I)) {
4163       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
4164       // initializers even if some of them fail.
4165       if (!Info.noteFailure())
4166         return false;
4167       Success = false;
4168     }
4169   }
4170   return Success;
4171 }
4172
4173 /// Evaluate a function call.
4174 static bool HandleFunctionCall(SourceLocation CallLoc,
4175                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
4176                                ArrayRef<const Expr*> Args, const Stmt *Body,
4177                                EvalInfo &Info, APValue &Result,
4178                                const LValue *ResultSlot) {
4179   ArgVector ArgValues(Args.size());
4180   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
4181     return false;
4182
4183   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
4184     return false;
4185
4186   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Callee, This, ArgValues.data());
4187
4188   // For a trivial copy or move assignment, perform an APValue copy. This is
4189   // essential for unions, where the operations performed by the assignment
4190   // operator cannot be represented as statements.
4191   //
4192   // Skip this for non-union classes with no fields; in that case, the defaulted
4193   // copy/move does not actually read the object.
4194   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
4195   if (MD && MD->isDefaulted() &&
4196       (MD->getParent()->isUnion() ||
4197        (MD->isTrivial() && hasFields(MD->getParent())))) {
4198     assert(This &&
4199            (MD->isCopyAssignmentOperator() || MD->isMoveAssignmentOperator()));
4200     LValue RHS;
4201     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
4202     APValue RHSValue;
4203     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, Args[0], Args[0]->getType(),
4204                                         RHS, RHSValue))
4205       return false;
4206     if (!handleAssignment(Info, Args[0], *This, MD->getThisType(Info.Ctx),
4207                           RHSValue))
4208       return false;
4209     This->moveInto(Result);
4210     return true;
4211   } else if (MD && isLambdaCallOperator(MD)) {
4212     // We're in a lambda; determine the lambda capture field maps.
4213     MD->getParent()->getCaptureFields(Frame.LambdaCaptureFields,
4214                                       Frame.LambdaThisCaptureField);
4215   }
4216
4217   StmtResult Ret = {Result, ResultSlot};
4218   EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Ret, Info, Body);
4219   if (ESR == ESR_Succeeded) {
4220     if (Callee->getReturnType()->isVoidType())
4221       return true;
4222     Info.FFDiag(Callee->getLocEnd(), diag::note_constexpr_no_return);
4223   }
4224   return ESR == ESR_Returned;
4225 }
4226
4227 /// Evaluate a constructor call.
4228 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
4229                                   APValue *ArgValues,
4230                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
4231                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
4232   SourceLocation CallLoc = E->getExprLoc();
4233   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
4234     return false;
4235
4236   const CXXRecordDecl *RD = Definition->getParent();
4237   if (RD->getNumVBases()) {
4238     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
4239     return false;
4240   }
4241
4242   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Definition, &This, ArgValues);
4243
4244   // FIXME: Creating an APValue just to hold a nonexistent return value is
4245   // wasteful.
4246   APValue RetVal;
4247   StmtResult Ret = {RetVal, nullptr};
4248
4249   // If it's a delegating constructor, delegate.
4250   if (Definition->isDelegatingConstructor()) {
4251     CXXConstructorDecl::init_const_iterator I = Definition->init_begin();
4252     {
4253       FullExpressionRAII InitScope(Info);
4254       if (!EvaluateInPlace(Result, Info, This, (*I)->getInit()))
4255         return false;
4256     }
4257     return EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
4258   }
4259
4260   // For a trivial copy or move constructor, perform an APValue copy. This is
4261   // essential for unions (or classes with anonymous union members), where the
4262   // operations performed by the constructor cannot be represented by
4263   // ctor-initializers.
4264   //
4265   // Skip this for empty non-union classes; we should not perform an
4266   // lvalue-to-rvalue conversion on them because their copy constructor does not
4267   // actually read them.
4268   if (Definition->isDefaulted() && Definition->isCopyOrMoveConstructor() &&
4269       (Definition->getParent()->isUnion() ||
4270        (Definition->isTrivial() && hasFields(Definition->getParent())))) {
4271     LValue RHS;
4272     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
4273     return handleLValueToRValueConversion(
4274         Info, E, Definition->getParamDecl(0)->getType().getNonReferenceType(),
4275         RHS, Result);
4276   }
4277
4278   // Reserve space for the struct members.
4279   if (!RD->isUnion() && Result.isUninit())
4280     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), RD->getNumBases(),
4281                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
4282
4283   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
4284   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
4285
4286   // A scope for temporaries lifetime-extended by reference members.
4287   BlockScopeRAII LifetimeExtendedScope(Info);
4288
4289   bool Success = true;
4290   unsigned BasesSeen = 0;
4291 #ifndef NDEBUG
4292   CXXRecordDecl::base_class_const_iterator BaseIt = RD->bases_begin();
4293 #endif
4294   for (const auto *I : Definition->inits()) {
4295     LValue Subobject = This;
4296     APValue *Value = &Result;
4297
4298     // Determine the subobject to initialize.
4299     FieldDecl *FD = nullptr;
4300     if (I->isBaseInitializer()) {
4301       QualType BaseType(I->getBaseClass(), 0);
4302 #ifndef NDEBUG
4303       // Non-virtual base classes are initialized in the order in the class
4304       // definition. We have already checked for virtual base classes.
4305       assert(!BaseIt->isVirtual() && "virtual base for literal type");
4306       assert(Info.Ctx.hasSameType(BaseIt->getType(), BaseType) &&
4307              "base class initializers not in expected order");
4308       ++BaseIt;
4309 #endif
4310       if (!HandleLValueDirectBase(Info, I->getInit(), Subobject, RD,
4311                                   BaseType->getAsCXXRecordDecl(), &Layout))
4312         return false;
4313       Value = &Result.getStructBase(BasesSeen++);
4314     } else if ((FD = I->getMember())) {
4315       if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD, &Layout))
4316         return false;
4317       if (RD->isUnion()) {
4318         Result = APValue(FD);
4319         Value = &Result.getUnionValue();
4320       } else {
4321         Value = &Result.getStructField(FD->getFieldIndex());
4322       }
4323     } else if (IndirectFieldDecl *IFD = I->getIndirectMember()) {
4324       // Walk the indirect field decl's chain to find the object to initialize,
4325       // and make sure we've initialized every step along it.
4326       for (auto *C : IFD->chain()) {
4327         FD = cast<FieldDecl>(C);
4328         CXXRecordDecl *CD = cast<CXXRecordDecl>(FD->getParent());
4329         // Switch the union field if it differs. This happens if we had
4330         // preceding zero-initialization, and we're now initializing a union
4331         // subobject other than the first.
4332         // FIXME: In this case, the values of the other subobjects are
4333         // specified, since zero-initialization sets all padding bits to zero.
4334         if (Value->isUninit() ||
4335             (Value->isUnion() && Value->getUnionField() != FD)) {
4336           if (CD->isUnion())
4337             *Value = APValue(FD);
4338           else
4339             *Value = APValue(APValue::UninitStruct(), CD->getNumBases(),
4340                              std::distance(CD->field_begin(), CD->field_end()));
4341         }
4342         if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD))
4343           return false;
4344         if (CD->isUnion())
4345           Value = &Value->getUnionValue();
4346         else
4347           Value = &Value->getStructField(FD->getFieldIndex());
4348       }
4349     } else {
4350       llvm_unreachable("unknown base initializer kind");
4351     }
4352
4353     FullExpressionRAII InitScope(Info);
4354     if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Subobject, I->getInit()) ||
4355         (FD && FD->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, I->getInit(),
4356                                                           *Value, FD))) {
4357       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
4358       // initializers even if some of them fail.
4359       if (!Info.noteFailure())
4360         return false;
4361       Success = false;
4362     }
4363   }
4364
4365   return Success &&
4366          EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
4367 }
4368
4369 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
4370                                   ArrayRef<const Expr*> Args,
4371                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
4372                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
4373   ArgVector ArgValues(Args.size());
4374   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
4375     return false;
4376
4377   return HandleConstructorCall(E, This, ArgValues.data(), Definition,
4378                                Info, Result);
4379 }
4380
4381 //===----------------------------------------------------------------------===//
4382 // Generic Evaluation
4383 //===----------------------------------------------------------------------===//
4384 namespace {
4385
4386 template <class Derived>
4387 class ExprEvaluatorBase
4388   : public ConstStmtVisitor<Derived, bool> {
4389 private:
4390   Derived &getDerived() { return static_cast<Derived&>(*this); }
4391   bool DerivedSuccess(const APValue &V, const Expr *E) {
4392     return getDerived().Success(V, E);
4393   }
4394   bool DerivedZeroInitialization(const Expr *E) {
4395     return getDerived().ZeroInitialization(E);
4396   }
4397
4398   // Check whether a conditional operator with a non-constant condition is a
4399   // potential constant expression. If neither arm is a potential constant
4400   // expression, then the conditional operator is not either.
4401   template<typename ConditionalOperator>
4402   void CheckPotentialConstantConditional(const ConditionalOperator *E) {
4403     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
4404
4405     // Speculatively evaluate both arms.
4406     SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diag;
4407     {
4408       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
4409       StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
4410       if (Diag.empty())
4411         return;
4412     }
4413
4414     {
4415       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
4416       Diag.clear();
4417       StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
4418       if (Diag.empty())
4419         return;
4420     }
4421
4422     Error(E, diag::note_constexpr_conditional_never_const);
4423   }
4424
4425
4426   template<typename ConditionalOperator>
4427   bool HandleConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
4428     bool BoolResult;
4429     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getCond(), BoolResult, Info)) {
4430       if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && Info.noteFailure()) {
4431         CheckPotentialConstantConditional(E);
4432         return false;
4433       }
4434       if (Info.noteFailure()) {
4435         StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
4436         StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
4437       }
4438       return false;
4439     }
4440
4441     Expr *EvalExpr = BoolResult ? E->getTrueExpr() : E->getFalseExpr();
4442     return StmtVisitorTy::Visit(EvalExpr);
4443   }
4444
4445 protected:
4446   EvalInfo &Info;
4447   typedef ConstStmtVisitor<Derived, bool> StmtVisitorTy;
4448   typedef ExprEvaluatorBase ExprEvaluatorBaseTy;
4449
4450   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
4451     return Info.CCEDiag(E, D);
4452   }
4453
4454   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Error(E); }
4455
4456 public:
4457   ExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info) : Info(Info) {}
4458
4459   EvalInfo &getEvalInfo() { return Info; }
4460
4461   /// Report an evaluation error. This should only be called when an error is
4462   /// first discovered. When propagating an error, just return false.
4463   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
4464     Info.FFDiag(E, D);
4465     return false;
4466   }
4467   bool Error(const Expr *E) {
4468     return Error(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4469   }
4470
4471   bool VisitStmt(const Stmt *) {
4472     llvm_unreachable("Expression evaluator should not be called on stmts");
4473   }
4474   bool VisitExpr(const Expr *E) {
4475     return Error(E);
4476   }
4477
4478   bool VisitParenExpr(const ParenExpr *E)
4479     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4480   bool VisitUnaryExtension(const UnaryOperator *E)
4481     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4482   bool VisitUnaryPlus(const UnaryOperator *E)
4483     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4484   bool VisitChooseExpr(const ChooseExpr *E)
4485     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getChosenSubExpr()); }
4486   bool VisitGenericSelectionExpr(const GenericSelectionExpr *E)
4487     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getResultExpr()); }
4488   bool VisitSubstNonTypeTemplateParmExpr(const SubstNonTypeTemplateParmExpr *E)
4489     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getReplacement()); }
4490   bool VisitCXXDefaultArgExpr(const CXXDefaultArgExpr *E)
4491     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr()); }
4492   bool VisitCXXDefaultInitExpr(const CXXDefaultInitExpr *E) {
4493     // The initializer may not have been parsed yet, or might be erroneous.
4494     if (!E->getExpr())
4495       return Error(E);
4496     return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr());
4497   }
4498   // We cannot create any objects for which cleanups are required, so there is
4499   // nothing to do here; all cleanups must come from unevaluated subexpressions.
4500   bool VisitExprWithCleanups(const ExprWithCleanups *E)
4501     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4502
4503   bool VisitCXXReinterpretCastExpr(const CXXReinterpretCastExpr *E) {
4504     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 0;
4505     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
4506   }
4507   bool VisitCXXDynamicCastExpr(const CXXDynamicCastExpr *E) {
4508     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 1;
4509     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
4510   }
4511
4512   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4513     switch (E->getOpcode()) {
4514     default:
4515       return Error(E);
4516
4517     case BO_Comma:
4518       VisitIgnoredValue(E->getLHS());
4519       return StmtVisitorTy::Visit(E->getRHS());
4520
4521     case BO_PtrMemD:
4522     case BO_PtrMemI: {
4523       LValue Obj;
4524       if (!HandleMemberPointerAccess(Info, E, Obj))
4525         return false;
4526       APValue Result;
4527       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Obj, Result))
4528         return false;
4529       return DerivedSuccess(Result, E);
4530     }
4531     }
4532   }
4533
4534   bool VisitBinaryConditionalOperator(const BinaryConditionalOperator *E) {
4535     // Evaluate and cache the common expression. We treat it as a temporary,
4536     // even though it's not quite the same thing.
4537     if (!Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getOpaqueValue(), false),
4538                   Info, E->getCommon()))
4539       return false;
4540
4541     return HandleConditionalOperator(E);
4542   }
4543
4544   bool VisitConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
4545     bool IsBcpCall = false;
4546     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
4547     // the result is a constant expression if it can be folded without
4548     // side-effects. This is an important GNU extension. See GCC PR38377
4549     // for discussion.
4550     if (const CallExpr *CallCE =
4551           dyn_cast<CallExpr>(E->getCond()->IgnoreParenCasts()))
4552       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
4553         IsBcpCall = true;
4554
4555     // Always assume __builtin_constant_p(...) ? ... : ... is a potential
4556     // constant expression; we can't check whether it's potentially foldable.
4557     if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && IsBcpCall)
4558       return false;
4559
4560     FoldConstant Fold(Info, IsBcpCall);
4561     if (!HandleConditionalOperator(E)) {
4562       Fold.keepDiagnostics();
4563       return false;
4564     }
4565
4566     return true;
4567   }
4568
4569   bool VisitOpaqueValueExpr(const OpaqueValueExpr *E) {
4570     if (APValue *Value = Info.CurrentCall->getTemporary(E))
4571       return DerivedSuccess(*Value, E);
4572
4573     const Expr *Source = E->getSourceExpr();
4574     if (!Source)
4575       return Error(E);
4576     if (Source == E) { // sanity checking.
4577       assert(0 && "OpaqueValueExpr recursively refers to itself");
4578       return Error(E);
4579     }
4580     return StmtVisitorTy::Visit(Source);
4581   }
4582
4583   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
4584     APValue Result;
4585     if (!handleCallExpr(E, Result, nullptr))
4586       return false;
4587     return DerivedSuccess(Result, E);
4588   }
4589
4590   bool handleCallExpr(const CallExpr *E, APValue &Result,
4591                       const LValue *ResultSlot) {
4592     const Expr *Callee = E->getCallee()->IgnoreParens();
4593     QualType CalleeType = Callee->getType();
4594
4595     const FunctionDecl *FD = nullptr;
4596     LValue *This = nullptr, ThisVal;
4597     auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
4598     bool HasQualifier = false;
4599
4600     struct EvaluateIgnoredRAII {
4601     public:
4602       EvaluateIgnoredRAII(EvalInfo &Info, llvm::ArrayRef<const Expr*> ToEval)
4603           : Info(Info), ToEval(ToEval) {}
4604       ~EvaluateIgnoredRAII() {
4605         if (Info.noteFailure()) {
4606           for (auto E : ToEval)
4607             EvaluateIgnoredValue(Info, E);
4608         }
4609       }
4610       void cancel() { ToEval = {}; }
4611       void drop_front() { ToEval = ToEval.drop_front(); }
4612     private:
4613       EvalInfo &Info;
4614       llvm::ArrayRef<const Expr*> ToEval;
4615     } EvalArguments(Info, Args);
4616
4617     // Extract function decl and 'this' pointer from the callee.
4618     if (CalleeType->isSpecificBuiltinType(BuiltinType::BoundMember)) {
4619       const ValueDecl *Member = nullptr;
4620       if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(Callee)) {
4621         // Explicit bound member calls, such as x.f() or p->g();
4622         if (!EvaluateObjectArgument(Info, ME->getBase(), ThisVal))
4623           return false;
4624         Member = ME->getMemberDecl();
4625         This = &ThisVal;
4626         HasQualifier = ME->hasQualifier();
4627       } else if (const BinaryOperator *BE = dyn_cast<BinaryOperator>(Callee)) {
4628         // Indirect bound member calls ('.*' or '->*').
4629         Member = HandleMemberPointerAccess(Info, BE, ThisVal, false);
4630         if (!Member) return false;
4631         This = &ThisVal;
4632       } else
4633         return Error(Callee);
4634
4635       FD = dyn_cast<FunctionDecl>(Member);
4636       if (!FD)
4637         return Error(Callee);
4638     } else if (CalleeType->isFunctionPointerType()) {
4639       LValue Call;
4640       if (!EvaluatePointer(Callee, Call, Info))
4641         return false;
4642
4643       if (!Call.getLValueOffset().isZero())
4644         return Error(Callee);
4645       FD = dyn_cast_or_null<FunctionDecl>(
4646                              Call.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>());
4647       if (!FD)
4648         return Error(Callee);
4649       // Don't call function pointers which have been cast to some other type.
4650       // Per DR (no number yet), the caller and callee can differ in noexcept.
4651       if (!Info.Ctx.hasSameFunctionTypeIgnoringExceptionSpec(
4652         CalleeType->getPointeeType(), FD->getType())) {
4653         return Error(E);
4654       }
4655
4656       // Overloaded operator calls to member functions are represented as normal
4657       // calls with '*this' as the first argument.
4658       const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
4659       if (MD && !MD->isStatic()) {
4660         // FIXME: When selecting an implicit conversion for an overloaded
4661         // operator delete, we sometimes try to evaluate calls to conversion
4662         // operators without a 'this' parameter!
4663         if (Args.empty())
4664           return Error(E);
4665
4666         const Expr *FirstArg = Args[0];
4667         Args = Args.drop_front();
4668         EvalArguments.drop_front();
4669         if (!EvaluateObjectArgument(Info, FirstArg, ThisVal))
4670           return false;
4671         This = &ThisVal;
4672       } else if (MD && MD->isLambdaStaticInvoker()) {   
4673         // Map the static invoker for the lambda back to the call operator.
4674         // Conveniently, we don't have to slice out the 'this' argument (as is
4675         // being done for the non-static case), since a static member function
4676         // doesn't have an implicit argument passed in.
4677         const CXXRecordDecl *ClosureClass = MD->getParent();
4678         assert(
4679             ClosureClass->captures_begin() == ClosureClass->captures_end() &&
4680             "Number of captures must be zero for conversion to function-ptr");
4681
4682         const CXXMethodDecl *LambdaCallOp =
4683             ClosureClass->getLambdaCallOperator();
4684
4685         // Set 'FD', the function that will be called below, to the call
4686         // operator.  If the closure object represents a generic lambda, find
4687         // the corresponding specialization of the call operator.
4688
4689         if (ClosureClass->isGenericLambda()) {
4690           assert(MD->isFunctionTemplateSpecialization() &&
4691                  "A generic lambda's static-invoker function must be a "
4692                  "template specialization");
4693           const TemplateArgumentList *TAL = MD->getTemplateSpecializationArgs();
4694           FunctionTemplateDecl *CallOpTemplate =
4695               LambdaCallOp->getDescribedFunctionTemplate();
4696           void *InsertPos = nullptr;
4697           FunctionDecl *CorrespondingCallOpSpecialization =
4698               CallOpTemplate->findSpecialization(TAL->asArray(), InsertPos);
4699           assert(CorrespondingCallOpSpecialization &&
4700                  "We must always have a function call operator specialization "
4701                  "that corresponds to our static invoker specialization");
4702           FD = cast<CXXMethodDecl>(CorrespondingCallOpSpecialization);
4703         } else
4704           FD = LambdaCallOp;
4705       }
4706
4707       
4708     } else
4709       return Error(E);
4710
4711     if (This && !This->checkSubobject(Info, E, CSK_This))
4712       return false;
4713
4714     // DR1358 allows virtual constexpr functions in some cases. Don't allow
4715     // calls to such functions in constant expressions.
4716     if (This && !HasQualifier &&
4717         isa<CXXMethodDecl>(FD) && cast<CXXMethodDecl>(FD)->isVirtual())
4718       return Error(E, diag::note_constexpr_virtual_call);
4719
4720     const FunctionDecl *Definition = nullptr;
4721     Stmt *Body = FD->getBody(Definition);
4722
4723     if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
4724       return false;
4725
4726     EvalArguments.cancel();
4727
4728     if (!HandleFunctionCall(E->getExprLoc(), Definition, This, Args, Body, Info,
4729                             Result, ResultSlot))
4730       return false;
4731
4732     return true;
4733   }
4734
4735   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
4736     return StmtVisitorTy::Visit(E->getInitializer());
4737   }
4738   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
4739     if (E->getNumInits() == 0)
4740       return DerivedZeroInitialization(E);
4741     if (E->getNumInits() == 1)
4742       return StmtVisitorTy::Visit(E->getInit(0));
4743     return Error(E);
4744   }
4745   bool VisitImplicitValueInitExpr(const ImplicitValueInitExpr *E) {
4746     return DerivedZeroInitialization(E);
4747   }
4748   bool VisitCXXScalarValueInitExpr(const CXXScalarValueInitExpr *E) {
4749     return DerivedZeroInitialization(E);
4750   }
4751   bool VisitCXXNullPtrLiteralExpr(const CXXNullPtrLiteralExpr *E) {
4752     return DerivedZeroInitialization(E);
4753   }
4754
4755   /// A member expression where the object is a prvalue is itself a prvalue.
4756   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4757     assert(!E->isArrow() && "missing call to bound member function?");
4758
4759     APValue Val;
4760     if (!Evaluate(Val, Info, E->getBase()))
4761       return false;
4762
4763     QualType BaseTy = E->getBase()->getType();
4764
4765     const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl());
4766     if (!FD) return Error(E);
4767     assert(!FD->getType()->isReferenceType() && "prvalue reference?");
4768     assert(BaseTy->castAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4769            FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4770
4771     CompleteObject Obj(&Val, BaseTy);
4772     SubobjectDesignator Designator(BaseTy);
4773     Designator.addDeclUnchecked(FD);
4774
4775     APValue Result;
4776     return extractSubobject(Info, E, Obj, Designator, Result) &&
4777            DerivedSuccess(Result, E);
4778   }
4779
4780   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4781     switch (E->getCastKind()) {
4782     default:
4783       break;
4784
4785     case CK_AtomicToNonAtomic: {
4786       APValue AtomicVal;
4787       // This does not need to be done in place even for class/array types:
4788       // atomic-to-non-atomic conversion implies copying the object
4789       // representation.
4790       if (!Evaluate(AtomicVal, Info, E->getSubExpr()))
4791         return false;
4792       return DerivedSuccess(AtomicVal, E);
4793     }
4794
4795     case CK_NoOp:
4796     case CK_UserDefinedConversion:
4797       return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr());
4798
4799     case CK_LValueToRValue: {
4800       LValue LVal;
4801       if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal, Info))
4802         return false;
4803       APValue RVal;
4804       // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
4805       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4806                                           LVal, RVal))
4807         return false;
4808       return DerivedSuccess(RVal, E);
4809     }
4810     }
4811
4812     return Error(E);
4813   }
4814
4815   bool VisitUnaryPostInc(const UnaryOperator *UO) {
4816     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4817   }
4818   bool VisitUnaryPostDec(const UnaryOperator *UO) {
4819     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4820   }
4821   bool VisitUnaryPostIncDec(const UnaryOperator *UO) {
4822     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4823       return Error(UO);
4824
4825     LValue LVal;
4826     if (!EvaluateLValue(UO->getSubExpr(), LVal, Info))
4827       return false;
4828     APValue RVal;
4829     if (!handleIncDec(this->Info, UO, LVal, UO->getSubExpr()->getType(),
4830                       UO->isIncrementOp(), &RVal))
4831       return false;
4832     return DerivedSuccess(RVal, UO);
4833   }
4834
4835   bool VisitStmtExpr(const StmtExpr *E) {
4836     // We will have checked the full-expressions inside the statement expression
4837     // when they were completed, and don't need to check them again now.
4838     if (Info.checkingForOverflow())
4839       return Error(E);
4840
4841     BlockScopeRAII Scope(Info);
4842     const CompoundStmt *CS = E->getSubStmt();
4843     if (CS->body_empty())
4844       return true;
4845
4846     for (CompoundStmt::const_body_iterator BI = CS->body_begin(),
4847                                            BE = CS->body_end();
4848          /**/; ++BI) {
4849       if (BI + 1 == BE) {
4850         const Expr *FinalExpr = dyn_cast<Expr>(*BI);
4851         if (!FinalExpr) {
4852           Info.FFDiag((*BI)->getLocStart(),
4853                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4854           return false;
4855         }
4856         return this->Visit(FinalExpr);
4857       }
4858
4859       APValue ReturnValue;
4860       StmtResult Result = { ReturnValue, nullptr };
4861       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, *BI);
4862       if (ESR != ESR_Succeeded) {
4863         // FIXME: If the statement-expression terminated due to 'return',
4864         // 'break', or 'continue', it would be nice to propagate that to
4865         // the outer statement evaluation rather than bailing out.
4866         if (ESR != ESR_Failed)
4867           Info.FFDiag((*BI)->getLocStart(),
4868                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4869         return false;
4870       }
4871     }
4872
4873     llvm_unreachable("Return from function from the loop above.");
4874   }
4875
4876   /// Visit a value which is evaluated, but whose value is ignored.
4877   void VisitIgnoredValue(const Expr *E) {
4878     EvaluateIgnoredValue(Info, E);
4879   }
4880
4881   /// Potentially visit a MemberExpr's base expression.
4882   void VisitIgnoredBaseExpression(const Expr *E) {
4883     // While MSVC doesn't evaluate the base expression, it does diagnose the
4884     // presence of side-effecting behavior.
4885     if (Info.getLangOpts().MSVCCompat && !E->HasSideEffects(Info.Ctx))
4886       return;
4887     VisitIgnoredValue(E);
4888   }
4889 };
4890
4891 }
4892
4893 //===----------------------------------------------------------------------===//
4894 // Common base class for lvalue and temporary evaluation.
4895 //===----------------------------------------------------------------------===//
4896 namespace {
4897 template<class Derived>
4898 class LValueExprEvaluatorBase
4899   : public ExprEvaluatorBase<Derived> {
4900 protected:
4901   LValue &Result;
4902   bool InvalidBaseOK;
4903   typedef LValueExprEvaluatorBase LValueExprEvaluatorBaseTy;
4904   typedef ExprEvaluatorBase<Derived> ExprEvaluatorBaseTy;
4905
4906   bool Success(APValue::LValueBase B) {
4907     Result.set(B);
4908     return true;
4909   }
4910
4911   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
4912     return EvaluatePointer(E, Result, this->Info, InvalidBaseOK);
4913   }
4914
4915 public:
4916   LValueExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
4917       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result),
4918         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
4919
4920   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
4921     Result.setFrom(this->Info.Ctx, V);
4922     return true;
4923   }
4924
4925   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4926     // Handle non-static data members.
4927     QualType BaseTy;
4928     bool EvalOK;
4929     if (E->isArrow()) {
4930       EvalOK = evaluatePointer(E->getBase(), Result);
4931       BaseTy = E->getBase()->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
4932     } else if (E->getBase()->isRValue()) {
4933       assert(E->getBase()->getType()->isRecordType());
4934       EvalOK = EvaluateTemporary(E->getBase(), Result, this->Info);
4935       BaseTy = E->getBase()->getType();
4936     } else {
4937       EvalOK = this->Visit(E->getBase());
4938       BaseTy = E->getBase()->getType();
4939     }
4940     if (!EvalOK) {
4941       if (!InvalidBaseOK)
4942         return false;
4943       Result.setInvalid(E);
4944       return true;
4945     }
4946
4947     const ValueDecl *MD = E->getMemberDecl();
4948     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl())) {
4949       assert(BaseTy->getAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4950              FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4951       (void)BaseTy;
4952       if (!HandleLValueMember(this->Info, E, Result, FD))
4953         return false;
4954     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MD)) {
4955       if (!HandleLValueIndirectMember(this->Info, E, Result, IFD))
4956         return false;
4957     } else
4958       return this->Error(E);
4959
4960     if (MD->getType()->isReferenceType()) {
4961       APValue RefValue;
4962       if (!handleLValueToRValueConversion(this->Info, E, MD->getType(), Result,
4963                                           RefValue))
4964         return false;
4965       return Success(RefValue, E);
4966     }
4967     return true;
4968   }
4969
4970   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4971     switch (E->getOpcode()) {
4972     default:
4973       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
4974
4975     case BO_PtrMemD:
4976     case BO_PtrMemI:
4977       return HandleMemberPointerAccess(this->Info, E, Result);
4978     }
4979   }
4980
4981   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4982     switch (E->getCastKind()) {
4983     default:
4984       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
4985
4986     case CK_DerivedToBase:
4987     case CK_UncheckedDerivedToBase:
4988       if (!this->Visit(E->getSubExpr()))
4989         return false;
4990
4991       // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
4992       // the derived class to the base class.
4993       return HandleLValueBasePath(this->Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4994                                   Result);
4995     }
4996   }
4997 };
4998 }
4999
5000 //===----------------------------------------------------------------------===//
5001 // LValue Evaluation
5002 //
5003 // This is used for evaluating lvalues (in C and C++), xvalues (in C++11),
5004 // function designators (in C), decl references to void objects (in C), and
5005 // temporaries (if building with -Wno-address-of-temporary).
5006 //
5007 // LValue evaluation produces values comprising a base expression of one of the
5008 // following types:
5009 // - Declarations
5010 //  * VarDecl
5011 //  * FunctionDecl
5012 // - Literals
5013 //  * CompoundLiteralExpr in C (and in global scope in C++)
5014 //  * StringLiteral
5015 //  * CXXTypeidExpr
5016 //  * PredefinedExpr
5017 //  * ObjCStringLiteralExpr
5018 //  * ObjCEncodeExpr
5019 //  * AddrLabelExpr
5020 //  * BlockExpr
5021 //  * CallExpr for a MakeStringConstant builtin
5022 // - Locals and temporaries
5023 //  * MaterializeTemporaryExpr
5024 //  * Any Expr, with a CallIndex indicating the function in which the temporary
5025 //    was evaluated, for cases where the MaterializeTemporaryExpr is missing
5026 //    from the AST (FIXME).
5027 //  * A MaterializeTemporaryExpr that has static storage duration, with no
5028 //    CallIndex, for a lifetime-extended temporary.
5029 // plus an offset in bytes.
5030 //===----------------------------------------------------------------------===//
5031 namespace {
5032 class LValueExprEvaluator
5033   : public LValueExprEvaluatorBase<LValueExprEvaluator> {
5034 public:
5035   LValueExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK) :
5036     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, InvalidBaseOK) {}
5037
5038   bool VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD);
5039   bool VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO);
5040
5041   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E);
5042   bool VisitPredefinedExpr(const PredefinedExpr *E) { return Success(E); }
5043   bool VisitMaterializeTemporaryExpr(const MaterializeTemporaryExpr *E);
5044   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E);
5045   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E);
5046   bool VisitStringLiteral(const StringLiteral *E) { return Success(E); }
5047   bool VisitObjCEncodeExpr(const ObjCEncodeExpr *E) { return Success(E); }
5048   bool VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E);
5049   bool VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E);
5050   bool VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E);
5051   bool VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E);
5052   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
5053   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
5054   bool VisitUnaryPreInc(const UnaryOperator *UO) {
5055     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
5056   }
5057   bool VisitUnaryPreDec(const UnaryOperator *UO) {
5058     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
5059   }
5060   bool VisitBinAssign(const BinaryOperator *BO);
5061   bool VisitCompoundAssignOperator(const CompoundAssignOperator *CAO);
5062
5063   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5064     switch (E->getCastKind()) {
5065     default:
5066       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5067
5068     case CK_LValueBitCast:
5069       this->CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5070       if (!Visit(E->getSubExpr()))
5071         return false;
5072       Result.Designator.setInvalid();
5073       return true;
5074
5075     case CK_BaseToDerived:
5076       if (!Visit(E->getSubExpr()))
5077         return false;
5078       return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
5079     }
5080   }
5081 };
5082 } // end anonymous namespace
5083
5084 /// Evaluate an expression as an lvalue. This can be legitimately called on
5085 /// expressions which are not glvalues, in three cases:
5086 ///  * function designators in C, and
5087 ///  * "extern void" objects
5088 ///  * @selector() expressions in Objective-C
5089 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
5090                            bool InvalidBaseOK) {
5091   assert(E->isGLValue() || E->getType()->isFunctionType() ||
5092          E->getType()->isVoidType() || isa<ObjCSelectorExpr>(E));
5093   return LValueExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
5094 }
5095
5096 bool LValueExprEvaluator::VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
5097   if (const FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(E->getDecl()))
5098     return Success(FD);
5099   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getDecl()))
5100     return VisitVarDecl(E, VD);
5101   if (const BindingDecl *BD = dyn_cast<BindingDecl>(E->getDecl()))
5102     return Visit(BD->getBinding());
5103   return Error(E);
5104 }
5105
5106
5107 bool LValueExprEvaluator::VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD) {
5108
5109   // If we are within a lambda's call operator, check whether the 'VD' referred
5110   // to within 'E' actually represents a lambda-capture that maps to a
5111   // data-member/field within the closure object, and if so, evaluate to the
5112   // field or what the field refers to.
5113   if (Info.CurrentCall && isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee)) {
5114     if (auto *FD = Info.CurrentCall->LambdaCaptureFields.lookup(VD)) {
5115       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
5116         return false;
5117       // Start with 'Result' referring to the complete closure object...
5118       Result = *Info.CurrentCall->This;
5119       // ... then update it to refer to the field of the closure object
5120       // that represents the capture.
5121       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, FD))
5122         return false;
5123       // And if the field is of reference type, update 'Result' to refer to what
5124       // the field refers to.
5125       if (FD->getType()->isReferenceType()) {
5126         APValue RVal;
5127         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, FD->getType(), Result,
5128                                             RVal))
5129           return false;
5130         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
5131       }
5132       return true;
5133     }
5134   }
5135   CallStackFrame *Frame = nullptr;
5136   if (VD->hasLocalStorage() && Info.CurrentCall->Index > 1) {
5137     // Only if a local variable was declared in the function currently being
5138     // evaluated, do we expect to be able to find its value in the current
5139     // frame. (Otherwise it was likely declared in an enclosing context and
5140     // could either have a valid evaluatable value (for e.g. a constexpr
5141     // variable) or be ill-formed (and trigger an appropriate evaluation
5142     // diagnostic)).
5143     if (Info.CurrentCall->Callee &&
5144         Info.CurrentCall->Callee->Equals(VD->getDeclContext())) {
5145       Frame = Info.CurrentCall;
5146     }
5147   }
5148
5149   if (!VD->getType()->isReferenceType()) {
5150     if (Frame) {
5151       Result.set(VD, Frame->Index);
5152       return true;
5153     }
5154     return Success(VD);
5155   }
5156
5157   APValue *V;
5158   if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, V))
5159     return false;
5160   if (V->isUninit()) {
5161     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
5162       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_use_uninit_reference);
5163     return false;
5164   }
5165   return Success(*V, E);
5166 }
5167
5168 bool LValueExprEvaluator::VisitMaterializeTemporaryExpr(
5169     const MaterializeTemporaryExpr *E) {
5170   // Walk through the expression to find the materialized temporary itself.
5171   SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
5172   SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
5173   const Expr *Inner = E->GetTemporaryExpr()->
5174       skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs, Adjustments);
5175
5176   // If we passed any comma operators, evaluate their LHSs.
5177   for (unsigned I = 0, N = CommaLHSs.size(); I != N; ++I)
5178     if (!EvaluateIgnoredValue(Info, CommaLHSs[I]))
5179       return false;
5180
5181   // A materialized temporary with static storage duration can appear within the
5182   // result of a constant expression evaluation, so we need to preserve its
5183   // value for use outside this evaluation.
5184   APValue *Value;
5185   if (E->getStorageDuration() == SD_Static) {
5186     Value = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(E, true);
5187     *Value = APValue();
5188     Result.set(E);
5189   } else {
5190     Value = &Info.CurrentCall->
5191         createTemporary(E, E->getStorageDuration() == SD_Automatic);
5192     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
5193   }
5194
5195   QualType Type = Inner->getType();
5196
5197   // Materialize the temporary itself.
5198   if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Result, Inner) ||
5199       (E->getStorageDuration() == SD_Static &&
5200        !CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), Type, *Value))) {
5201     *Value = APValue();
5202     return false;
5203   }
5204
5205   // Adjust our lvalue to refer to the desired subobject.
5206   for (unsigned I = Adjustments.size(); I != 0; /**/) {
5207     --I;
5208     switch (Adjustments[I].Kind) {
5209     case SubobjectAdjustment::DerivedToBaseAdjustment:
5210       if (!HandleLValueBasePath(Info, Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath,
5211                                 Type, Result))
5212         return false;
5213       Type = Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath->getType();
5214       break;
5215
5216     case SubobjectAdjustment::FieldAdjustment:
5217       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, Adjustments[I].Field))
5218         return false;
5219       Type = Adjustments[I].Field->getType();
5220       break;
5221
5222     case SubobjectAdjustment::MemberPointerAdjustment:
5223       if (!HandleMemberPointerAccess(this->Info, Type, Result,
5224                                      Adjustments[I].Ptr.RHS))
5225         return false;
5226       Type = Adjustments[I].Ptr.MPT->getPointeeType();
5227       break;
5228     }
5229   }
5230
5231   return true;
5232 }
5233
5234 bool
5235 LValueExprEvaluator::VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
5236   assert((!Info.getLangOpts().CPlusPlus || E->isFileScope()) &&
5237          "lvalue compound literal in c++?");
5238   // Defer visiting the literal until the lvalue-to-rvalue conversion. We can
5239   // only see this when folding in C, so there's no standard to follow here.
5240   return Success(E);
5241 }
5242
5243 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E) {
5244   if (!E->isPotentiallyEvaluated())
5245     return Success(E);
5246
5247   Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_typeid_polymorphic)
5248     << E->getExprOperand()->getType()
5249     << E->getExprOperand()->getSourceRange();
5250   return false;
5251 }
5252
5253 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E) {
5254   return Success(E);
5255 }
5256
5257 bool LValueExprEvaluator::VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
5258   // Handle static data members.
5259   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getMemberDecl())) {
5260     VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
5261     return VisitVarDecl(E, VD);
5262   }
5263
5264   // Handle static member functions.
5265   if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(E->getMemberDecl())) {
5266     if (MD->isStatic()) {
5267       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
5268       return Success(MD);
5269     }
5270   }
5271
5272   // Handle non-static data members.
5273   return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
5274 }
5275
5276 bool LValueExprEvaluator::VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E) {
5277   // FIXME: Deal with vectors as array subscript bases.
5278   if (E->getBase()->getType()->isVectorType())
5279     return Error(E);
5280
5281   bool Success = true;
5282   if (!evaluatePointer(E->getBase(), Result)) {
5283     if (!Info.noteFailure())
5284       return false;
5285     Success = false;
5286   }
5287
5288   APSInt Index;
5289   if (!EvaluateInteger(E->getIdx(), Index, Info))
5290     return false;
5291
5292   return Success &&
5293          HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, E->getType(), Index);
5294 }
5295
5296 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E) {
5297   return evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result);
5298 }
5299
5300 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
5301   if (!Visit(E->getSubExpr()))
5302     return false;
5303   // __real is a no-op on scalar lvalues.
5304   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType())
5305     HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), false);
5306   return true;
5307 }
5308
5309 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
5310   assert(E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType() &&
5311          "lvalue __imag__ on scalar?");
5312   if (!Visit(E->getSubExpr()))
5313     return false;
5314   HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), true);
5315   return true;
5316 }
5317
5318 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO) {
5319   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5320     return Error(UO);
5321
5322   if (!this->Visit(UO->getSubExpr()))
5323     return false;
5324
5325   return handleIncDec(
5326       this->Info, UO, Result, UO->getSubExpr()->getType(),
5327       UO->isIncrementOp(), nullptr);
5328 }
5329
5330 bool LValueExprEvaluator::VisitCompoundAssignOperator(
5331     const CompoundAssignOperator *CAO) {
5332   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5333     return Error(CAO);
5334
5335   APValue RHS;
5336
5337   // The overall lvalue result is the result of evaluating the LHS.
5338   if (!this->Visit(CAO->getLHS())) {
5339     if (Info.noteFailure())
5340       Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS());
5341     return false;
5342   }
5343
5344   if (!Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS()))
5345     return false;
5346
5347   return handleCompoundAssignment(
5348       this->Info, CAO,
5349       Result, CAO->getLHS()->getType(), CAO->getComputationLHSType(),
5350       CAO->getOpForCompoundAssignment(CAO->getOpcode()), RHS);
5351 }
5352
5353 bool LValueExprEvaluator::VisitBinAssign(const BinaryOperator *E) {
5354   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5355     return Error(E);
5356
5357   APValue NewVal;
5358
5359   if (!this->Visit(E->getLHS())) {
5360     if (Info.noteFailure())
5361       Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS());
5362     return false;
5363   }
5364
5365   if (!Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS()))
5366     return false;
5367
5368   return handleAssignment(this->Info, E, Result, E->getLHS()->getType(),
5369                           NewVal);
5370 }
5371
5372 //===----------------------------------------------------------------------===//
5373 // Pointer Evaluation
5374 //===----------------------------------------------------------------------===//
5375
5376 /// \brief Attempts to compute the number of bytes available at the pointer
5377 /// returned by a function with the alloc_size attribute. Returns true if we
5378 /// were successful. Places an unsigned number into `Result`.
5379 ///
5380 /// This expects the given CallExpr to be a call to a function with an
5381 /// alloc_size attribute.
5382 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
5383                                             const CallExpr *Call,
5384                                             llvm::APInt &Result) {
5385   const AllocSizeAttr *AllocSize = getAllocSizeAttr(Call);
5386
5387   // alloc_size args are 1-indexed, 0 means not present.
5388   assert(AllocSize && AllocSize->getElemSizeParam() != 0);
5389   unsigned SizeArgNo = AllocSize->getElemSizeParam() - 1;
5390   unsigned BitsInSizeT = Ctx.getTypeSize(Ctx.getSizeType());
5391   if (Call->getNumArgs() <= SizeArgNo)
5392     return false;
5393
5394   auto EvaluateAsSizeT = [&](const Expr *E, APSInt &Into) {
5395     if (!E->EvaluateAsInt(Into, Ctx, Expr::SE_AllowSideEffects))
5396       return false;
5397     if (Into.isNegative() || !Into.isIntN(BitsInSizeT))
5398       return false;
5399     Into = Into.zextOrSelf(BitsInSizeT);
5400     return true;
5401   };
5402
5403   APSInt SizeOfElem;
5404   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(SizeArgNo), SizeOfElem))
5405     return false;
5406
5407   if (!AllocSize->getNumElemsParam()) {
5408     Result = std::move(SizeOfElem);
5409     return true;
5410   }
5411
5412   APSInt NumberOfElems;
5413   // Argument numbers start at 1
5414   unsigned NumArgNo = AllocSize->getNumElemsParam() - 1;
5415   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(NumArgNo), NumberOfElems))
5416     return false;
5417
5418   bool Overflow;
5419   llvm::APInt BytesAvailable = SizeOfElem.umul_ov(NumberOfElems, Overflow);
5420   if (Overflow)
5421     return false;
5422
5423   Result = std::move(BytesAvailable);
5424   return true;
5425 }
5426
5427 /// \brief Convenience function. LVal's base must be a call to an alloc_size
5428 /// function.
5429 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
5430                                             const LValue &LVal,
5431                                             llvm::APInt &Result) {
5432   assert(isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
5433          "Can't get the size of a non alloc_size function");
5434   const auto *Base = LVal.getLValueBase().get<const Expr *>();
5435   const CallExpr *CE = tryUnwrapAllocSizeCall(Base);
5436   return getBytesReturnedByAllocSizeCall(Ctx, CE, Result);
5437 }
5438
5439 /// \brief Attempts to evaluate the given LValueBase as the result of a call to
5440 /// a function with the alloc_size attribute. If it was possible to do so, this
5441 /// function will return true, make Result's Base point to said function call,
5442 /// and mark Result's Base as invalid.
5443 static bool evaluateLValueAsAllocSize(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base,
5444                                       LValue &Result) {
5445   if (Base.isNull())
5446     return false;
5447
5448   // Because we do no form of static analysis, we only support const variables.
5449   //
5450   // Additionally, we can't support parameters, nor can we support static
5451   // variables (in the latter case, use-before-assign isn't UB; in the former,
5452   // we have no clue what they'll be assigned to).
5453   const auto *VD =
5454       dyn_cast_or_null<VarDecl>(Base.dyn_cast<const ValueDecl *>());
5455   if (!VD || !VD->isLocalVarDecl() || !VD->getType().isConstQualified())
5456     return false;
5457
5458   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer();
5459   if (!Init)
5460     return false;
5461
5462   const Expr *E = Init->IgnoreParens();
5463   if (!tryUnwrapAllocSizeCall(E))
5464     return false;
5465
5466   // Store E instead of E unwrapped so that the type of the LValue's base is
5467   // what the user wanted.
5468   Result.setInvalid(E);
5469
5470   QualType Pointee = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5471   Result.addUnsizedArray(Info, Pointee);
5472   return true;
5473 }
5474
5475 namespace {
5476 class PointerExprEvaluator
5477   : public ExprEvaluatorBase<PointerExprEvaluator> {
5478   LValue &Result;
5479   bool InvalidBaseOK;
5480
5481   bool Success(const Expr *E) {
5482     Result.set(E);
5483     return true;
5484   }
5485
5486   bool evaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result) {
5487     return EvaluateLValue(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
5488   }
5489
5490   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
5491     return EvaluatePointer(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
5492   }
5493
5494   bool visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E);
5495 public:
5496
5497   PointerExprEvaluator(EvalInfo &info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
5498       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result),
5499         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
5500
5501   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5502     Result.setFrom(Info.Ctx, V);
5503     return true;
5504   }
5505   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
5506     auto TargetVal = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(E->getType());
5507     Result.setNull(E->getType(), TargetVal);
5508     return true;
5509   }
5510
5511   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
5512   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
5513   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
5514   bool VisitObjCStringLiteral(const ObjCStringLiteral *E)
5515       { return Success(E); }
5516   bool VisitObjCBoxedExpr(const ObjCBoxedExpr *E) {
5517     if (Info.noteFailure())
5518       EvaluateIgnoredValue(Info, E->getSubExpr());
5519     return Error(E);
5520   }
5521   bool VisitAddrLabelExpr(const AddrLabelExpr *E)
5522       { return Success(E); }
5523   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
5524   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
5525   bool VisitBlockExpr(const BlockExpr *E) {
5526     if (!E->getBlockDecl()->hasCaptures())
5527       return Success(E);
5528     return Error(E);
5529   }
5530   bool VisitCXXThisExpr(const CXXThisExpr *E) {
5531     // Can't look at 'this' when checking a potential constant expression.
5532     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
5533       return false;
5534     if (!Info.CurrentCall->This) {
5535       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
5536         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_this) << E->isImplicit();
5537       else
5538         Info.FFDiag(E);
5539       return false;
5540     }
5541     Result = *Info.CurrentCall->This;
5542     // If we are inside a lambda's call operator, the 'this' expression refers
5543     // to the enclosing '*this' object (either by value or reference) which is
5544     // either copied into the closure object's field that represents the '*this'
5545     // or refers to '*this'.
5546     if (isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee)) {
5547       // Update 'Result' to refer to the data member/field of the closure object
5548       // that represents the '*this' capture.
5549       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result,
5550                              Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField)) 
5551         return false;
5552       // If we captured '*this' by reference, replace the field with its referent.
5553       if (Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField->getType()
5554               ->isPointerType()) {
5555         APValue RVal;
5556         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Result,
5557                                             RVal))
5558           return false;
5559
5560         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
5561       }
5562     }
5563     return true;
5564   }
5565
5566   // FIXME: Missing: @protocol, @selector
5567 };
5568 } // end anonymous namespace
5569
5570 static bool EvaluatePointer(const Expr* E, LValue& Result, EvalInfo &Info,
5571                             bool InvalidBaseOK) {
5572   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
5573   return PointerExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
5574 }
5575
5576 bool PointerExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
5577   if (E->getOpcode() != BO_Add &&
5578       E->getOpcode() != BO_Sub)
5579     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
5580
5581   const Expr *PExp = E->getLHS();
5582   const Expr *IExp = E->getRHS();
5583   if (IExp->getType()->isPointerType())
5584     std::swap(PExp, IExp);
5585
5586   bool EvalPtrOK = evaluatePointer(PExp, Result);
5587   if (!EvalPtrOK && !Info.noteFailure())
5588     return false;
5589
5590   llvm::APSInt Offset;
5591   if (!EvaluateInteger(IExp, Offset, Info) || !EvalPtrOK)
5592     return false;
5593
5594   if (E->getOpcode() == BO_Sub)
5595     negateAsSigned(Offset);
5596
5597   QualType Pointee = PExp->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5598   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, Pointee, Offset);
5599 }
5600
5601 bool PointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
5602   return evaluateLValue(E->getSubExpr(), Result);
5603 }
5604
5605 bool PointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr* E) {
5606   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
5607
5608   switch (E->getCastKind()) {
5609   default:
5610     break;
5611
5612   case CK_BitCast:
5613   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
5614   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
5615   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
5616   case CK_AddressSpaceConversion:
5617     if (!Visit(SubExpr))
5618       return false;
5619     // Bitcasts to cv void* are static_casts, not reinterpret_casts, so are
5620     // permitted in constant expressions in C++11. Bitcasts from cv void* are
5621     // also static_casts, but we disallow them as a resolution to DR1312.
5622     if (!E->getType()->isVoidPointerType()) {
5623       Result.Designator.setInvalid();
5624       if (SubExpr->getType()->isVoidPointerType())
5625         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast)
5626           << 3 << SubExpr->getType();
5627       else
5628         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5629     }
5630     if (E->getCastKind() == CK_AddressSpaceConversion && Result.IsNullPtr)
5631       ZeroInitialization(E);
5632     return true;
5633
5634   case CK_DerivedToBase:
5635   case CK_UncheckedDerivedToBase:
5636     if (!evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result))
5637       return false;
5638     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
5639       return true;
5640
5641     // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
5642     // the derived class to the base class.
5643     return HandleLValueBasePath(Info, E, E->getSubExpr()->getType()->
5644                                   castAs<PointerType>()->getPointeeType(),
5645                                 Result);
5646
5647   case CK_BaseToDerived:
5648     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5649       return false;
5650     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
5651       return true;
5652     return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
5653
5654   case CK_NullToPointer:
5655     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
5656     return ZeroInitialization(E);
5657
5658   case CK_IntegralToPointer: {
5659     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5660
5661     APValue Value;
5662     if (!EvaluateIntegerOrLValue(SubExpr, Value, Info))
5663       break;
5664
5665     if (Value.isInt()) {
5666       unsigned Size = Info.Ctx.getTypeSize(E->getType());
5667       uint64_t N = Value.getInt().extOrTrunc(Size).getZExtValue();
5668       Result.Base = (Expr*)nullptr;
5669       Result.InvalidBase = false;
5670       Result.Offset = CharUnits::fromQuantity(N);
5671       Result.CallIndex = 0;
5672       Result.Designator.setInvalid();
5673       Result.IsNullPtr = false;
5674       return true;
5675     } else {
5676       // Cast is of an lvalue, no need to change value.
5677       Result.setFrom(Info.Ctx, Value);
5678       return true;
5679     }
5680   }
5681   case CK_ArrayToPointerDecay:
5682     if (SubExpr->isGLValue()) {
5683       if (!evaluateLValue(SubExpr, Result))
5684         return false;
5685     } else {
5686       Result.set(SubExpr, Info.CurrentCall->Index);
5687       if (!EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(SubExpr, false),
5688                            Info, Result, SubExpr))
5689         return false;
5690     }
5691     // The result is a pointer to the first element of the array.
5692     if (const ConstantArrayType *CAT
5693           = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(SubExpr->getType()))
5694       Result.addArray(Info, E, CAT);
5695     else
5696       Result.Designator.setInvalid();
5697     return true;
5698
5699   case CK_FunctionToPointerDecay:
5700     return evaluateLValue(SubExpr, Result);
5701
5702   case CK_LValueToRValue: {
5703     LValue LVal;
5704     if (!evaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal))
5705       return false;
5706
5707     APValue RVal;
5708     // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
5709     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
5710                                         LVal, RVal))
5711       return InvalidBaseOK &&
5712              evaluateLValueAsAllocSize(Info, LVal.Base, Result);
5713     return Success(RVal, E);
5714   }
5715   }
5716
5717   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5718 }
5719
5720 static CharUnits GetAlignOfType(EvalInfo &Info, QualType T) {
5721   // C++ [expr.alignof]p3:
5722   //     When alignof is applied to a reference type, the result is the
5723   //     alignment of the referenced type.
5724   if (const ReferenceType *Ref = T->getAs<ReferenceType>())
5725     T = Ref->getPointeeType();
5726
5727   // __alignof is defined to return the preferred alignment.
5728   if (T.getQualifiers().hasUnaligned())
5729     return CharUnits::One();
5730   return Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
5731     Info.Ctx.getPreferredTypeAlign(T.getTypePtr()));
5732 }
5733
5734 static CharUnits GetAlignOfExpr(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
5735   E = E->IgnoreParens();
5736
5737   // The kinds of expressions that we have special-case logic here for
5738   // should be kept up to date with the special checks for those
5739   // expressions in Sema.
5740
5741   // alignof decl is always accepted, even if it doesn't make sense: we default
5742   // to 1 in those cases.
5743   if (const DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E))
5744     return Info.Ctx.getDeclAlign(DRE->getDecl(),
5745                                  /*RefAsPointee*/true);
5746
5747   if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(E))
5748     return Info.Ctx.getDeclAlign(ME->getMemberDecl(),
5749                                  /*RefAsPointee*/true);
5750
5751   return GetAlignOfType(Info, E->getType());
5752 }
5753
5754 // To be clear: this happily visits unsupported builtins. Better name welcomed.
5755 bool PointerExprEvaluator::visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E) {
5756   if (ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E))
5757     return true;
5758
5759   if (!(InvalidBaseOK && getAllocSizeAttr(E)))
5760     return false;
5761
5762   Result.setInvalid(E);
5763   QualType PointeeTy = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5764   Result.addUnsizedArray(Info, PointeeTy);
5765   return true;
5766 }
5767
5768 bool PointerExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
5769   if (IsStringLiteralCall(E))
5770     return Success(E);
5771
5772   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
5773     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
5774
5775   return visitNonBuiltinCallExpr(E);
5776 }
5777
5778 bool PointerExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
5779                                                 unsigned BuiltinOp) {
5780   switch (BuiltinOp) {
5781   case Builtin::BI__builtin_addressof:
5782     return evaluateLValue(E->getArg(0), Result);
5783   case Builtin::BI__builtin_assume_aligned: {
5784     // We need to be very careful here because: if the pointer does not have the
5785     // asserted alignment, then the behavior is undefined, and undefined
5786     // behavior is non-constant.
5787     if (!evaluatePointer(E->getArg(0), Result))
5788       return false;
5789
5790     LValue OffsetResult(Result);
5791     APSInt Alignment;
5792     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Alignment, Info))
5793       return false;
5794     CharUnits Align = CharUnits::fromQuantity(Alignment.getZExtValue());
5795
5796     if (E->getNumArgs() > 2) {
5797       APSInt Offset;
5798       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), Offset, Info))
5799         return false;
5800
5801       int64_t AdditionalOffset = -Offset.getZExtValue();
5802       OffsetResult.Offset += CharUnits::fromQuantity(AdditionalOffset);
5803     }
5804
5805     // If there is a base object, then it must have the correct alignment.
5806     if (OffsetResult.Base) {
5807       CharUnits BaseAlignment;
5808       if (const ValueDecl *VD =
5809           OffsetResult.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
5810         BaseAlignment = Info.Ctx.getDeclAlign(VD);
5811       } else {
5812         BaseAlignment =
5813           GetAlignOfExpr(Info, OffsetResult.Base.get<const Expr*>());
5814       }
5815
5816       if (BaseAlignment < Align) {
5817         Result.Designator.setInvalid();
5818         // FIXME: Add support to Diagnostic for long / long long.
5819         CCEDiag(E->getArg(0),
5820                 diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 0
5821           << (unsigned)BaseAlignment.getQuantity()
5822           << (unsigned)Align.getQuantity();
5823         return false;
5824       }
5825     }
5826
5827     // The offset must also have the correct alignment.
5828     if (OffsetResult.Offset.alignTo(Align) != OffsetResult.Offset) {
5829       Result.Designator.setInvalid();
5830
5831       (OffsetResult.Base
5832            ? CCEDiag(E->getArg(0),
5833                      diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 1
5834            : CCEDiag(E->getArg(0),
5835                      diag::note_constexpr_baa_value_insufficient_alignment))
5836         << (int)OffsetResult.Offset.getQuantity()
5837         << (unsigned)Align.getQuantity();
5838       return false;
5839     }
5840
5841     return true;
5842   }
5843
5844   case Builtin::BIstrchr:
5845   case Builtin::BIwcschr:
5846   case Builtin::BImemchr:
5847   case Builtin::BIwmemchr:
5848     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
5849       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
5850         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
5851         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
5852     else
5853       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
5854     // Fall through.
5855   case Builtin::BI__builtin_strchr:
5856   case Builtin::BI__builtin_wcschr:
5857   case Builtin::BI__builtin_memchr:
5858   case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
5859   case Builtin::BI__builtin_wmemchr: {
5860     if (!Visit(E->getArg(0)))
5861       return false;
5862     APSInt Desired;
5863     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Desired, Info))
5864       return false;
5865     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
5866     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrchr &&
5867         BuiltinOp != Builtin::BIwcschr &&
5868         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strchr &&
5869         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcschr) {
5870       APSInt N;
5871       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
5872         return false;
5873       MaxLength = N.getExtValue();
5874     }
5875
5876     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
5877
5878     // Figure out what value we're actually looking for (after converting to
5879     // the corresponding unsigned type if necessary).
5880     uint64_t DesiredVal;
5881     bool StopAtNull = false;
5882     switch (BuiltinOp) {
5883     case Builtin::BIstrchr:
5884     case Builtin::BI__builtin_strchr:
5885       // strchr compares directly to the passed integer, and therefore
5886       // always fails if given an int that is not a char.
5887       if (!APSInt::isSameValue(HandleIntToIntCast(Info, E, CharTy,
5888                                                   E->getArg(1)->getType(),
5889                                                   Desired),
5890                                Desired))
5891         return ZeroInitialization(E);
5892       StopAtNull = true;
5893       // Fall through.
5894     case Builtin::BImemchr:
5895     case Builtin::BI__builtin_memchr:
5896     case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
5897       // memchr compares by converting both sides to unsigned char. That's also
5898       // correct for strchr if we get this far (to cope with plain char being
5899       // unsigned in the strchr case).
5900       DesiredVal = Desired.trunc(Info.Ctx.getCharWidth()).getZExtValue();
5901       break;
5902
5903     case Builtin::BIwcschr:
5904     case Builtin::BI__builtin_wcschr:
5905       StopAtNull = true;
5906       // Fall through.
5907     case Builtin::BIwmemchr:
5908     case Builtin::BI__builtin_wmemchr:
5909       // wcschr and wmemchr are given a wchar_t to look for. Just use it.
5910       DesiredVal = Desired.getZExtValue();
5911       break;
5912     }
5913
5914     for (; MaxLength; --MaxLength) {
5915       APValue Char;
5916       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, Result, Char) ||
5917           !Char.isInt())
5918         return false;
5919       if (Char.getInt().getZExtValue() == DesiredVal)
5920         return true;
5921       if (StopAtNull && !Char.getInt())
5922         break;
5923       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, CharTy, 1))
5924         return false;
5925     }
5926     // Not found: return nullptr.
5927     return ZeroInitialization(E);
5928   }
5929
5930   default:
5931     return visitNonBuiltinCallExpr(E);
5932   }
5933 }
5934
5935 //===----------------------------------------------------------------------===//
5936 // Member Pointer Evaluation
5937 //===----------------------------------------------------------------------===//
5938
5939 namespace {
5940 class MemberPointerExprEvaluator
5941   : public ExprEvaluatorBase<MemberPointerExprEvaluator> {
5942   MemberPtr &Result;
5943
5944   bool Success(const ValueDecl *D) {
5945     Result = MemberPtr(D);
5946     return true;
5947   }
5948 public:
5949
5950   MemberPointerExprEvaluator(EvalInfo &Info, MemberPtr &Result)
5951     : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result) {}
5952
5953   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5954     Result.setFrom(V);
5955     return true;
5956   }
5957   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
5958     return Success((const ValueDecl*)nullptr);
5959   }
5960
5961   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
5962   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
5963 };
5964 } // end anonymous namespace
5965
5966 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
5967                                   EvalInfo &Info) {
5968   assert(E->isRValue() && E->getType()->isMemberPointerType());
5969   return MemberPointerExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
5970 }
5971
5972 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5973   switch (E->getCastKind()) {
5974   default:
5975     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5976
5977   case CK_NullToMemberPointer:
5978     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
5979     return ZeroInitialization(E);
5980
5981   case CK_BaseToDerivedMemberPointer: {
5982     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5983       return false;
5984     if (E->path_empty())
5985       return true;
5986     // Base-to-derived member pointer casts store the path in derived-to-base
5987     // order, so iterate backwards. The CXXBaseSpecifier also provides us with
5988     // the wrong end of the derived->base arc, so stagger the path by one class.
5989     typedef std::reverse_iterator<CastExpr::path_const_iterator> ReverseIter;
5990     for (ReverseIter PathI(E->path_end() - 1), PathE(E->path_begin());
5991          PathI != PathE; ++PathI) {
5992       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
5993       const CXXRecordDecl *Derived = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
5994       if (!Result.castToDerived(Derived))
5995         return Error(E);
5996     }
5997     const Type *FinalTy = E->getType()->castAs<MemberPointerType>()->getClass();
5998     if (!Result.castToDerived(FinalTy->getAsCXXRecordDecl()))
5999       return Error(E);
6000     return true;
6001   }
6002
6003   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
6004     if (!Visit(E->getSubExpr()))
6005       return false;
6006     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
6007          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
6008       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
6009       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6010       if (!Result.castToBase(Base))
6011         return Error(E);
6012     }
6013     return true;
6014   }
6015 }
6016
6017 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
6018   // C++11 [expr.unary.op]p3 has very strict rules on how the address of a
6019   // member can be formed.
6020   return Success(cast<DeclRefExpr>(E->getSubExpr())->getDecl());
6021 }
6022
6023 //===----------------------------------------------------------------------===//
6024 // Record Evaluation
6025 //===----------------------------------------------------------------------===//
6026
6027 namespace {
6028   class RecordExprEvaluator
6029   : public ExprEvaluatorBase<RecordExprEvaluator> {
6030     const LValue &This;
6031     APValue &Result;
6032   public:
6033
6034     RecordExprEvaluator(EvalInfo &info, const LValue &This, APValue &Result)
6035       : ExprEvaluatorBaseTy(info), This(This), Result(Result) {}
6036
6037     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6038       Result = V;
6039       return true;
6040     }
6041     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
6042       return ZeroInitialization(E, E->getType());
6043     }
6044     bool ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T);
6045
6046     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6047       return handleCallExpr(E, Result, &This);
6048     }
6049     bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
6050     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6051     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6052       return VisitCXXConstructExpr(E, E->getType());
6053     }
6054     bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E);
6055     bool VisitCXXInheritedCtorInitExpr(const CXXInheritedCtorInitExpr *E);
6056     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E, QualType T);
6057     bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E);
6058   };
6059 }
6060
6061 /// Perform zero-initialization on an object of non-union class type.
6062 /// C++11 [dcl.init]p5:
6063 ///  To zero-initialize an object or reference of type T means:
6064 ///    [...]
6065 ///    -- if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type,
6066 ///       each non-static data member and each base-class subobject is
6067 ///       zero-initialized
6068 static bool HandleClassZeroInitialization(EvalInfo &Info, const Expr *E,
6069                                           const RecordDecl *RD,
6070                                           const LValue &This, APValue &Result) {
6071   assert(!RD->isUnion() && "Expected non-union class type");
6072   const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
6073   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CD ? CD->getNumBases() : 0,
6074                    std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
6075
6076   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6077   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
6078
6079   if (CD) {
6080     unsigned Index = 0;
6081     for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
6082            End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++Index) {
6083       const CXXRecordDecl *Base = I->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6084       LValue Subobject = This;
6085       if (!HandleLValueDirectBase(Info, E, Subobject, CD, Base, &Layout))
6086         return false;
6087       if (!HandleClassZeroInitialization(Info, E, Base, Subobject,
6088                                          Result.getStructBase(Index)))
6089         return false;
6090     }
6091   }
6092
6093   for (const auto *I : RD->fields()) {
6094     // -- if T is a reference type, no initialization is performed.
6095     if (I->getType()->isReferenceType())
6096       continue;
6097
6098     LValue Subobject = This;
6099     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, I, &Layout))
6100       return false;
6101
6102     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
6103     if (!EvaluateInPlace(
6104           Result.getStructField(I->getFieldIndex()), Info, Subobject, &VIE))
6105       return false;
6106   }
6107
6108   return true;
6109 }
6110
6111 bool RecordExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T) {
6112   const RecordDecl *RD = T->castAs<RecordType>()->getDecl();
6113   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6114   if (RD->isUnion()) {
6115     // C++11 [dcl.init]p5: If T is a (possibly cv-qualified) union type, the
6116     // object's first non-static named data member is zero-initialized
6117     RecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin();
6118     if (I == RD->field_end()) {
6119       Result = APValue((const FieldDecl*)nullptr);
6120       return true;
6121     }
6122
6123     LValue Subobject = This;
6124     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, *I))
6125       return false;
6126     Result = APValue(*I);
6127     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
6128     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, &VIE);
6129   }
6130
6131   if (isa<CXXRecordDecl>(RD) && cast<CXXRecordDecl>(RD)->getNumVBases()) {
6132     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
6133     return false;
6134   }
6135
6136   return HandleClassZeroInitialization(Info, E, RD, This, Result);
6137 }
6138
6139 bool RecordExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6140   switch (E->getCastKind()) {
6141   default:
6142     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6143
6144   case CK_ConstructorConversion:
6145     return Visit(E->getSubExpr());
6146
6147   case CK_DerivedToBase:
6148   case CK_UncheckedDerivedToBase: {
6149     APValue DerivedObject;
6150     if (!Evaluate(DerivedObject, Info, E->getSubExpr()))
6151       return false;
6152     if (!DerivedObject.isStruct())
6153       return Error(E->getSubExpr());
6154
6155     // Derived-to-base rvalue conversion: just slice off the derived part.
6156     APValue *Value = &DerivedObject;
6157     const CXXRecordDecl *RD = E->getSubExpr()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6158     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
6159          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
6160       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "record rvalue with virtual base");
6161       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6162       Value = &Value->getStructBase(getBaseIndex(RD, Base));
6163       RD = Base;
6164     }
6165     Result = *Value;
6166     return true;
6167   }
6168   }
6169 }
6170
6171 bool RecordExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6172   if (E->isTransparent())
6173     return Visit(E->getInit(0));
6174
6175   const RecordDecl *RD = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
6176   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6177   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
6178
6179   if (RD->isUnion()) {
6180     const FieldDecl *Field = E->getInitializedFieldInUnion();
6181     Result = APValue(Field);
6182     if (!Field)
6183       return true;
6184
6185     // If the initializer list for a union does not contain any elements, the
6186     // first element of the union is value-initialized.
6187     // FIXME: The element should be initialized from an initializer list.
6188     //        Is this difference ever observable for initializer lists which
6189     //        we don't build?
6190     ImplicitValueInitExpr VIE(Field->getType());
6191     const Expr *InitExpr = E->getNumInits() ? E->getInit(0) : &VIE;
6192
6193     LValue Subobject = This;
6194     if (!HandleLValueMember(Info, InitExpr, Subobject, Field, &Layout))
6195       return false;
6196
6197     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
6198     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
6199                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(InitExpr));
6200
6201     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, InitExpr);
6202   }
6203
6204   auto *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
6205   if (Result.isUninit())
6206     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CXXRD ? CXXRD->getNumBases() : 0,
6207                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
6208   unsigned ElementNo = 0;
6209   bool Success = true;
6210
6211   // Initialize base classes.
6212   if (CXXRD) {
6213     for (const auto &Base : CXXRD->bases()) {
6214       assert(ElementNo < E->getNumInits() && "missing init for base class");
6215       const Expr *Init = E->getInit(ElementNo);
6216
6217       LValue Subobject = This;
6218       if (!HandleLValueBase(Info, Init, Subobject, CXXRD, &Base))
6219         return false;
6220
6221       APValue &FieldVal = Result.getStructBase(ElementNo);
6222       if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init)) {
6223         if (!Info.noteFailure())
6224           return false;
6225         Success = false;
6226       }
6227       ++ElementNo;
6228     }
6229   }
6230
6231   // Initialize members.
6232   for (const auto *Field : RD->fields()) {
6233     // Anonymous bit-fields are not considered members of the class for
6234     // purposes of aggregate initialization.
6235     if (Field->isUnnamedBitfield())
6236       continue;
6237
6238     LValue Subobject = This;
6239
6240     bool HaveInit = ElementNo < E->getNumInits();
6241
6242     // FIXME: Diagnostics here should point to the end of the initializer
6243     // list, not the start.
6244     if (!HandleLValueMember(Info, HaveInit ? E->getInit(ElementNo) : E,
6245                             Subobject, Field, &Layout))
6246       return false;
6247
6248     // Perform an implicit value-initialization for members beyond the end of
6249     // the initializer list.
6250     ImplicitValueInitExpr VIE(HaveInit ? Info.Ctx.IntTy : Field->getType());
6251     const Expr *Init = HaveInit ? E->getInit(ElementNo++) : &VIE;
6252     if (Init->isValueDependent()) {
6253       Success = false;
6254       continue;
6255     }
6256
6257     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
6258     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
6259                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(Init));
6260
6261     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
6262     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init) ||
6263         (Field->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, Init,
6264                                                        FieldVal, Field))) {
6265       if (!Info.noteFailure())
6266         return false;
6267       Success = false;
6268     }
6269   }
6270
6271   return Success;
6272 }
6273
6274 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6275                                                 QualType T) {
6276   // Note that E's type is not necessarily the type of our class here; we might
6277   // be initializing an array element instead.
6278   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
6279   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
6280
6281   bool ZeroInit = E->requiresZeroInitialization();
6282   if (CheckTrivialDefaultConstructor(Info, E->getExprLoc(), FD, ZeroInit)) {
6283     // If we've already performed zero-initialization, we're already done.
6284     if (!Result.isUninit())
6285       return true;
6286
6287     // We can get here in two different ways:
6288     //  1) We're performing value-initialization, and should zero-initialize
6289     //     the object, or
6290     //  2) We're performing default-initialization of an object with a trivial
6291     //     constexpr default constructor, in which case we should start the
6292     //     lifetimes of all the base subobjects (there can be no data member
6293     //     subobjects in this case) per [basic.life]p1.
6294     // Either way, ZeroInitialization is appropriate.
6295     return ZeroInitialization(E, T);
6296   }
6297
6298   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
6299   auto Body = FD->getBody(Definition);
6300
6301   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
6302     return false;
6303
6304   // Avoid materializing a temporary for an elidable copy/move constructor.
6305   if (E->isElidable() && !ZeroInit)
6306     if (const MaterializeTemporaryExpr *ME
6307           = dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(E->getArg(0)))
6308       return Visit(ME->GetTemporaryExpr());
6309
6310   if (ZeroInit && !ZeroInitialization(E, T))
6311     return false;
6312
6313   auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
6314   return HandleConstructorCall(E, This, Args,
6315                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
6316                                Result);
6317 }
6318
6319 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXInheritedCtorInitExpr(
6320     const CXXInheritedCtorInitExpr *E) {
6321   if (!Info.CurrentCall) {
6322     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
6323     return false;
6324   }
6325
6326   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
6327   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl())
6328     return false;
6329
6330   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
6331   auto Body = FD->getBody(Definition);
6332
6333   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
6334     return false;
6335
6336   return HandleConstructorCall(E, This, Info.CurrentCall->Arguments,
6337                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
6338                                Result);
6339 }
6340
6341 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXStdInitializerListExpr(
6342     const CXXStdInitializerListExpr *E) {
6343   const ConstantArrayType *ArrayType =
6344       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getSubExpr()->getType());
6345
6346   LValue Array;
6347   if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), Array, Info))
6348     return false;
6349
6350   // Get a pointer to the first element of the array.
6351   Array.addArray(Info, E, ArrayType);
6352
6353   // FIXME: Perform the checks on the field types in SemaInit.
6354   RecordDecl *Record = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
6355   RecordDecl::field_iterator Field = Record->field_begin();
6356   if (Field == Record->field_end())
6357     return Error(E);
6358
6359   // Start pointer.
6360   if (!Field->getType()->isPointerType() ||
6361       !Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
6362                             ArrayType->getElementType()))
6363     return Error(E);
6364
6365   // FIXME: What if the initializer_list type has base classes, etc?
6366   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), 0, 2);
6367   Array.moveInto(Result.getStructField(0));
6368
6369   if (++Field == Record->field_end())
6370     return Error(E);
6371
6372   if (Field->getType()->isPointerType() &&
6373       Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
6374                            ArrayType->getElementType())) {
6375     // End pointer.
6376     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Array,
6377                                      ArrayType->getElementType(),
6378                                      ArrayType->getSize().getZExtValue()))
6379       return false;
6380     Array.moveInto(Result.getStructField(1));
6381   } else if (Info.Ctx.hasSameType(Field->getType(), Info.Ctx.getSizeType()))
6382     // Length.
6383     Result.getStructField(1) = APValue(APSInt(ArrayType->getSize()));
6384   else
6385     return Error(E);
6386
6387   if (++Field != Record->field_end())
6388     return Error(E);
6389
6390   return true;
6391 }
6392
6393 bool RecordExprEvaluator::VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
6394   const CXXRecordDecl *ClosureClass = E->getLambdaClass();
6395   if (ClosureClass->isInvalidDecl()) return false;
6396
6397   if (Info.checkingPotentialConstantExpression()) return true;
6398   
6399   const size_t NumFields =
6400       std::distance(ClosureClass->field_begin(), ClosureClass->field_end());
6401
6402   assert(NumFields == (size_t)std::distance(E->capture_init_begin(),
6403                                             E->capture_init_end()) &&
6404          "The number of lambda capture initializers should equal the number of "
6405          "fields within the closure type");
6406
6407   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), /*NumBases*/0, NumFields);
6408   // Iterate through all the lambda's closure object's fields and initialize
6409   // them.
6410   auto *CaptureInitIt = E->capture_init_begin();
6411   const LambdaCapture *CaptureIt = ClosureClass->captures_begin();
6412   bool Success = true;
6413   for (const auto *Field : ClosureClass->fields()) {
6414     assert(CaptureInitIt != E->capture_init_end());
6415     // Get the initializer for this field
6416     Expr *const CurFieldInit = *CaptureInitIt++;
6417     
6418     // If there is no initializer, either this is a VLA or an error has
6419     // occurred.
6420     if (!CurFieldInit)
6421       return Error(E);
6422
6423     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
6424     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, This, CurFieldInit)) {
6425       if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6426         return false;
6427       Success = false;
6428     }
6429     ++CaptureIt;
6430   }
6431   return Success;
6432 }
6433
6434 static bool EvaluateRecord(const Expr *E, const LValue &This,
6435                            APValue &Result, EvalInfo &Info) {
6436   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType() &&
6437          "can't evaluate expression as a record rvalue");
6438   return RecordExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
6439 }
6440
6441 //===----------------------------------------------------------------------===//
6442 // Temporary Evaluation
6443 //
6444 // Temporaries are represented in the AST as rvalues, but generally behave like
6445 // lvalues. The full-object of which the temporary is a subobject is implicitly
6446 // materialized so that a reference can bind to it.
6447 //===----------------------------------------------------------------------===//
6448 namespace {
6449 class TemporaryExprEvaluator
6450   : public LValueExprEvaluatorBase<TemporaryExprEvaluator> {
6451 public:
6452   TemporaryExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result) :
6453     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, false) {}
6454
6455   /// Visit an expression which constructs the value of this temporary.
6456   bool VisitConstructExpr(const Expr *E) {
6457     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
6458     return EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(E, false),
6459                            Info, Result, E);
6460   }
6461
6462   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6463     switch (E->getCastKind()) {
6464     default:
6465       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6466
6467     case CK_ConstructorConversion:
6468       return VisitConstructExpr(E->getSubExpr());
6469     }
6470   }
6471   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6472     return VisitConstructExpr(E);
6473   }
6474   bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6475     return VisitConstructExpr(E);
6476   }
6477   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6478     return VisitConstructExpr(E);
6479   }
6480   bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E) {
6481     return VisitConstructExpr(E);
6482   }
6483   bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
6484     return VisitConstructExpr(E);
6485   }
6486 };
6487 } // end anonymous namespace
6488
6489 /// Evaluate an expression of record type as a temporary.
6490 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info) {
6491   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType());
6492   return TemporaryExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
6493 }
6494
6495 //===----------------------------------------------------------------------===//
6496 // Vector Evaluation
6497 //===----------------------------------------------------------------------===//
6498
6499 namespace {
6500   class VectorExprEvaluator
6501   : public ExprEvaluatorBase<VectorExprEvaluator> {
6502     APValue &Result;
6503   public:
6504
6505     VectorExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &Result)
6506       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
6507
6508     bool Success(ArrayRef<APValue> V, const Expr *E) {
6509       assert(V.size() == E->getType()->castAs<VectorType>()->getNumElements());
6510       // FIXME: remove this APValue copy.
6511       Result = APValue(V.data(), V.size());
6512       return true;
6513     }
6514     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6515       assert(V.isVector());
6516       Result = V;
6517       return true;
6518     }
6519     bool ZeroInitialization(const Expr *E);
6520
6521     bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E)
6522       { return Visit(E->getSubExpr()); }
6523     bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
6524     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6525     bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
6526     // FIXME: Missing: unary -, unary ~, binary add/sub/mul/div,
6527     //                 binary comparisons, binary and/or/xor,
6528     //                 shufflevector, ExtVectorElementExpr
6529   };
6530 } // end anonymous namespace
6531
6532 static bool EvaluateVector(const Expr* E, APValue& Result, EvalInfo &Info) {
6533   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVectorType() &&"not a vector rvalue");
6534   return VectorExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
6535 }
6536
6537 bool VectorExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6538   const VectorType *VTy = E->getType()->castAs<VectorType>();
6539   unsigned NElts = VTy->getNumElements();
6540
6541   const Expr *SE = E->getSubExpr();
6542   QualType SETy = SE->getType();
6543
6544   switch (E->getCastKind()) {
6545   case CK_VectorSplat: {
6546     APValue Val = APValue();
6547     if (SETy->isIntegerType()) {
6548       APSInt IntResult;
6549       if (!EvaluateInteger(SE, IntResult, Info))
6550         return false;
6551       Val = APValue(std::move(IntResult));
6552     } else if (SETy->isRealFloatingType()) {
6553       APFloat FloatResult(0.0);
6554       if (!EvaluateFloat(SE, FloatResult, Info))
6555         return false;
6556       Val = APValue(std::move(FloatResult));
6557     } else {
6558       return Error(E);
6559     }
6560
6561     // Splat and create vector APValue.
6562     SmallVector<APValue, 4> Elts(NElts, Val);
6563     return Success(Elts, E);
6564   }
6565   case CK_BitCast: {
6566     // Evaluate the operand into an APInt we can extract from.
6567     llvm::APInt SValInt;
6568     if (!EvalAndBitcastToAPInt(Info, SE, SValInt))
6569       return false;
6570     // Extract the elements
6571     QualType EltTy = VTy->getElementType();
6572     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
6573     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
6574     SmallVector<APValue, 4> Elts;
6575     if (EltTy->isRealFloatingType()) {
6576       const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy);
6577       unsigned FloatEltSize = EltSize;
6578       if (&Sem == &APFloat::x87DoubleExtended())
6579         FloatEltSize = 80;
6580       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
6581         llvm::APInt Elt;
6582         if (BigEndian)
6583           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+FloatEltSize).trunc(FloatEltSize);
6584         else
6585           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).trunc(FloatEltSize);
6586         Elts.push_back(APValue(APFloat(Sem, Elt)));
6587       }
6588     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
6589       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
6590         llvm::APInt Elt;
6591         if (BigEndian)
6592           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
6593         else
6594           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
6595         Elts.push_back(APValue(APSInt(Elt, EltTy->isSignedIntegerType())));
6596       }
6597     } else {
6598       return Error(E);
6599     }
6600     return Success(Elts, E);
6601   }
6602   default:
6603     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6604   }
6605 }
6606
6607 bool
6608 VectorExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6609   const VectorType *VT = E->getType()->castAs<VectorType>();
6610   unsigned NumInits = E->getNumInits();
6611   unsigned NumElements = VT->getNumElements();
6612
6613   QualType EltTy = VT->getElementType();
6614   SmallVector<APValue, 4> Elements;
6615
6616   // The number of initializers can be less than the number of
6617   // vector elements. For OpenCL, this can be due to nested vector
6618   // initialization. For GCC compatibility, missing trailing elements 
6619   // should be initialized with zeroes.
6620   unsigned CountInits = 0, CountElts = 0;
6621   while (CountElts < NumElements) {
6622     // Handle nested vector initialization.
6623     if (CountInits < NumInits 
6624         && E->getInit(CountInits)->getType()->isVectorType()) {
6625       APValue v;
6626       if (!EvaluateVector(E->getInit(CountInits), v, Info))
6627         return Error(E);
6628       unsigned vlen = v.getVectorLength();
6629       for (unsigned j = 0; j < vlen; j++) 
6630         Elements.push_back(v.getVectorElt(j));
6631       CountElts += vlen;
6632     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
6633       llvm::APSInt sInt(32);
6634       if (CountInits < NumInits) {
6635         if (!EvaluateInteger(E->getInit(CountInits), sInt, Info))
6636           return false;
6637       } else // trailing integer zero.
6638         sInt = Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy);
6639       Elements.push_back(APValue(sInt));
6640       CountElts++;
6641     } else {
6642       llvm::APFloat f(0.0);
6643       if (CountInits < NumInits) {
6644         if (!EvaluateFloat(E->getInit(CountInits), f, Info))
6645           return false;
6646       } else // trailing float zero.
6647         f = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy));
6648       Elements.push_back(APValue(f));
6649       CountElts++;
6650     }
6651     CountInits++;
6652   }
6653   return Success(Elements, E);
6654 }
6655
6656 bool
6657 VectorExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
6658   const VectorType *VT = E->getType()->getAs<VectorType>();
6659   QualType EltTy = VT->getElementType();
6660   APValue ZeroElement;
6661   if (EltTy->isIntegerType())
6662     ZeroElement = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy));
6663   else
6664     ZeroElement =
6665         APValue(APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy)));
6666
6667   SmallVector<APValue, 4> Elements(VT->getNumElements(), ZeroElement);
6668   return Success(Elements, E);
6669 }
6670
6671 bool VectorExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
6672   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
6673   return ZeroInitialization(E);
6674 }
6675
6676 //===----------------------------------------------------------------------===//
6677 // Array Evaluation
6678 //===----------------------------------------------------------------------===//
6679
6680 namespace {
6681   class ArrayExprEvaluator
6682   : public ExprEvaluatorBase<ArrayExprEvaluator> {
6683     const LValue &This;
6684     APValue &Result;
6685   public:
6686
6687     ArrayExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue &This, APValue &Result)
6688       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
6689
6690     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6691       assert((V.isArray() || V.isLValue()) &&
6692              "expected array or string literal");
6693       Result = V;
6694       return true;
6695     }
6696
6697     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
6698       const ConstantArrayType *CAT =
6699           Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
6700       if (!CAT)
6701         return Error(E);
6702
6703       Result = APValue(APValue::UninitArray(), 0,
6704                        CAT->getSize().getZExtValue());
6705       if (!Result.hasArrayFiller()) return true;
6706
6707       // Zero-initialize all elements.
6708       LValue Subobject = This;
6709       Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6710       ImplicitValueInitExpr VIE(CAT->getElementType());
6711       return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject, &VIE);
6712     }
6713
6714     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6715       return handleCallExpr(E, Result, &This);
6716     }
6717     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6718     bool VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E);
6719     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E);
6720     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6721                                const LValue &Subobject,
6722                                APValue *Value, QualType Type);
6723   };
6724 } // end anonymous namespace
6725
6726 static bool EvaluateArray(const Expr *E, const LValue &This,
6727                           APValue &Result, EvalInfo &Info) {
6728   assert(E->isRValue() && E->getType()->isArrayType() && "not an array rvalue");
6729   return ArrayExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
6730 }
6731
6732 bool ArrayExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6733   const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
6734   if (!CAT)
6735     return Error(E);
6736
6737   // C++11 [dcl.init.string]p1: A char array [...] can be initialized by [...]
6738   // an appropriately-typed string literal enclosed in braces.
6739   if (E->isStringLiteralInit()) {
6740     LValue LV;
6741     if (!EvaluateLValue(E->getInit(0), LV, Info))
6742       return false;
6743     APValue Val;
6744     LV.moveInto(Val);
6745     return Success(Val, E);
6746   }
6747
6748   bool Success = true;
6749
6750   assert((!Result.isArray() || Result.getArrayInitializedElts() == 0) &&
6751          "zero-initialized array shouldn't have any initialized elts");
6752   APValue Filler;
6753   if (Result.isArray() && Result.hasArrayFiller())
6754     Filler = Result.getArrayFiller();
6755
6756   unsigned NumEltsToInit = E->getNumInits();
6757   unsigned NumElts = CAT->getSize().getZExtValue();
6758   const Expr *FillerExpr = E->hasArrayFiller() ? E->getArrayFiller() : nullptr;
6759
6760   // If the initializer might depend on the array index, run it for each
6761   // array element. For now, just whitelist non-class value-initialization.
6762   if (NumEltsToInit != NumElts && !isa<ImplicitValueInitExpr>(FillerExpr))
6763     NumEltsToInit = NumElts;
6764
6765   Result = APValue(APValue::UninitArray(), NumEltsToInit, NumElts);
6766
6767   // If the array was previously zero-initialized, preserve the
6768   // zero-initialized values.
6769   if (!Filler.isUninit()) {
6770     for (unsigned I = 0, E = Result.getArrayInitializedElts(); I != E; ++I)
6771       Result.getArrayInitializedElt(I) = Filler;
6772     if (Result.hasArrayFiller())
6773       Result.getArrayFiller() = Filler;
6774   }
6775
6776   LValue Subobject = This;
6777   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6778   for (unsigned Index = 0; Index != NumEltsToInit; ++Index) {
6779     const Expr *Init =
6780         Index < E->getNumInits() ? E->getInit(Index) : FillerExpr;
6781     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
6782                          Info, Subobject, Init) ||
6783         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, Init, Subobject,
6784                                      CAT->getElementType(), 1)) {
6785       if (!Info.noteFailure())
6786         return false;
6787       Success = false;
6788     }
6789   }
6790
6791   if (!Result.hasArrayFiller())
6792     return Success;
6793
6794   // If we get here, we have a trivial filler, which we can just evaluate
6795   // once and splat over the rest of the array elements.
6796   assert(FillerExpr && "no array filler for incomplete init list");
6797   return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject,
6798                          FillerExpr) && Success;
6799 }
6800
6801 bool ArrayExprEvaluator::VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E) {
6802   if (E->getCommonExpr() &&
6803       !Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getCommonExpr(), false),
6804                 Info, E->getCommonExpr()->getSourceExpr()))
6805     return false;
6806
6807   auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(E->getType()->castAsArrayTypeUnsafe());
6808
6809   uint64_t Elements = CAT->getSize().getZExtValue();
6810   Result = APValue(APValue::UninitArray(), Elements, Elements);
6811
6812   LValue Subobject = This;
6813   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6814
6815   bool Success = true;
6816   for (EvalInfo::ArrayInitLoopIndex Index(Info); Index != Elements; ++Index) {
6817     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
6818                          Info, Subobject, E->getSubExpr()) ||
6819         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Subobject,
6820                                      CAT->getElementType(), 1)) {
6821       if (!Info.noteFailure())
6822         return false;
6823       Success = false;
6824     }
6825   }
6826
6827   return Success;
6828 }
6829
6830 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6831   return VisitCXXConstructExpr(E, This, &Result, E->getType());
6832 }
6833
6834 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6835                                                const LValue &Subobject,
6836                                                APValue *Value,
6837                                                QualType Type) {
6838   bool HadZeroInit = !Value->isUninit();
6839
6840   if (const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(Type)) {
6841     unsigned N = CAT->getSize().getZExtValue();
6842
6843     // Preserve the array filler if we had prior zero-initialization.
6844     APValue Filler =
6845       HadZeroInit && Value->hasArrayFiller() ? Value->getArrayFiller()
6846                                              : APValue();
6847
6848     *Value = APValue(APValue::UninitArray(), N, N);
6849
6850     if (HadZeroInit)
6851       for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
6852         Value->getArrayInitializedElt(I) = Filler;
6853
6854     // Initialize the elements.
6855     LValue ArrayElt = Subobject;
6856     ArrayElt.addArray(Info, E, CAT);
6857     for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
6858       if (!VisitCXXConstructExpr(E, ArrayElt, &Value->getArrayInitializedElt(I),
6859                                  CAT->getElementType()) ||
6860           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, ArrayElt,
6861                                        CAT->getElementType(), 1))
6862         return false;
6863
6864     return true;
6865   }
6866
6867   if (!Type->isRecordType())
6868     return Error(E);
6869
6870   return RecordExprEvaluator(Info, Subobject, *Value)
6871              .VisitCXXConstructExpr(E, Type);
6872 }
6873
6874 //===----------------------------------------------------------------------===//
6875 // Integer Evaluation
6876 //
6877 // As a GNU extension, we support casting pointers to sufficiently-wide integer
6878 // types and back in constant folding. Integer values are thus represented
6879 // either as an integer-valued APValue, or as an lvalue-valued APValue.
6880 //===----------------------------------------------------------------------===//
6881
6882 namespace {
6883 class IntExprEvaluator
6884   : public ExprEvaluatorBase<IntExprEvaluator> {
6885   APValue &Result;
6886 public:
6887   IntExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &result)
6888     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
6889
6890   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E, APValue &Result) {
6891     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
6892            "Invalid evaluation result.");
6893     assert(SI.isSigned() == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType() &&
6894            "Invalid evaluation result.");
6895     assert(SI.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
6896            "Invalid evaluation result.");
6897     Result = APValue(SI);
6898     return true;
6899   }
6900   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E) {
6901     return Success(SI, E, Result);
6902   }
6903
6904   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E, APValue &Result) {
6905     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
6906            "Invalid evaluation result.");
6907     assert(I.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
6908            "Invalid evaluation result.");
6909     Result = APValue(APSInt(I));
6910     Result.getInt().setIsUnsigned(
6911                             E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
6912     return true;
6913   }
6914   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E) {
6915     return Success(I, E, Result);
6916   }
6917
6918   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
6919     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
6920            "Invalid evaluation result.");
6921     Result = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(Value, E->getType()));
6922     return true;
6923   }
6924   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E) {
6925     return Success(Value, E, Result);
6926   }
6927
6928   bool Success(CharUnits Size, const Expr *E) {
6929     return Success(Size.getQuantity(), E);
6930   }
6931
6932   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6933     if (V.isLValue() || V.isAddrLabelDiff()) {
6934       Result = V;
6935       return true;
6936     }
6937     return Success(V.getInt(), E);
6938   }
6939
6940   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Success(0, E); }
6941
6942   //===--------------------------------------------------------------------===//
6943   //                            Visitor Methods
6944   //===--------------------------------------------------------------------===//
6945
6946   bool VisitIntegerLiteral(const IntegerLiteral *E) {
6947     return Success(E->getValue(), E);
6948   }
6949   bool VisitCharacterLiteral(const CharacterLiteral *E) {
6950     return Success(E->getValue(), E);
6951   }
6952
6953   bool CheckReferencedDecl(const Expr *E, const Decl *D);
6954   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
6955     if (CheckReferencedDecl(E, E->getDecl()))
6956       return true;
6957
6958     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitDeclRefExpr(E);
6959   }
6960   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
6961     if (CheckReferencedDecl(E, E->getMemberDecl())) {
6962       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
6963       return true;
6964     }
6965
6966     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
6967   }
6968
6969   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
6970   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
6971   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
6972   bool VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *E);
6973   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
6974
6975   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
6976   bool VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E);
6977
6978   bool VisitCXXBoolLiteralExpr(const CXXBoolLiteralExpr *E) {
6979     return Success(E->getValue(), E);
6980   }
6981
6982   bool VisitObjCBoolLiteralExpr(const ObjCBoolLiteralExpr *E) {
6983     return Success(E->getValue(), E);
6984   }
6985
6986   bool VisitArrayInitIndexExpr(const ArrayInitIndexExpr *E) {
6987     if (Info.ArrayInitIndex == uint64_t(-1)) {
6988       // We were asked to evaluate this subexpression independent of the
6989       // enclosing ArrayInitLoopExpr. We can't do that.
6990       Info.FFDiag(E);
6991       return false;
6992     }
6993     return Success(Info.ArrayInitIndex, E);
6994   }
6995     
6996   // Note, GNU defines __null as an integer, not a pointer.
6997   bool VisitGNUNullExpr(const GNUNullExpr *E) {
6998     return ZeroInitialization(E);
6999   }
7000
7001   bool VisitTypeTraitExpr(const TypeTraitExpr *E) {
7002     return Success(E->getValue(), E);
7003   }
7004
7005   bool VisitArrayTypeTraitExpr(const ArrayTypeTraitExpr *E) {
7006     return Success(E->getValue(), E);
7007   }
7008
7009   bool VisitExpressionTraitExpr(const ExpressionTraitExpr *E) {
7010     return Success(E->getValue(), E);
7011   }
7012
7013   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
7014   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
7015
7016   bool VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E);
7017   bool VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E);
7018
7019   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
7020 };
7021 } // end anonymous namespace
7022
7023 /// EvaluateIntegerOrLValue - Evaluate an rvalue integral-typed expression, and
7024 /// produce either the integer value or a pointer.
7025 ///
7026 /// GCC has a heinous extension which folds casts between pointer types and
7027 /// pointer-sized integral types. We support this by allowing the evaluation of
7028 /// an integer rvalue to produce a pointer (represented as an lvalue) instead.
7029 /// Some simple arithmetic on such values is supported (they are treated much
7030 /// like char*).
7031 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
7032                                     EvalInfo &Info) {
7033   assert(E->isRValue() && E->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
7034   return IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
7035 }
7036
7037 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info) {
7038   APValue Val;
7039   if (!EvaluateIntegerOrLValue(E, Val, Info))
7040     return false;
7041   if (!Val.isInt()) {
7042     // FIXME: It would be better to produce the diagnostic for casting
7043     //        a pointer to an integer.
7044     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7045     return false;
7046   }
7047   Result = Val.getInt();
7048   return true;
7049 }
7050
7051 /// Check whether the given declaration can be directly converted to an integral
7052 /// rvalue. If not, no diagnostic is produced; there are other things we can
7053 /// try.
7054 bool IntExprEvaluator::CheckReferencedDecl(const Expr* E, const Decl* D) {
7055   // Enums are integer constant exprs.
7056   if (const EnumConstantDecl *ECD = dyn_cast<EnumConstantDecl>(D)) {
7057     // Check for signedness/width mismatches between E type and ECD value.
7058     bool SameSign = (ECD->getInitVal().isSigned()
7059                      == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType());
7060     bool SameWidth = (ECD->getInitVal().getBitWidth()
7061                       == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
7062     if (SameSign && SameWidth)
7063       return Success(ECD->getInitVal(), E);
7064     else {
7065       // Get rid of mismatch (otherwise Success assertions will fail)
7066       // by computing a new value matching the type of E.
7067       llvm::APSInt Val = ECD->getInitVal();
7068       if (!SameSign)
7069         Val.setIsSigned(!ECD->getInitVal().isSigned());
7070       if (!SameWidth)
7071         Val = Val.extOrTrunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
7072       return Success(Val, E);
7073     }
7074   }
7075   return false;
7076 }
7077
7078 /// EvaluateBuiltinClassifyType - Evaluate __builtin_classify_type the same way
7079 /// as GCC.
7080 static int EvaluateBuiltinClassifyType(const CallExpr *E,
7081                                        const LangOptions &LangOpts) {
7082   // The following enum mimics the values returned by GCC.
7083   // FIXME: Does GCC differ between lvalue and rvalue references here?
7084   enum gcc_type_class {
7085     no_type_class = -1,
7086     void_type_class, integer_type_class, char_type_class,
7087     enumeral_type_class, boolean_type_class,
7088     pointer_type_class, reference_type_class, offset_type_class,
7089     real_type_class, complex_type_class,
7090     function_type_class, method_type_class,
7091     record_type_class, union_type_class,
7092     array_type_class, string_type_class,
7093     lang_type_class
7094   };
7095
7096   // If no argument was supplied, default to "no_type_class". This isn't
7097   // ideal, however it is what gcc does.
7098   if (E->getNumArgs() == 0)
7099     return no_type_class;
7100
7101   QualType CanTy = E->getArg(0)->getType().getCanonicalType();
7102   const BuiltinType *BT = dyn_cast<BuiltinType>(CanTy);
7103
7104   switch (CanTy->getTypeClass()) {
7105 #define TYPE(ID, BASE)
7106 #define DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7107 #define NON_CANONICAL_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7108 #define NON_CANONICAL_UNLESS_DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7109 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
7110       llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7111
7112   case Type::Builtin:
7113     switch (BT->getKind()) {
7114 #define BUILTIN_TYPE(ID, SINGLETON_ID)
7115 #define SIGNED_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: return integer_type_class;
7116 #define FLOATING_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: return real_type_class;
7117 #define PLACEHOLDER_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: break;
7118 #include "clang/AST/BuiltinTypes.def"
7119     case BuiltinType::Void:
7120       return void_type_class;
7121
7122     case BuiltinType::Bool:
7123       return boolean_type_class;
7124
7125     case BuiltinType::Char_U: // gcc doesn't appear to use char_type_class
7126     case BuiltinType::UChar:
7127     case BuiltinType::UShort:
7128     case BuiltinType::UInt:
7129     case BuiltinType::ULong:
7130     case BuiltinType::ULongLong:
7131     case BuiltinType::UInt128:
7132       return integer_type_class;
7133
7134     case BuiltinType::NullPtr:
7135       return pointer_type_class;
7136
7137     case BuiltinType::WChar_U:
7138     case BuiltinType::Char16:
7139     case BuiltinType::Char32:
7140     case BuiltinType::ObjCId:
7141     case BuiltinType::ObjCClass:
7142     case BuiltinType::ObjCSel:
7143 #define IMAGE_TYPE(ImgType, Id, SingletonId, Access, Suffix) \
7144     case BuiltinType::Id:
7145 #include "clang/Basic/OpenCLImageTypes.def"
7146     case BuiltinType::OCLSampler:
7147     case BuiltinType::OCLEvent:
7148     case BuiltinType::OCLClkEvent:
7149     case BuiltinType::OCLQueue:
7150     case BuiltinType::OCLReserveID:
7151     case BuiltinType::Dependent:
7152       llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7153     };
7154
7155   case Type::Enum:
7156     return LangOpts.CPlusPlus ? enumeral_type_class : integer_type_class;
7157     break;
7158
7159   case Type::Pointer:
7160     return pointer_type_class;
7161     break;
7162
7163   case Type::MemberPointer:
7164     if (CanTy->isMemberDataPointerType())
7165       return offset_type_class;
7166     else {
7167       // We expect member pointers to be either data or function pointers,
7168       // nothing else.
7169       assert(CanTy->isMemberFunctionPointerType());
7170       return method_type_class;
7171     }
7172
7173   case Type::Complex:
7174     return complex_type_class;
7175
7176   case Type::FunctionNoProto:
7177   case Type::FunctionProto:
7178     return LangOpts.CPlusPlus ? function_type_class : pointer_type_class;
7179
7180   case Type::Record:
7181     if (const RecordType *RT = CanTy->getAs<RecordType>()) {
7182       switch (RT->getDecl()->getTagKind()) {
7183       case TagTypeKind::TTK_Struct:
7184       case TagTypeKind::TTK_Class:
7185       case TagTypeKind::TTK_Interface:
7186         return record_type_class;
7187
7188       case TagTypeKind::TTK_Enum:
7189         return LangOpts.CPlusPlus ? enumeral_type_class : integer_type_class;
7190
7191       case TagTypeKind::TTK_Union:
7192         return union_type_class;
7193       }
7194     }
7195     llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7196
7197   case Type::ConstantArray:
7198   case Type::VariableArray:
7199   case Type::IncompleteArray:
7200     return LangOpts.CPlusPlus ? array_type_class : pointer_type_class;
7201
7202   case Type::BlockPointer:
7203   case Type::LValueReference:
7204   case Type::RValueReference:
7205   case Type::Vector:
7206   case Type::ExtVector:
7207   case Type::Auto:
7208   case Type::DeducedTemplateSpecialization:
7209   case Type::ObjCObject:
7210   case Type::ObjCInterface:
7211   case Type::ObjCObjectPointer:
7212   case Type::Pipe:
7213   case Type::Atomic:
7214     llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7215   }
7216
7217   llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7218 }
7219
7220 /// EvaluateBuiltinConstantPForLValue - Determine the result of
7221 /// __builtin_constant_p when applied to the given lvalue.
7222 ///
7223 /// An lvalue is only "constant" if it is a pointer or reference to the first
7224 /// character of a string literal.
7225 template<typename LValue>
7226 static bool EvaluateBuiltinConstantPForLValue(const LValue &LV) {
7227   const Expr *E = LV.getLValueBase().template dyn_cast<const Expr*>();
7228   return E && isa<StringLiteral>(E) && LV.getLValueOffset().isZero();
7229 }
7230
7231 /// EvaluateBuiltinConstantP - Evaluate __builtin_constant_p as similarly to
7232 /// GCC as we can manage.
7233 static bool EvaluateBuiltinConstantP(ASTContext &Ctx, const Expr *Arg) {
7234   QualType ArgType = Arg->getType();
7235
7236   // __builtin_constant_p always has one operand. The rules which gcc follows
7237   // are not precisely documented, but are as follows:
7238   //
7239   //  - If the operand is of integral, floating, complex or enumeration type,
7240   //    and can be folded to a known value of that type, it returns 1.
7241   //  - If the operand and can be folded to a pointer to the first character
7242   //    of a string literal (or such a pointer cast to an integral type), it
7243   //    returns 1.
7244   //
7245   // Otherwise, it returns 0.
7246   //
7247   // FIXME: GCC also intends to return 1 for literals of aggregate types, but
7248   // its support for this does not currently work.
7249   if (ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
7250     Expr::EvalResult Result;
7251     if (!Arg->EvaluateAsRValue(Result, Ctx) || Result.HasSideEffects)
7252       return false;
7253
7254     APValue &V = Result.Val;
7255     if (V.getKind() == APValue::Int)
7256       return true;
7257     if (V.getKind() == APValue::LValue)
7258       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(V);
7259   } else if (ArgType->isFloatingType() || ArgType->isAnyComplexType()) {
7260     return Arg->isEvaluatable(Ctx);
7261   } else if (ArgType->isPointerType() || Arg->isGLValue()) {
7262     LValue LV;
7263     Expr::EvalStatus Status;
7264     EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
7265     if ((Arg->isGLValue() ? EvaluateLValue(Arg, LV, Info)
7266                           : EvaluatePointer(Arg, LV, Info)) &&
7267         !Status.HasSideEffects)
7268       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(LV);
7269   }
7270
7271   // Anything else isn't considered to be sufficiently constant.
7272   return false;
7273 }
7274
7275 /// Retrieves the "underlying object type" of the given expression,
7276 /// as used by __builtin_object_size.
7277 static QualType getObjectType(APValue::LValueBase B) {
7278   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
7279     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
7280       return VD->getType();
7281   } else if (const Expr *E = B.get<const Expr*>()) {
7282     if (isa<CompoundLiteralExpr>(E))
7283       return E->getType();
7284   }
7285
7286   return QualType();
7287 }
7288
7289 /// A more selective version of E->IgnoreParenCasts for
7290 /// tryEvaluateBuiltinObjectSize. This ignores some casts/parens that serve only
7291 /// to change the type of E.
7292 /// Ex. For E = `(short*)((char*)(&foo))`, returns `&foo`
7293 ///
7294 /// Always returns an RValue with a pointer representation.
7295 static const Expr *ignorePointerCastsAndParens(const Expr *E) {
7296   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
7297
7298   auto *NoParens = E->IgnoreParens();
7299   auto *Cast = dyn_cast<CastExpr>(NoParens);
7300   if (Cast == nullptr)
7301     return NoParens;
7302
7303   // We only conservatively allow a few kinds of casts, because this code is
7304   // inherently a simple solution that seeks to support the common case.
7305   auto CastKind = Cast->getCastKind();
7306   if (CastKind != CK_NoOp && CastKind != CK_BitCast &&
7307       CastKind != CK_AddressSpaceConversion)
7308     return NoParens;
7309
7310   auto *SubExpr = Cast->getSubExpr();
7311   if (!SubExpr->getType()->hasPointerRepresentation() || !SubExpr->isRValue())
7312     return NoParens;
7313   return ignorePointerCastsAndParens(SubExpr);
7314 }
7315
7316 /// Checks to see if the given LValue's Designator is at the end of the LValue's
7317 /// record layout. e.g.
7318 ///   struct { struct { int a, b; } fst, snd; } obj;
7319 ///   obj.fst   // no
7320 ///   obj.snd   // yes
7321 ///   obj.fst.a // no
7322 ///   obj.fst.b // no
7323 ///   obj.snd.a // no
7324 ///   obj.snd.b // yes
7325 ///
7326 /// Please note: this function is specialized for how __builtin_object_size
7327 /// views "objects".
7328 ///
7329 /// If this encounters an invalid RecordDecl, it will always return true.
7330 static bool isDesignatorAtObjectEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
7331   assert(!LVal.Designator.Invalid);
7332
7333   auto IsLastOrInvalidFieldDecl = [&Ctx](const FieldDecl *FD, bool &Invalid) {
7334     const RecordDecl *Parent = FD->getParent();
7335     Invalid = Parent->isInvalidDecl();
7336     if (Invalid || Parent->isUnion())
7337       return true;
7338     const ASTRecordLayout &Layout = Ctx.getASTRecordLayout(Parent);
7339     return FD->getFieldIndex() + 1 == Layout.getFieldCount();
7340   };
7341
7342   auto &Base = LVal.getLValueBase();
7343   if (auto *ME = dyn_cast_or_null<MemberExpr>(Base.dyn_cast<const Expr *>())) {
7344     if (auto *FD = dyn_cast<FieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
7345       bool Invalid;
7346       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
7347         return Invalid;
7348     } else if (auto *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
7349       for (auto *FD : IFD->chain()) {
7350         bool Invalid;
7351         if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(cast<FieldDecl>(FD), Invalid))
7352           return Invalid;
7353       }
7354     }
7355   }
7356
7357   unsigned I = 0;
7358   QualType BaseType = getType(Base);
7359   if (LVal.Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray) {
7360     assert(isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
7361            "Unsized array in non-alloc_size call?");
7362     // If this is an alloc_size base, we should ignore the initial array index
7363     ++I;
7364     BaseType = BaseType->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7365   }
7366
7367   for (unsigned E = LVal.Designator.Entries.size(); I != E; ++I) {
7368     const auto &Entry = LVal.Designator.Entries[I];
7369     if (BaseType->isArrayType()) {
7370       // Because __builtin_object_size treats arrays as objects, we can ignore
7371       // the index iff this is the last array in the Designator.
7372       if (I + 1 == E)
7373         return true;
7374       const auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(Ctx.getAsArrayType(BaseType));
7375       uint64_t Index = Entry.ArrayIndex;
7376       if (Index + 1 != CAT->getSize())
7377         return false;
7378       BaseType = CAT->getElementType();
7379     } else if (BaseType->isAnyComplexType()) {
7380       const auto *CT = BaseType->castAs<ComplexType>();
7381       uint64_t Index = Entry.ArrayIndex;
7382       if (Index != 1)
7383         return false;
7384       BaseType = CT->getElementType();
7385     } else if (auto *FD = getAsField(Entry)) {
7386       bool Invalid;
7387       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
7388         return Invalid;
7389       BaseType = FD->getType();
7390     } else {
7391       assert(getAsBaseClass(Entry) && "Expecting cast to a base class");
7392       return false;
7393     }
7394   }
7395   return true;
7396 }
7397
7398 /// Tests to see if the LValue has a user-specified designator (that isn't
7399 /// necessarily valid). Note that this always returns 'true' if the LValue has
7400 /// an unsized array as its first designator entry, because there's currently no
7401 /// way to tell if the user typed *foo or foo[0].
7402 static bool refersToCompleteObject(const LValue &LVal) {
7403   if (LVal.Designator.Invalid)
7404     return false;
7405
7406   if (!LVal.Designator.Entries.empty())
7407     return LVal.Designator.isMostDerivedAnUnsizedArray();
7408
7409   if (!LVal.InvalidBase)
7410     return true;
7411
7412   // If `E` is a MemberExpr, then the first part of the designator is hiding in
7413   // the LValueBase.
7414   const auto *E = LVal.Base.dyn_cast<const Expr *>();
7415   return !E || !isa<MemberExpr>(E);
7416 }
7417
7418 /// Attempts to detect a user writing into a piece of memory that's impossible
7419 /// to figure out the size of by just using types.
7420 static bool isUserWritingOffTheEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
7421   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
7422   // Notes:
7423   // - Users can only write off of the end when we have an invalid base. Invalid
7424   //   bases imply we don't know where the memory came from.
7425   // - We used to be a bit more aggressive here; we'd only be conservative if
7426   //   the array at the end was flexible, or if it had 0 or 1 elements. This
7427   //   broke some common standard library extensions (PR30346), but was
7428   //   otherwise seemingly fine. It may be useful to reintroduce this behavior
7429   //   with some sort of whitelist. OTOH, it seems that GCC is always
7430   //   conservative with the last element in structs (if it's an array), so our
7431   //   current behavior is more compatible than a whitelisting approach would
7432   //   be.
7433   return LVal.InvalidBase &&
7434          Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength &&
7435          Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
7436          isDesignatorAtObjectEnd(Ctx, LVal);
7437 }
7438
7439 /// Converts the given APInt to CharUnits, assuming the APInt is unsigned.
7440 /// Fails if the conversion would cause loss of precision.
7441 static bool convertUnsignedAPIntToCharUnits(const llvm::APInt &Int,
7442                                             CharUnits &Result) {
7443   auto CharUnitsMax = std::numeric_limits<CharUnits::QuantityType>::max();
7444   if (Int.ugt(CharUnitsMax))
7445     return false;
7446   Result = CharUnits::fromQuantity(Int.getZExtValue());
7447   return true;
7448 }
7449
7450 /// Helper for tryEvaluateBuiltinObjectSize -- Given an LValue, this will
7451 /// determine how many bytes exist from the beginning of the object to either
7452 /// the end of the current subobject, or the end of the object itself, depending
7453 /// on what the LValue looks like + the value of Type.
7454 ///
7455 /// If this returns false, the value of Result is undefined.
7456 static bool determineEndOffset(EvalInfo &Info, SourceLocation ExprLoc,
7457                                unsigned Type, const LValue &LVal,
7458                                CharUnits &EndOffset) {
7459   bool DetermineForCompleteObject = refersToCompleteObject(LVal);
7460
7461   auto CheckedHandleSizeof = [&](QualType Ty, CharUnits &Result) {
7462     if (Ty.isNull() || Ty->isIncompleteType() || Ty->isFunctionType())
7463       return false;
7464     return HandleSizeof(Info, ExprLoc, Ty, Result);
7465   };
7466
7467   // We want to evaluate the size of the entire object. This is a valid fallback
7468   // for when Type=1 and the designator is invalid, because we're asked for an
7469   // upper-bound.
7470   if (!(Type & 1) || LVal.Designator.Invalid || DetermineForCompleteObject) {
7471     // Type=3 wants a lower bound, so we can't fall back to this.
7472     if (Type == 3 && !DetermineForCompleteObject)
7473       return false;
7474
7475     llvm::APInt APEndOffset;
7476     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
7477         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
7478       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
7479
7480     if (LVal.InvalidBase)
7481       return false;
7482
7483     QualType BaseTy = getObjectType(LVal.getLValueBase());
7484     return CheckedHandleSizeof(BaseTy, EndOffset);
7485   }
7486
7487   // We want to evaluate the size of a subobject.
7488   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
7489
7490   // The following is a moderately common idiom in C:
7491   //
7492   // struct Foo { int a; char c[1]; };
7493   // struct Foo *F = (struct Foo *)malloc(sizeof(struct Foo) + strlen(Bar));
7494   // strcpy(&F->c[0], Bar);
7495   //
7496   // In order to not break too much legacy code, we need to support it.
7497   if (isUserWritingOffTheEnd(Info.Ctx, LVal)) {
7498     // If we can resolve this to an alloc_size call, we can hand that back,
7499     // because we know for certain how many bytes there are to write to.
7500     llvm::APInt APEndOffset;
7501     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
7502         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
7503       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
7504
7505     // If we cannot determine the size of the initial allocation, then we can't
7506     // given an accurate upper-bound. However, we are still able to give
7507     // conservative lower-bounds for Type=3.
7508     if (Type == 1)
7509       return false;
7510   }
7511
7512   CharUnits BytesPerElem;
7513   if (!CheckedHandleSizeof(Designator.MostDerivedType, BytesPerElem))
7514     return false;
7515
7516   // According to the GCC documentation, we want the size of the subobject
7517   // denoted by the pointer. But that's not quite right -- what we actually
7518   // want is the size of the immediately-enclosing array, if there is one.
7519   int64_t ElemsRemaining;
7520   if (Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
7521       Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength) {
7522     uint64_t ArraySize = Designator.getMostDerivedArraySize();
7523     uint64_t ArrayIndex = Designator.Entries.back().ArrayIndex;
7524     ElemsRemaining = ArraySize <= ArrayIndex ? 0 : ArraySize - ArrayIndex;
7525   } else {
7526     ElemsRemaining = Designator.isOnePastTheEnd() ? 0 : 1;
7527   }
7528
7529   EndOffset = LVal.getLValueOffset() + BytesPerElem * ElemsRemaining;
7530   return true;
7531 }
7532
7533 /// \brief Tries to evaluate the __builtin_object_size for @p E. If successful,
7534 /// returns true and stores the result in @p Size.
7535 ///
7536 /// If @p WasError is non-null, this will report whether the failure to evaluate
7537 /// is to be treated as an Error in IntExprEvaluator.
7538 static bool tryEvaluateBuiltinObjectSize(const Expr *E, unsigned Type,
7539                                          EvalInfo &Info, uint64_t &Size) {
7540   // Determine the denoted object.
7541   LValue LVal;
7542   {
7543     // The operand of __builtin_object_size is never evaluated for side-effects.
7544     // If there are any, but we can determine the pointed-to object anyway, then
7545     // ignore the side-effects.
7546     SpeculativeEvaluationRAII SpeculativeEval(Info);
7547     FoldOffsetRAII Fold(Info);
7548
7549     if (E->isGLValue()) {
7550       // It's possible for us to be given GLValues if we're called via
7551       // Expr::tryEvaluateObjectSize.
7552       APValue RVal;
7553       if (!EvaluateAsRValue(Info, E, RVal))
7554         return false;
7555       LVal.setFrom(Info.Ctx, RVal);
7556     } else if (!EvaluatePointer(ignorePointerCastsAndParens(E), LVal, Info,
7557                                 /*InvalidBaseOK=*/true))
7558       return false;
7559   }
7560
7561   // If we point to before the start of the object, there are no accessible
7562   // bytes.
7563   if (LVal.getLValueOffset().isNegative()) {
7564     Size = 0;
7565     return true;
7566   }
7567
7568   CharUnits EndOffset;
7569   if (!determineEndOffset(Info, E->getExprLoc(), Type, LVal, EndOffset))
7570     return false;
7571
7572   // If we've fallen outside of the end offset, just pretend there's nothing to
7573   // write to/read from.
7574   if (EndOffset <= LVal.getLValueOffset())
7575     Size = 0;
7576   else
7577     Size = (EndOffset - LVal.getLValueOffset()).getQuantity();
7578   return true;
7579 }
7580
7581 bool IntExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
7582   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
7583     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
7584
7585   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7586 }
7587
7588 bool IntExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
7589                                             unsigned BuiltinOp) {
7590   switch (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee()) {
7591   default:
7592     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7593
7594   case Builtin::BI__builtin_object_size: {
7595     // The type was checked when we built the expression.
7596     unsigned Type =
7597         E->getArg(1)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
7598     assert(Type <= 3 && "unexpected type");
7599
7600     uint64_t Size;
7601     if (tryEvaluateBuiltinObjectSize(E->getArg(0), Type, Info, Size))
7602       return Success(Size, E);
7603
7604     if (E->getArg(0)->HasSideEffects(Info.Ctx))
7605       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
7606
7607     // Expression had no side effects, but we couldn't statically determine the
7608     // size of the referenced object.
7609     switch (Info.EvalMode) {
7610     case EvalInfo::EM_ConstantExpression:
7611     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression:
7612     case EvalInfo::EM_ConstantFold:
7613     case EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow:
7614     case EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects:
7615     case EvalInfo::EM_OffsetFold:
7616       // Leave it to IR generation.
7617       return Error(E);
7618     case EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated:
7619     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
7620       // Reduce it to a constant now.
7621       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
7622     }
7623
7624     llvm_unreachable("unexpected EvalMode");
7625   }
7626
7627   case Builtin::BI__builtin_bswap16:
7628   case Builtin::BI__builtin_bswap32:
7629   case Builtin::BI__builtin_bswap64: {
7630     APSInt Val;
7631     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7632       return false;
7633
7634     return Success(Val.byteSwap(), E);
7635   }
7636
7637   case Builtin::BI__builtin_classify_type:
7638     return Success(EvaluateBuiltinClassifyType(E, Info.getLangOpts()), E);
7639
7640   // FIXME: BI__builtin_clrsb
7641   // FIXME: BI__builtin_clrsbl
7642   // FIXME: BI__builtin_clrsbll
7643
7644   case Builtin::BI__builtin_clz:
7645   case Builtin::BI__builtin_clzl:
7646   case Builtin::BI__builtin_clzll:
7647   case Builtin::BI__builtin_clzs: {
7648     APSInt Val;
7649     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7650       return false;
7651     if (!Val)
7652       return Error(E);
7653
7654     return Success(Val.countLeadingZeros(), E);
7655   }
7656
7657   case Builtin::BI__builtin_constant_p:
7658     return Success(EvaluateBuiltinConstantP(Info.Ctx, E->getArg(0)), E);
7659
7660   case Builtin::BI__builtin_ctz:
7661   case Builtin::BI__builtin_ctzl:
7662   case Builtin::BI__builtin_ctzll:
7663   case Builtin::BI__builtin_ctzs: {
7664     APSInt Val;
7665     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7666       return false;
7667     if (!Val)
7668       return Error(E);
7669
7670     return Success(Val.countTrailingZeros(), E);
7671   }
7672
7673   case Builtin::BI__builtin_eh_return_data_regno: {
7674     int Operand = E->getArg(0)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
7675     Operand = Info.Ctx.getTargetInfo().getEHDataRegisterNumber(Operand);
7676     return Success(Operand, E);
7677   }
7678
7679   case Builtin::BI__builtin_expect:
7680     return Visit(E->getArg(0));
7681
7682   case Builtin::BI__builtin_ffs:
7683   case Builtin::BI__builtin_ffsl:
7684   case Builtin::BI__builtin_ffsll: {
7685     APSInt Val;
7686     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7687       return false;
7688
7689     unsigned N = Val.countTrailingZeros();
7690     return Success(N == Val.getBitWidth() ? 0 : N + 1, E);
7691   }
7692
7693   case Builtin::BI__builtin_fpclassify: {
7694     APFloat Val(0.0);
7695     if (!EvaluateFloat(E->getArg(5), Val, Info))
7696       return false;
7697     unsigned Arg;
7698     switch (Val.getCategory()) {
7699     case APFloat::fcNaN: Arg = 0; break;
7700     case APFloat::fcInfinity: Arg = 1; break;
7701     case APFloat::fcNormal: Arg = Val.isDenormal() ? 3 : 2; break;
7702     case APFloat::fcZero: Arg = 4; break;
7703     }
7704     return Visit(E->getArg(Arg));
7705   }
7706
7707   case Builtin::BI__builtin_isinf_sign: {
7708     APFloat Val(0.0);
7709     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7710            Success(Val.isInfinity() ? (Val.isNegative() ? -1 : 1) : 0, E);
7711   }
7712
7713   case Builtin::BI__builtin_isinf: {
7714     APFloat Val(0.0);
7715     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7716            Success(Val.isInfinity() ? 1 : 0, E);
7717   }
7718
7719   case Builtin::BI__builtin_isfinite: {
7720     APFloat Val(0.0);
7721     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7722            Success(Val.isFinite() ? 1 : 0, E);
7723   }
7724
7725   case Builtin::BI__builtin_isnan: {
7726     APFloat Val(0.0);
7727     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7728            Success(Val.isNaN() ? 1 : 0, E);
7729   }
7730
7731   case Builtin::BI__builtin_isnormal: {
7732     APFloat Val(0.0);
7733     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7734            Success(Val.isNormal() ? 1 : 0, E);
7735   }
7736
7737   case Builtin::BI__builtin_parity:
7738   case Builtin::BI__builtin_parityl:
7739   case Builtin::BI__builtin_parityll: {
7740     APSInt Val;
7741     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7742       return false;
7743
7744     return Success(Val.countPopulation() % 2, E);
7745   }
7746
7747   case Builtin::BI__builtin_popcount:
7748   case Builtin::BI__builtin_popcountl:
7749   case Builtin::BI__builtin_popcountll: {
7750     APSInt Val;
7751     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7752       return false;
7753
7754     return Success(Val.countPopulation(), E);
7755   }
7756
7757   case Builtin::BIstrlen:
7758   case Builtin::BIwcslen:
7759     // A call to strlen is not a constant expression.
7760     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7761       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7762         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7763         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7764     else
7765       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7766     // Fall through.
7767   case Builtin::BI__builtin_strlen:
7768   case Builtin::BI__builtin_wcslen: {
7769     // As an extension, we support __builtin_strlen() as a constant expression,
7770     // and support folding strlen() to a constant.
7771     LValue String;
7772     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String, Info))
7773       return false;
7774
7775     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
7776
7777     // Fast path: if it's a string literal, search the string value.
7778     if (const StringLiteral *S = dyn_cast_or_null<StringLiteral>(
7779             String.getLValueBase().dyn_cast<const Expr *>())) {
7780       // The string literal may have embedded null characters. Find the first
7781       // one and truncate there.
7782       StringRef Str = S->getBytes();
7783       int64_t Off = String.Offset.getQuantity();
7784       if (Off >= 0 && (uint64_t)Off <= (uint64_t)Str.size() &&
7785           S->getCharByteWidth() == 1 &&
7786           // FIXME: Add fast-path for wchar_t too.
7787           Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(CharTy, Info.Ctx.CharTy)) {
7788         Str = Str.substr(Off);
7789
7790         StringRef::size_type Pos = Str.find(0);
7791         if (Pos != StringRef::npos)
7792           Str = Str.substr(0, Pos);
7793
7794         return Success(Str.size(), E);
7795       }
7796
7797       // Fall through to slow path to issue appropriate diagnostic.
7798     }
7799
7800     // Slow path: scan the bytes of the string looking for the terminating 0.
7801     for (uint64_t Strlen = 0; /**/; ++Strlen) {
7802       APValue Char;
7803       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String, Char) ||
7804           !Char.isInt())
7805         return false;
7806       if (!Char.getInt())
7807         return Success(Strlen, E);
7808       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String, CharTy, 1))
7809         return false;
7810     }
7811   }
7812
7813   case Builtin::BIstrcmp:
7814   case Builtin::BIwcscmp:
7815   case Builtin::BIstrncmp:
7816   case Builtin::BIwcsncmp:
7817   case Builtin::BImemcmp:
7818   case Builtin::BIwmemcmp:
7819     // A call to strlen is not a constant expression.
7820     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7821       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7822         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7823         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7824     else
7825       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7826     // Fall through.
7827   case Builtin::BI__builtin_strcmp:
7828   case Builtin::BI__builtin_wcscmp:
7829   case Builtin::BI__builtin_strncmp:
7830   case Builtin::BI__builtin_wcsncmp:
7831   case Builtin::BI__builtin_memcmp:
7832   case Builtin::BI__builtin_wmemcmp: {
7833     LValue String1, String2;
7834     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String1, Info) ||
7835         !EvaluatePointer(E->getArg(1), String2, Info))
7836       return false;
7837
7838     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
7839
7840     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
7841     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrcmp &&
7842         BuiltinOp != Builtin::BIwcscmp &&
7843         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strcmp &&
7844         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcscmp) {
7845       APSInt N;
7846       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
7847         return false;
7848       MaxLength = N.getExtValue();
7849     }
7850     bool StopAtNull = (BuiltinOp != Builtin::BImemcmp &&
7851                        BuiltinOp != Builtin::BIwmemcmp &&
7852                        BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_memcmp &&
7853                        BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wmemcmp);
7854     for (; MaxLength; --MaxLength) {
7855       APValue Char1, Char2;
7856       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String1, Char1) ||
7857           !handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String2, Char2) ||
7858           !Char1.isInt() || !Char2.isInt())
7859         return false;
7860       if (Char1.getInt() != Char2.getInt())
7861         return Success(Char1.getInt() < Char2.getInt() ? -1 : 1, E);
7862       if (StopAtNull && !Char1.getInt())
7863         return Success(0, E);
7864       assert(!(StopAtNull && !Char2.getInt()));
7865       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String1, CharTy, 1) ||
7866           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String2, CharTy, 1))
7867         return false;
7868     }
7869     // We hit the strncmp / memcmp limit.
7870     return Success(0, E);
7871   }
7872
7873   case Builtin::BI__atomic_always_lock_free:
7874   case Builtin::BI__atomic_is_lock_free:
7875   case Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free: {
7876     APSInt SizeVal;
7877     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), SizeVal, Info))
7878       return false;
7879
7880     // For __atomic_is_lock_free(sizeof(_Atomic(T))), if the size is a power
7881     // of two less than the maximum inline atomic width, we know it is
7882     // lock-free.  If the size isn't a power of two, or greater than the
7883     // maximum alignment where we promote atomics, we know it is not lock-free
7884     // (at least not in the sense of atomic_is_lock_free).  Otherwise,
7885     // the answer can only be determined at runtime; for example, 16-byte
7886     // atomics have lock-free implementations on some, but not all,
7887     // x86-64 processors.
7888
7889     // Check power-of-two.
7890     CharUnits Size = CharUnits::fromQuantity(SizeVal.getZExtValue());
7891     if (Size.isPowerOfTwo()) {
7892       // Check against inlining width.
7893       unsigned InlineWidthBits =
7894           Info.Ctx.getTargetInfo().getMaxAtomicInlineWidth();
7895       if (Size <= Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(InlineWidthBits)) {
7896         if (BuiltinOp == Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free ||
7897             Size == CharUnits::One() ||
7898             E->getArg(1)->isNullPointerConstant(Info.Ctx,
7899                                                 Expr::NPC_NeverValueDependent))
7900           // OK, we will inline appropriately-aligned operations of this size,
7901           // and _Atomic(T) is appropriately-aligned.
7902           return Success(1, E);
7903
7904         QualType PointeeType = E->getArg(1)->IgnoreImpCasts()->getType()->
7905           castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7906         if (!PointeeType->isIncompleteType() &&
7907             Info.Ctx.getTypeAlignInChars(PointeeType) >= Size) {
7908           // OK, we will inline operations on this object.
7909           return Success(1, E);
7910         }
7911       }
7912     }
7913
7914     return BuiltinOp == Builtin::BI__atomic_always_lock_free ?
7915         Success(0, E) : Error(E);
7916   }
7917   }
7918 }
7919
7920 static bool HasSameBase(const LValue &A, const LValue &B) {
7921   if (!A.getLValueBase())
7922     return !B.getLValueBase();
7923   if (!B.getLValueBase())
7924     return false;
7925
7926   if (A.getLValueBase().getOpaqueValue() !=
7927       B.getLValueBase().getOpaqueValue()) {
7928     const Decl *ADecl = GetLValueBaseDecl(A);
7929     if (!ADecl)
7930       return false;
7931     const Decl *BDecl = GetLValueBaseDecl(B);
7932     if (!BDecl || ADecl->getCanonicalDecl() != BDecl->getCanonicalDecl())
7933       return false;
7934   }
7935
7936   return IsGlobalLValue(A.getLValueBase()) ||
7937          A.getLValueCallIndex() == B.getLValueCallIndex();
7938 }
7939
7940 /// \brief Determine whether this is a pointer past the end of the complete
7941 /// object referred to by the lvalue.
7942 static bool isOnePastTheEndOfCompleteObject(const ASTContext &Ctx,
7943                                             const LValue &LV) {
7944   // A null pointer can be viewed as being "past the end" but we don't
7945   // choose to look at it that way here.
7946   if (!LV.getLValueBase())
7947     return false;
7948
7949   // If the designator is valid and refers to a subobject, we're not pointing
7950   // past the end.
7951   if (!LV.getLValueDesignator().Invalid &&
7952       !LV.getLValueDesignator().isOnePastTheEnd())
7953     return false;
7954
7955   // A pointer to an incomplete type might be past-the-end if the type's size is
7956   // zero.  We cannot tell because the type is incomplete.
7957   QualType Ty = getType(LV.getLValueBase());
7958   if (Ty->isIncompleteType())
7959     return true;
7960
7961   // We're a past-the-end pointer if we point to the byte after the object,
7962   // no matter what our type or path is.
7963   auto Size = Ctx.getTypeSizeInChars(Ty);
7964   return LV.getLValueOffset() == Size;
7965 }
7966
7967 namespace {
7968
7969 /// \brief Data recursive integer evaluator of certain binary operators.
7970 ///
7971 /// We use a data recursive algorithm for binary operators so that we are able
7972 /// to handle extreme cases of chained binary operators without causing stack
7973 /// overflow.
7974 class DataRecursiveIntBinOpEvaluator {
7975   struct EvalResult {
7976     APValue Val;
7977     bool Failed;
7978
7979     EvalResult() : Failed(false) { }
7980
7981     void swap(EvalResult &RHS) {
7982       Val.swap(RHS.Val);
7983       Failed = RHS.Failed;
7984       RHS.Failed = false;
7985     }
7986   };
7987
7988   struct Job {
7989     const Expr *E;
7990     EvalResult LHSResult; // meaningful only for binary operator expression.
7991     enum { AnyExprKind, BinOpKind, BinOpVisitedLHSKind } Kind;
7992
7993     Job() = default;
7994     Job(Job &&) = default;
7995
7996     void startSpeculativeEval(EvalInfo &Info) {
7997       SpecEvalRAII = SpeculativeEvaluationRAII(Info);
7998     }
7999
8000   private:
8001     SpeculativeEvaluationRAII SpecEvalRAII;
8002   };
8003
8004   SmallVector<Job, 16> Queue;
8005
8006   IntExprEvaluator &IntEval;
8007   EvalInfo &Info;
8008   APValue &FinalResult;
8009
8010 public:
8011   DataRecursiveIntBinOpEvaluator(IntExprEvaluator &IntEval, APValue &Result)
8012     : IntEval(IntEval), Info(IntEval.getEvalInfo()), FinalResult(Result) { }
8013
8014   /// \brief True if \param E is a binary operator that we are going to handle
8015   /// data recursively.
8016   /// We handle binary operators that are comma, logical, or that have operands
8017   /// with integral or enumeration type.
8018   static bool shouldEnqueue(const BinaryOperator *E) {
8019     return E->getOpcode() == BO_Comma ||
8020            E->isLogicalOp() ||
8021            (E->isRValue() &&
8022             E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8023             E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8024             E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8025   }
8026
8027   bool Traverse(const BinaryOperator *E) {
8028     enqueue(E);
8029     EvalResult PrevResult;
8030     while (!Queue.empty())
8031       process(PrevResult);
8032
8033     if (PrevResult.Failed) return false;
8034
8035     FinalResult.swap(PrevResult.Val);
8036     return true;
8037   }
8038
8039 private:
8040   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
8041     return IntEval.Success(Value, E, Result);
8042   }
8043   bool Success(const APSInt &Value, const Expr *E, APValue &Result) {
8044     return IntEval.Success(Value, E, Result);
8045   }
8046   bool Error(const Expr *E) {
8047     return IntEval.Error(E);
8048   }
8049   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
8050     return IntEval.Error(E, D);
8051   }
8052
8053   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
8054     return Info.CCEDiag(E, D);
8055   }
8056
8057   // \brief Returns true if visiting the RHS is necessary, false otherwise.
8058   bool VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
8059                          bool &SuppressRHSDiags);
8060
8061   bool VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
8062                   const BinaryOperator *E, APValue &Result);
8063
8064   void EvaluateExpr(const Expr *E, EvalResult &Result) {
8065     Result.Failed = !Evaluate(Result.Val, Info, E);
8066     if (Result.Failed)
8067       Result.Val = APValue();
8068   }
8069
8070   void process(EvalResult &Result);
8071
8072   void enqueue(const Expr *E) {
8073     E = E->IgnoreParens();
8074     Queue.resize(Queue.size()+1);
8075     Queue.back().E = E;
8076     Queue.back().Kind = Job::AnyExprKind;
8077   }
8078 };
8079
8080 }
8081
8082 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
8083        VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
8084                          bool &SuppressRHSDiags) {
8085   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
8086     // Ignore LHS but note if we could not evaluate it.
8087     if (LHSResult.Failed)
8088       return Info.noteSideEffect();
8089     return true;
8090   }
8091
8092   if (E->isLogicalOp()) {
8093     bool LHSAsBool;
8094     if (!LHSResult.Failed && HandleConversionToBool(LHSResult.Val, LHSAsBool)) {
8095       // We were able to evaluate the LHS, see if we can get away with not
8096       // evaluating the RHS: 0 && X -> 0, 1 || X -> 1
8097       if (LHSAsBool == (E->getOpcode() == BO_LOr)) {
8098         Success(LHSAsBool, E, LHSResult.Val);
8099         return false; // Ignore RHS
8100       }
8101     } else {
8102       LHSResult.Failed = true;
8103
8104       // Since we weren't able to evaluate the left hand side, it
8105       // might have had side effects.
8106       if (!Info.noteSideEffect())
8107         return false;
8108
8109       // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
8110       // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
8111       // Don't ignore RHS and suppress diagnostics from this arm.
8112       SuppressRHSDiags = true;
8113     }
8114
8115     return true;
8116   }
8117
8118   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8119          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8120
8121   if (LHSResult.Failed && !Info.noteFailure())
8122     return false; // Ignore RHS;
8123
8124   return true;
8125 }
8126
8127 static void addOrSubLValueAsInteger(APValue &LVal, const APSInt &Index,
8128                                     bool IsSub) {
8129   // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
8130   // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
8131   // offsets.
8132   assert(!LVal.hasLValuePath() && "have designator for integer lvalue");
8133   CharUnits &Offset = LVal.getLValueOffset();
8134   uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
8135   uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
8136   Offset = CharUnits::fromQuantity(IsSub ? Offset64 - Index64
8137                                          : Offset64 + Index64);
8138 }
8139
8140 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
8141        VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
8142                   const BinaryOperator *E, APValue &Result) {
8143   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
8144     if (RHSResult.Failed)
8145       return false;
8146     Result = RHSResult.Val;
8147     return true;
8148   }
8149   
8150   if (E->isLogicalOp()) {
8151     bool lhsResult, rhsResult;
8152     bool LHSIsOK = HandleConversionToBool(LHSResult.Val, lhsResult);
8153     bool RHSIsOK = HandleConversionToBool(RHSResult.Val, rhsResult);
8154     
8155     if (LHSIsOK) {
8156       if (RHSIsOK) {
8157         if (E->getOpcode() == BO_LOr)
8158           return Success(lhsResult || rhsResult, E, Result);
8159         else
8160           return Success(lhsResult && rhsResult, E, Result);
8161       }
8162     } else {
8163       if (RHSIsOK) {
8164         // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
8165         // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
8166         if (rhsResult == (E->getOpcode() == BO_LOr))
8167           return Success(rhsResult, E, Result);
8168       }
8169     }
8170     
8171     return false;
8172   }
8173   
8174   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8175          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8176   
8177   if (LHSResult.Failed || RHSResult.Failed)
8178     return false;
8179   
8180   const APValue &LHSVal = LHSResult.Val;
8181   const APValue &RHSVal = RHSResult.Val;
8182   
8183   // Handle cases like (unsigned long)&a + 4.
8184   if (E->isAdditiveOp() && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isInt()) {
8185     Result = LHSVal;
8186     addOrSubLValueAsInteger(Result, RHSVal.getInt(), E->getOpcode() == BO_Sub);
8187     return true;
8188   }
8189   
8190   // Handle cases like 4 + (unsigned long)&a
8191   if (E->getOpcode() == BO_Add &&
8192       RHSVal.isLValue() && LHSVal.isInt()) {
8193     Result = RHSVal;
8194     addOrSubLValueAsInteger(Result, LHSVal.getInt(), /*IsSub*/false);
8195     return true;
8196   }
8197   
8198   if (E->getOpcode() == BO_Sub && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isLValue()) {
8199     // Handle (intptr_t)&&A - (intptr_t)&&B.
8200     if (!LHSVal.getLValueOffset().isZero() ||
8201         !RHSVal.getLValueOffset().isZero())
8202       return false;
8203     const Expr *LHSExpr = LHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
8204     const Expr *RHSExpr = RHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
8205     if (!LHSExpr || !RHSExpr)
8206       return false;
8207     const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
8208     const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
8209     if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
8210       return false;
8211     // Make sure both labels come from the same function.
8212     if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
8213         RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
8214       return false;
8215     Result = APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr);
8216     return true;
8217   }
8218
8219   // All the remaining cases expect both operands to be an integer
8220   if (!LHSVal.isInt() || !RHSVal.isInt())
8221     return Error(E);
8222
8223   // Set up the width and signedness manually, in case it can't be deduced
8224   // from the operation we're performing.
8225   // FIXME: Don't do this in the cases where we can deduce it.
8226   APSInt Value(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()),
8227                E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
8228   if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHSVal.getInt(), E->getOpcode(),
8229                          RHSVal.getInt(), Value))
8230     return false;
8231   return Success(Value, E, Result);
8232 }
8233
8234 void DataRecursiveIntBinOpEvaluator::process(EvalResult &Result) {
8235   Job &job = Queue.back();
8236   
8237   switch (job.Kind) {
8238     case Job::AnyExprKind: {
8239       if (const BinaryOperator *Bop = dyn_cast<BinaryOperator>(job.E)) {
8240         if (shouldEnqueue(Bop)) {
8241           job.Kind = Job::BinOpKind;
8242           enqueue(Bop->getLHS());
8243           return;
8244         }
8245       }
8246       
8247       EvaluateExpr(job.E, Result);
8248       Queue.pop_back();
8249       return;
8250     }
8251       
8252     case Job::BinOpKind: {
8253       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
8254       bool SuppressRHSDiags = false;
8255       if (!VisitBinOpLHSOnly(Result, Bop, SuppressRHSDiags)) {
8256         Queue.pop_back();
8257         return;
8258       }
8259       if (SuppressRHSDiags)
8260         job.startSpeculativeEval(Info);
8261       job.LHSResult.swap(Result);
8262       job.Kind = Job::BinOpVisitedLHSKind;
8263       enqueue(Bop->getRHS());
8264       return;
8265     }
8266       
8267     case Job::BinOpVisitedLHSKind: {
8268       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
8269       EvalResult RHS;
8270       RHS.swap(Result);
8271       Result.Failed = !VisitBinOp(job.LHSResult, RHS, Bop, Result.Val);
8272       Queue.pop_back();
8273       return;
8274     }
8275   }
8276   
8277   llvm_unreachable("Invalid Job::Kind!");
8278 }
8279
8280 namespace {
8281 /// Used when we determine that we should fail, but can keep evaluating prior to
8282 /// noting that we had a failure.
8283 class DelayedNoteFailureRAII {
8284   EvalInfo &Info;
8285   bool NoteFailure;
8286
8287 public:
8288   DelayedNoteFailureRAII(EvalInfo &Info, bool NoteFailure = true)
8289       : Info(Info), NoteFailure(NoteFailure) {}
8290   ~DelayedNoteFailureRAII() {
8291     if (NoteFailure) {
8292       bool ContinueAfterFailure = Info.noteFailure();
8293       (void)ContinueAfterFailure;
8294       assert(ContinueAfterFailure &&
8295              "Shouldn't have kept evaluating on failure.");
8296     }
8297   }
8298 };
8299 }
8300
8301 bool IntExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
8302   // We don't call noteFailure immediately because the assignment happens after
8303   // we evaluate LHS and RHS.
8304   if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure() && E->isAssignmentOp())
8305     return Error(E);
8306
8307   DelayedNoteFailureRAII MaybeNoteFailureLater(Info, E->isAssignmentOp());
8308   if (DataRecursiveIntBinOpEvaluator::shouldEnqueue(E))
8309     return DataRecursiveIntBinOpEvaluator(*this, Result).Traverse(E);
8310
8311   QualType LHSTy = E->getLHS()->getType();
8312   QualType RHSTy = E->getRHS()->getType();
8313
8314   if (LHSTy->isAnyComplexType() || RHSTy->isAnyComplexType()) {
8315     ComplexValue LHS, RHS;
8316     bool LHSOK;
8317     if (E->isAssignmentOp()) {
8318       LValue LV;
8319       EvaluateLValue(E->getLHS(), LV, Info);
8320       LHSOK = false;
8321     } else if (LHSTy->isRealFloatingType()) {
8322       LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS.FloatReal, Info);
8323       if (LHSOK) {
8324         LHS.makeComplexFloat();
8325         LHS.FloatImag = APFloat(LHS.FloatReal.getSemantics());
8326       }
8327     } else {
8328       LHSOK = EvaluateComplex(E->getLHS(), LHS, Info);
8329     }
8330     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8331       return false;
8332
8333     if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
8334       if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS.FloatReal, Info) || !LHSOK)
8335         return false;
8336       RHS.makeComplexFloat();
8337       RHS.FloatImag = APFloat(RHS.FloatReal.getSemantics());
8338     } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
8339       return false;
8340
8341     if (LHS.isComplexFloat()) {
8342       APFloat::cmpResult CR_r =
8343         LHS.getComplexFloatReal().compare(RHS.getComplexFloatReal());
8344       APFloat::cmpResult CR_i =
8345         LHS.getComplexFloatImag().compare(RHS.getComplexFloatImag());
8346
8347       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
8348         return Success((CR_r == APFloat::cmpEqual &&
8349                         CR_i == APFloat::cmpEqual), E);
8350       else {
8351         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
8352                "Invalid complex comparison.");
8353         return Success(((CR_r == APFloat::cmpGreaterThan ||
8354                          CR_r == APFloat::cmpLessThan ||
8355                          CR_r == APFloat::cmpUnordered) ||
8356                         (CR_i == APFloat::cmpGreaterThan ||
8357                          CR_i == APFloat::cmpLessThan ||
8358                          CR_i == APFloat::cmpUnordered)), E);
8359       }
8360     } else {
8361       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
8362         return Success((LHS.getComplexIntReal() == RHS.getComplexIntReal() &&
8363                         LHS.getComplexIntImag() == RHS.getComplexIntImag()), E);
8364       else {
8365         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
8366                "Invalid compex comparison.");
8367         return Success((LHS.getComplexIntReal() != RHS.getComplexIntReal() ||
8368                         LHS.getComplexIntImag() != RHS.getComplexIntImag()), E);
8369       }
8370     }
8371   }
8372
8373   if (LHSTy->isRealFloatingType() &&
8374       RHSTy->isRealFloatingType()) {
8375     APFloat RHS(0.0), LHS(0.0);
8376
8377     bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info);
8378     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8379       return false;
8380
8381     if (!EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS, Info) || !LHSOK)
8382       return false;
8383
8384     APFloat::cmpResult CR = LHS.compare(RHS);
8385
8386     switch (E->getOpcode()) {
8387     default:
8388       llvm_unreachable("Invalid binary operator!");
8389     case BO_LT:
8390       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan, E);
8391     case BO_GT:
8392       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan, E);
8393     case BO_LE:
8394       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan || CR == APFloat::cmpEqual, E);
8395     case BO_GE:
8396       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan || CR == APFloat::cmpEqual,
8397                      E);
8398     case BO_EQ:
8399       return Success(CR == APFloat::cmpEqual, E);
8400     case BO_NE:
8401       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan
8402                      || CR == APFloat::cmpLessThan
8403                      || CR == APFloat::cmpUnordered, E);
8404     }
8405   }
8406
8407   if (LHSTy->isPointerType() && RHSTy->isPointerType()) {
8408     if (E->getOpcode() == BO_Sub || E->isComparisonOp()) {
8409       LValue LHSValue, RHSValue;
8410
8411       bool LHSOK = EvaluatePointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
8412       if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8413         return false;
8414
8415       if (!EvaluatePointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
8416         return false;
8417
8418       // Reject differing bases from the normal codepath; we special-case
8419       // comparisons to null.
8420       if (!HasSameBase(LHSValue, RHSValue)) {
8421         if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
8422           // Handle &&A - &&B.
8423           if (!LHSValue.Offset.isZero() || !RHSValue.Offset.isZero())
8424             return Error(E);
8425           const Expr *LHSExpr = LHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
8426           const Expr *RHSExpr = RHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
8427           if (!LHSExpr || !RHSExpr)
8428             return Error(E);
8429           const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
8430           const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
8431           if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
8432             return Error(E);
8433           // Make sure both labels come from the same function.
8434           if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
8435               RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
8436             return Error(E);
8437           return Success(APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr), E);
8438         }
8439         // Inequalities and subtractions between unrelated pointers have
8440         // unspecified or undefined behavior.
8441         if (!E->isEqualityOp())
8442           return Error(E);
8443         // A constant address may compare equal to the address of a symbol.
8444         // The one exception is that address of an object cannot compare equal
8445         // to a null pointer constant.
8446         if ((!LHSValue.Base && !LHSValue.Offset.isZero()) ||
8447             (!RHSValue.Base && !RHSValue.Offset.isZero()))
8448           return Error(E);
8449         // It's implementation-defined whether distinct literals will have
8450         // distinct addresses. In clang, the result of such a comparison is
8451         // unspecified, so it is not a constant expression. However, we do know
8452         // that the address of a literal will be non-null.
8453         if ((IsLiteralLValue(LHSValue) || IsLiteralLValue(RHSValue)) &&
8454             LHSValue.Base && RHSValue.Base)
8455           return Error(E);
8456         // We can't tell whether weak symbols will end up pointing to the same
8457         // object.
8458         if (IsWeakLValue(LHSValue) || IsWeakLValue(RHSValue))
8459           return Error(E);
8460         // We can't compare the address of the start of one object with the
8461         // past-the-end address of another object, per C++ DR1652.
8462         if ((LHSValue.Base && LHSValue.Offset.isZero() &&
8463              isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, RHSValue)) ||
8464             (RHSValue.Base && RHSValue.Offset.isZero() &&
8465              isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, LHSValue)))
8466           return Error(E);
8467         // We can't tell whether an object is at the same address as another
8468         // zero sized object.
8469         if ((RHSValue.Base && isZeroSized(LHSValue)) ||
8470             (LHSValue.Base && isZeroSized(RHSValue)))
8471           return Error(E);
8472         // Pointers with different bases cannot represent the same object.
8473         // (Note that clang defaults to -fmerge-all-constants, which can
8474         // lead to inconsistent results for comparisons involving the address
8475         // of a constant; this generally doesn't matter in practice.)
8476         return Success(E->getOpcode() == BO_NE, E);
8477       }
8478
8479       const CharUnits &LHSOffset = LHSValue.getLValueOffset();
8480       const CharUnits &RHSOffset = RHSValue.getLValueOffset();
8481
8482       SubobjectDesignator &LHSDesignator = LHSValue.getLValueDesignator();
8483       SubobjectDesignator &RHSDesignator = RHSValue.getLValueDesignator();
8484
8485       if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
8486         // C++11 [expr.add]p6:
8487         //   Unless both pointers point to elements of the same array object, or
8488         //   one past the last element of the array object, the behavior is
8489         //   undefined.
8490         if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
8491             !AreElementsOfSameArray(getType(LHSValue.Base),
8492                                     LHSDesignator, RHSDesignator))
8493           CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_not_same_array);
8494
8495         QualType Type = E->getLHS()->getType();
8496         QualType ElementType = Type->getAs<PointerType>()->getPointeeType();
8497
8498         CharUnits ElementSize;
8499         if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), ElementType, ElementSize))
8500           return false;
8501
8502         // As an extension, a type may have zero size (empty struct or union in
8503         // C, array of zero length). Pointer subtraction in such cases has
8504         // undefined behavior, so is not constant.
8505         if (ElementSize.isZero()) {
8506           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_zero_size)
8507             << ElementType;
8508           return false;
8509         }
8510
8511         // FIXME: LLVM and GCC both compute LHSOffset - RHSOffset at runtime,
8512         // and produce incorrect results when it overflows. Such behavior
8513         // appears to be non-conforming, but is common, so perhaps we should
8514         // assume the standard intended for such cases to be undefined behavior
8515         // and check for them.
8516
8517         // Compute (LHSOffset - RHSOffset) / Size carefully, checking for
8518         // overflow in the final conversion to ptrdiff_t.
8519         APSInt LHS(
8520           llvm::APInt(65, (int64_t)LHSOffset.getQuantity(), true), false);
8521         APSInt RHS(
8522           llvm::APInt(65, (int64_t)RHSOffset.getQuantity(), true), false);
8523         APSInt ElemSize(
8524           llvm::APInt(65, (int64_t)ElementSize.getQuantity(), true), false);
8525         APSInt TrueResult = (LHS - RHS) / ElemSize;
8526         APSInt Result = TrueResult.trunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
8527
8528         if (Result.extend(65) != TrueResult &&
8529             !HandleOverflow(Info, E, TrueResult, E->getType()))
8530           return false;
8531         return Success(Result, E);
8532       }
8533
8534       // C++11 [expr.rel]p3:
8535       //   Pointers to void (after pointer conversions) can be compared, with a
8536       //   result defined as follows: If both pointers represent the same
8537       //   address or are both the null pointer value, the result is true if the
8538       //   operator is <= or >= and false otherwise; otherwise the result is
8539       //   unspecified.
8540       // We interpret this as applying to pointers to *cv* void.
8541       if (LHSTy->isVoidPointerType() && LHSOffset != RHSOffset &&
8542           E->isRelationalOp())
8543         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_void_comparison);
8544
8545       // C++11 [expr.rel]p2:
8546       // - If two pointers point to non-static data members of the same object,
8547       //   or to subobjects or array elements fo such members, recursively, the
8548       //   pointer to the later declared member compares greater provided the
8549       //   two members have the same access control and provided their class is
8550       //   not a union.
8551       //   [...]
8552       // - Otherwise pointer comparisons are unspecified.
8553       if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
8554           E->isRelationalOp()) {
8555         bool WasArrayIndex;
8556         unsigned Mismatch =
8557           FindDesignatorMismatch(getType(LHSValue.Base), LHSDesignator,
8558                                  RHSDesignator, WasArrayIndex);
8559         // At the point where the designators diverge, the comparison has a
8560         // specified value if:
8561         //  - we are comparing array indices
8562         //  - we are comparing fields of a union, or fields with the same access
8563         // Otherwise, the result is unspecified and thus the comparison is not a
8564         // constant expression.
8565         if (!WasArrayIndex && Mismatch < LHSDesignator.Entries.size() &&
8566             Mismatch < RHSDesignator.Entries.size()) {
8567           const FieldDecl *LF = getAsField(LHSDesignator.Entries[Mismatch]);
8568           const FieldDecl *RF = getAsField(RHSDesignator.Entries[Mismatch]);
8569           if (!LF && !RF)
8570             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_classes);
8571           else if (!LF)
8572             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
8573               << getAsBaseClass(LHSDesignator.Entries[Mismatch])
8574               << RF->getParent() << RF;
8575           else if (!RF)
8576             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
8577               << getAsBaseClass(RHSDesignator.Entries[Mismatch])
8578               << LF->getParent() << LF;
8579           else if (!LF->getParent()->isUnion() &&
8580                    LF->getAccess() != RF->getAccess())
8581             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_differing_access)
8582               << LF << LF->getAccess() << RF << RF->getAccess()
8583               << LF->getParent();
8584         }
8585       }
8586
8587       // The comparison here must be unsigned, and performed with the same
8588       // width as the pointer.
8589       unsigned PtrSize = Info.Ctx.getTypeSize(LHSTy);
8590       uint64_t CompareLHS = LHSOffset.getQuantity();
8591       uint64_t CompareRHS = RHSOffset.getQuantity();
8592       assert(PtrSize <= 64 && "Unexpected pointer width");
8593       uint64_t Mask = ~0ULL >> (64 - PtrSize);
8594       CompareLHS &= Mask;
8595       CompareRHS &= Mask;
8596
8597       // If there is a base and this is a relational operator, we can only
8598       // compare pointers within the object in question; otherwise, the result
8599       // depends on where the object is located in memory.
8600       if (!LHSValue.Base.isNull() && E->isRelationalOp()) {
8601         QualType BaseTy = getType(LHSValue.Base);
8602         if (BaseTy->isIncompleteType())
8603           return Error(E);
8604         CharUnits Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(BaseTy);
8605         uint64_t OffsetLimit = Size.getQuantity();
8606         if (CompareLHS > OffsetLimit || CompareRHS > OffsetLimit)
8607           return Error(E);
8608       }
8609
8610       switch (E->getOpcode()) {
8611       default: llvm_unreachable("missing comparison operator");
8612       case BO_LT: return Success(CompareLHS < CompareRHS, E);
8613       case BO_GT: return Success(CompareLHS > CompareRHS, E);
8614       case BO_LE: return Success(CompareLHS <= CompareRHS, E);
8615       case BO_GE: return Success(CompareLHS >= CompareRHS, E);
8616       case BO_EQ: return Success(CompareLHS == CompareRHS, E);
8617       case BO_NE: return Success(CompareLHS != CompareRHS, E);
8618       }
8619     }
8620   }
8621
8622   if (LHSTy->isMemberPointerType()) {
8623     assert(E->isEqualityOp() && "unexpected member pointer operation");
8624     assert(RHSTy->isMemberPointerType() && "invalid comparison");
8625
8626     MemberPtr LHSValue, RHSValue;
8627
8628     bool LHSOK = EvaluateMemberPointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
8629     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8630       return false;
8631
8632     if (!EvaluateMemberPointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
8633       return false;
8634
8635     // C++11 [expr.eq]p2:
8636     //   If both operands are null, they compare equal. Otherwise if only one is
8637     //   null, they compare unequal.
8638     if (!LHSValue.getDecl() || !RHSValue.getDecl()) {
8639       bool Equal = !LHSValue.getDecl() && !RHSValue.getDecl();
8640       return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
8641     }
8642
8643     //   Otherwise if either is a pointer to a virtual member function, the
8644     //   result is unspecified.
8645     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(LHSValue.getDecl()))
8646       if (MD->isVirtual())
8647         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
8648     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(RHSValue.getDecl()))
8649       if (MD->isVirtual())
8650         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
8651
8652     //   Otherwise they compare equal if and only if they would refer to the
8653     //   same member of the same most derived object or the same subobject if
8654     //   they were dereferenced with a hypothetical object of the associated
8655     //   class type.
8656     bool Equal = LHSValue == RHSValue;
8657     return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
8658   }
8659
8660   if (LHSTy->isNullPtrType()) {
8661     assert(E->isComparisonOp() && "unexpected nullptr operation");
8662     assert(RHSTy->isNullPtrType() && "missing pointer conversion");
8663     // C++11 [expr.rel]p4, [expr.eq]p3: If two operands of type std::nullptr_t
8664     // are compared, the result is true of the operator is <=, >= or ==, and
8665     // false otherwise.
8666     BinaryOperator::Opcode Opcode = E->getOpcode();
8667     return Success(Opcode == BO_EQ || Opcode == BO_LE || Opcode == BO_GE, E);
8668   }
8669
8670   assert((!LHSTy->isIntegralOrEnumerationType() ||
8671           !RHSTy->isIntegralOrEnumerationType()) &&
8672          "DataRecursiveIntBinOpEvaluator should have handled integral types");
8673   // We can't continue from here for non-integral types.
8674   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
8675 }
8676
8677 /// VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr - Evaluate a sizeof, alignof or vec_step with
8678 /// a result as the expression's type.
8679 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(
8680                                     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E) {
8681   switch(E->getKind()) {
8682   case UETT_AlignOf: {
8683     if (E->isArgumentType())
8684       return Success(GetAlignOfType(Info, E->getArgumentType()), E);
8685     else
8686       return Success(GetAlignOfExpr(Info, E->getArgumentExpr()), E);
8687   }
8688
8689   case UETT_VecStep: {
8690     QualType Ty = E->getTypeOfArgument();
8691
8692     if (Ty->isVectorType()) {
8693       unsigned n = Ty->castAs<VectorType>()->getNumElements();
8694
8695       // The vec_step built-in functions that take a 3-component
8696       // vector return 4. (OpenCL 1.1 spec 6.11.12)
8697       if (n == 3)
8698         n = 4;
8699
8700       return Success(n, E);
8701     } else
8702       return Success(1, E);
8703   }
8704
8705   case UETT_SizeOf: {
8706     QualType SrcTy = E->getTypeOfArgument();
8707     // C++ [expr.sizeof]p2: "When applied to a reference or a reference type,
8708     //   the result is the size of the referenced type."
8709     if (const ReferenceType *Ref = SrcTy->getAs<ReferenceType>())
8710       SrcTy = Ref->getPointeeType();
8711
8712     CharUnits Sizeof;
8713     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), SrcTy, Sizeof))
8714       return false;
8715     return Success(Sizeof, E);
8716   }
8717   case UETT_OpenMPRequiredSimdAlign:
8718     assert(E->isArgumentType());
8719     return Success(
8720         Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
8721                     Info.Ctx.getOpenMPDefaultSimdAlign(E->getArgumentType()))
8722             .getQuantity(),
8723         E);
8724   }
8725
8726   llvm_unreachable("unknown expr/type trait");
8727 }
8728
8729 bool IntExprEvaluator::VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *OOE) {
8730   CharUnits Result;
8731   unsigned n = OOE->getNumComponents();
8732   if (n == 0)
8733     return Error(OOE);
8734   QualType CurrentType = OOE->getTypeSourceInfo()->getType();
8735   for (unsigned i = 0; i != n; ++i) {
8736     OffsetOfNode ON = OOE->getComponent(i);
8737     switch (ON.getKind()) {
8738     case OffsetOfNode::Array: {
8739       const Expr *Idx = OOE->getIndexExpr(ON.getArrayExprIndex());
8740       APSInt IdxResult;
8741       if (!EvaluateInteger(Idx, IdxResult, Info))
8742         return false;
8743       const ArrayType *AT = Info.Ctx.getAsArrayType(CurrentType);
8744       if (!AT)
8745         return Error(OOE);
8746       CurrentType = AT->getElementType();
8747       CharUnits ElementSize = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(CurrentType);
8748       Result += IdxResult.getSExtValue() * ElementSize;
8749       break;
8750     }
8751
8752     case OffsetOfNode::Field: {
8753       FieldDecl *MemberDecl = ON.getField();
8754       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8755       if (!RT)
8756         return Error(OOE);
8757       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
8758       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
8759       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
8760       unsigned i = MemberDecl->getFieldIndex();
8761       assert(i < RL.getFieldCount() && "offsetof field in wrong type");
8762       Result += Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL.getFieldOffset(i));
8763       CurrentType = MemberDecl->getType().getNonReferenceType();
8764       break;
8765     }
8766
8767     case OffsetOfNode::Identifier:
8768       llvm_unreachable("dependent __builtin_offsetof");
8769
8770     case OffsetOfNode::Base: {
8771       CXXBaseSpecifier *BaseSpec = ON.getBase();
8772       if (BaseSpec->isVirtual())
8773         return Error(OOE);
8774
8775       // Find the layout of the class whose base we are looking into.
8776       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8777       if (!RT)
8778         return Error(OOE);
8779       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
8780       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
8781       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
8782
8783       // Find the base class itself.
8784       CurrentType = BaseSpec->getType();
8785       const RecordType *BaseRT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8786       if (!BaseRT)
8787         return Error(OOE);
8788       
8789       // Add the offset to the base.
8790       Result += RL.getBaseClassOffset(cast<CXXRecordDecl>(BaseRT->getDecl()));
8791       break;
8792     }
8793     }
8794   }
8795   return Success(Result, OOE);
8796 }
8797
8798 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
8799   switch (E->getOpcode()) {
8800   default:
8801     // Address, indirect, pre/post inc/dec, etc are not valid constant exprs.
8802     // See C99 6.6p3.
8803     return Error(E);
8804   case UO_Extension:
8805     // FIXME: Should extension allow i-c-e extension expressions in its scope?
8806     // If so, we could clear the diagnostic ID.
8807     return Visit(E->getSubExpr());
8808   case UO_Plus:
8809     // The result is just the value.
8810     return Visit(E->getSubExpr());
8811   case UO_Minus: {
8812     if (!Visit(E->getSubExpr()))
8813       return false;
8814     if (!Result.isInt()) return Error(E);
8815     const APSInt &Value = Result.getInt();
8816     if (Value.isSigned() && Value.isMinSignedValue() &&
8817         !HandleOverflow(Info, E, -Value.extend(Value.getBitWidth() + 1),
8818                         E->getType()))
8819       return false;
8820     return Success(-Value, E);
8821   }
8822   case UO_Not: {
8823     if (!Visit(E->getSubExpr()))
8824       return false;
8825     if (!Result.isInt()) return Error(E);
8826     return Success(~Result.getInt(), E);
8827   }
8828   case UO_LNot: {
8829     bool bres;
8830     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getSubExpr(), bres, Info))
8831       return false;
8832     return Success(!bres, E);
8833   }
8834   }
8835 }
8836
8837 /// HandleCast - This is used to evaluate implicit or explicit casts where the
8838 /// result type is integer.
8839 bool IntExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
8840   const Expr *SubExpr = E->getSubExpr();
8841   QualType DestType = E->getType();
8842   QualType SrcType = SubExpr->getType();
8843
8844   switch (E->getCastKind()) {
8845   case CK_BaseToDerived:
8846   case CK_DerivedToBase:
8847   case CK_UncheckedDerivedToBase:
8848   case CK_Dynamic:
8849   case CK_ToUnion:
8850   case CK_ArrayToPointerDecay:
8851   case CK_FunctionToPointerDecay:
8852   case CK_NullToPointer:
8853   case CK_NullToMemberPointer:
8854   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
8855   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
8856   case CK_ReinterpretMemberPointer:
8857   case CK_ConstructorConversion:
8858   case CK_IntegralToPointer:
8859   case CK_ToVoid:
8860   case CK_VectorSplat:
8861   case CK_IntegralToFloating:
8862   case CK_FloatingCast:
8863   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
8864   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
8865   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
8866   case CK_ObjCObjectLValueCast:
8867   case CK_FloatingRealToComplex:
8868   case CK_FloatingComplexToReal:
8869   case CK_FloatingComplexCast:
8870   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex:
8871   case CK_IntegralRealToComplex:
8872   case CK_IntegralComplexCast:
8873   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex:
8874   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
8875   case CK_ZeroToOCLEvent:
8876   case CK_ZeroToOCLQueue:
8877   case CK_NonAtomicToAtomic:
8878   case CK_AddressSpaceConversion:
8879   case CK_IntToOCLSampler:
8880     llvm_unreachable("invalid cast kind for integral value");
8881
8882   case CK_BitCast:
8883   case CK_Dependent:
8884   case CK_LValueBitCast:
8885   case CK_ARCProduceObject:
8886   case CK_ARCConsumeObject:
8887   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
8888   case CK_ARCExtendBlockObject:
8889   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
8890     return Error(E);
8891
8892   case CK_UserDefinedConversion:
8893   case CK_LValueToRValue:
8894   case CK_AtomicToNonAtomic:
8895   case CK_NoOp:
8896     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
8897
8898   case CK_MemberPointerToBoolean:
8899   case CK_PointerToBoolean:
8900   case CK_IntegralToBoolean:
8901   case CK_FloatingToBoolean:
8902   case CK_BooleanToSignedIntegral:
8903   case CK_FloatingComplexToBoolean:
8904   case CK_IntegralComplexToBoolean: {
8905     bool BoolResult;
8906     if (!EvaluateAsBooleanCondition(SubExpr, BoolResult, Info))
8907       return false;
8908     uint64_t IntResult = BoolResult;
8909     if (BoolResult && E->getCastKind() == CK_BooleanToSignedIntegral)
8910       IntResult = (uint64_t)-1;
8911     return Success(IntResult, E);
8912   }
8913
8914   case CK_IntegralCast: {
8915     if (!Visit(SubExpr))
8916       return false;
8917
8918     if (!Result.isInt()) {
8919       // Allow casts of address-of-label differences if they are no-ops
8920       // or narrowing.  (The narrowing case isn't actually guaranteed to
8921       // be constant-evaluatable except in some narrow cases which are hard
8922       // to detect here.  We let it through on the assumption the user knows
8923       // what they are doing.)
8924       if (Result.isAddrLabelDiff())
8925         return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) <= Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
8926       // Only allow casts of lvalues if they are lossless.
8927       return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) == Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
8928     }
8929
8930     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType,
8931                                       Result.getInt()), E);
8932   }
8933
8934   case CK_PointerToIntegral: {
8935     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
8936
8937     LValue LV;
8938     if (!EvaluatePointer(SubExpr, LV, Info))
8939       return false;
8940
8941     if (LV.getLValueBase()) {
8942       // Only allow based lvalue casts if they are lossless.
8943       // FIXME: Allow a larger integer size than the pointer size, and allow
8944       // narrowing back down to pointer width in subsequent integral casts.
8945       // FIXME: Check integer type's active bits, not its type size.
8946       if (Info.Ctx.getTypeSize(DestType) != Info.Ctx.getTypeSize(SrcType))
8947         return Error(E);
8948
8949       LV.Designator.setInvalid();
8950       LV.moveInto(Result);
8951       return true;
8952     }
8953
8954     uint64_t V;
8955     if (LV.isNullPointer())
8956       V = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(SrcType);
8957     else
8958       V = LV.getLValueOffset().getQuantity();
8959
8960     APSInt AsInt = Info.Ctx.MakeIntValue(V, SrcType);
8961     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType, AsInt), E);
8962   }
8963
8964   case CK_IntegralComplexToReal: {
8965     ComplexValue C;
8966     if (!EvaluateComplex(SubExpr, C, Info))
8967       return false;
8968     return Success(C.getComplexIntReal(), E);
8969   }
8970
8971   case CK_FloatingToIntegral: {
8972     APFloat F(0.0);
8973     if (!EvaluateFloat(SubExpr, F, Info))
8974       return false;
8975
8976     APSInt Value;
8977     if (!HandleFloatToIntCast(Info, E, SrcType, F, DestType, Value))
8978       return false;
8979     return Success(Value, E);
8980   }
8981   }
8982
8983   llvm_unreachable("unknown cast resulting in integral value");
8984 }
8985
8986 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
8987   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
8988     ComplexValue LV;
8989     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
8990       return false;
8991     if (!LV.isComplexInt())
8992       return Error(E);
8993     return Success(LV.getComplexIntReal(), E);
8994   }
8995
8996   return Visit(E->getSubExpr());
8997 }
8998
8999 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
9000   if (E->getSubExpr()->getType()->isComplexIntegerType()) {
9001     ComplexValue LV;
9002     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
9003       return false;
9004     if (!LV.isComplexInt())
9005       return Error(E);
9006     return Success(LV.getComplexIntImag(), E);
9007   }
9008
9009   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9010   return Success(0, E);
9011 }
9012
9013 bool IntExprEvaluator::VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E) {
9014   return Success(E->getPackLength(), E);
9015 }
9016
9017 bool IntExprEvaluator::VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E) {
9018   return Success(E->getValue(), E);
9019 }
9020
9021 //===----------------------------------------------------------------------===//
9022 // Float Evaluation
9023 //===----------------------------------------------------------------------===//
9024
9025 namespace {
9026 class FloatExprEvaluator
9027   : public ExprEvaluatorBase<FloatExprEvaluator> {
9028   APFloat &Result;
9029 public:
9030   FloatExprEvaluator(EvalInfo &info, APFloat &result)
9031     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
9032
9033   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
9034     Result = V.getFloat();
9035     return true;
9036   }
9037
9038   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
9039     Result = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType()));
9040     return true;
9041   }
9042
9043   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
9044
9045   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
9046   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
9047   bool VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E);
9048   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
9049
9050   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
9051   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
9052
9053   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
9054 };
9055 } // end anonymous namespace
9056
9057 static bool EvaluateFloat(const Expr* E, APFloat& Result, EvalInfo &Info) {
9058   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRealFloatingType());
9059   return FloatExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
9060 }
9061
9062 static bool TryEvaluateBuiltinNaN(const ASTContext &Context,
9063                                   QualType ResultTy,
9064                                   const Expr *Arg,
9065                                   bool SNaN,
9066                                   llvm::APFloat &Result) {
9067   const StringLiteral *S = dyn_cast<StringLiteral>(Arg->IgnoreParenCasts());
9068   if (!S) return false;
9069
9070   const llvm::fltSemantics &Sem = Context.getFloatTypeSemantics(ResultTy);
9071
9072   llvm::APInt fill;
9073
9074   // Treat empty strings as if they were zero.
9075   if (S->getString().empty())
9076     fill = llvm::APInt(32, 0);
9077   else if (S->getString().getAsInteger(0, fill))
9078     return false;
9079
9080   if (Context.getTargetInfo().isNan2008()) {
9081     if (SNaN)
9082       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
9083     else
9084       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
9085   } else {
9086     // Prior to IEEE 754-2008, architectures were allowed to choose whether
9087     // the first bit of their significand was set for qNaN or sNaN. MIPS chose
9088     // a different encoding to what became a standard in 2008, and for pre-
9089     // 2008 revisions, MIPS interpreted sNaN-2008 as qNan and qNaN-2008 as
9090     // sNaN. This is now known as "legacy NaN" encoding.
9091     if (SNaN)
9092       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
9093     else
9094       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
9095   }
9096
9097   return true;
9098 }
9099
9100 bool FloatExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
9101   switch (E->getBuiltinCallee()) {
9102   default:
9103     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9104
9105   case Builtin::BI__builtin_huge_val:
9106   case Builtin::BI__builtin_huge_valf:
9107   case Builtin::BI__builtin_huge_vall:
9108   case Builtin::BI__builtin_inf:
9109   case Builtin::BI__builtin_inff:
9110   case Builtin::BI__builtin_infl: {
9111     const llvm::fltSemantics &Sem =
9112       Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
9113     Result = llvm::APFloat::getInf(Sem);
9114     return true;
9115   }
9116
9117   case Builtin::BI__builtin_nans:
9118   case Builtin::BI__builtin_nansf:
9119   case Builtin::BI__builtin_nansl:
9120     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
9121                                true, Result))
9122       return Error(E);
9123     return true;
9124
9125   case Builtin::BI__builtin_nan:
9126   case Builtin::BI__builtin_nanf:
9127   case Builtin::BI__builtin_nanl:
9128     // If this is __builtin_nan() turn this into a nan, otherwise we
9129     // can't constant fold it.
9130     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
9131                                false, Result))
9132       return Error(E);
9133     return true;
9134
9135   case Builtin::BI__builtin_fabs:
9136   case Builtin::BI__builtin_fabsf:
9137   case Builtin::BI__builtin_fabsl:
9138     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info))
9139       return false;
9140
9141     if (Result.isNegative())
9142       Result.changeSign();
9143     return true;
9144
9145   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powi
9146   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powif
9147   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powil
9148
9149   case Builtin::BI__builtin_copysign:
9150   case Builtin::BI__builtin_copysignf:
9151   case Builtin::BI__builtin_copysignl: {
9152     APFloat RHS(0.);
9153     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info) ||
9154         !EvaluateFloat(E->getArg(1), RHS, Info))
9155       return false;
9156     Result.copySign(RHS);
9157     return true;
9158   }
9159   }
9160 }
9161
9162 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
9163   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
9164     ComplexValue CV;
9165     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
9166       return false;
9167     Result = CV.FloatReal;
9168     return true;
9169   }
9170
9171   return Visit(E->getSubExpr());
9172 }
9173
9174 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
9175   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
9176     ComplexValue CV;
9177     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
9178       return false;
9179     Result = CV.FloatImag;
9180     return true;
9181   }
9182
9183   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9184   const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
9185   Result = llvm::APFloat::getZero(Sem);
9186   return true;
9187 }
9188
9189 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
9190   switch (E->getOpcode()) {
9191   default: return Error(E);
9192   case UO_Plus:
9193     return EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info);
9194   case UO_Minus:
9195     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info))
9196       return false;
9197     Result.changeSign();
9198     return true;
9199   }
9200 }
9201
9202 bool FloatExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
9203   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
9204     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
9205
9206   APFloat RHS(0.0);
9207   bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Result, Info);
9208   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
9209     return false;
9210   return EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info) && LHSOK &&
9211          handleFloatFloatBinOp(Info, E, Result, E->getOpcode(), RHS);
9212 }
9213
9214 bool FloatExprEvaluator::VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E) {
9215   Result = E->getValue();
9216   return true;
9217 }
9218
9219 bool FloatExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9220   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
9221
9222   switch (E->getCastKind()) {
9223   default:
9224     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9225
9226   case CK_IntegralToFloating: {
9227     APSInt IntResult;
9228     return EvaluateInteger(SubExpr, IntResult, Info) &&
9229            HandleIntToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), IntResult,
9230                                 E->getType(), Result);
9231   }
9232
9233   case CK_FloatingCast: {
9234     if (!Visit(SubExpr))
9235       return false;
9236     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), E->getType(),
9237                                   Result);
9238   }
9239
9240   case CK_FloatingComplexToReal: {
9241     ComplexValue V;
9242     if (!EvaluateComplex(SubExpr, V, Info))
9243       return false;
9244     Result = V.getComplexFloatReal();
9245     return true;
9246   }
9247   }
9248 }
9249
9250 //===----------------------------------------------------------------------===//
9251 // Complex Evaluation (for float and integer)
9252 //===----------------------------------------------------------------------===//
9253
9254 namespace {
9255 class ComplexExprEvaluator
9256   : public ExprEvaluatorBase<ComplexExprEvaluator> {
9257   ComplexValue &Result;
9258
9259 public:
9260   ComplexExprEvaluator(EvalInfo &info, ComplexValue &Result)
9261     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
9262
9263   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
9264     Result.setFrom(V);
9265     return true;
9266   }
9267
9268   bool ZeroInitialization(const Expr *E);
9269
9270   //===--------------------------------------------------------------------===//
9271   //                            Visitor Methods
9272   //===--------------------------------------------------------------------===//
9273
9274   bool VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E);
9275   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
9276   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
9277   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
9278   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
9279 };
9280 } // end anonymous namespace
9281
9282 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Result,
9283                             EvalInfo &Info) {
9284   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAnyComplexType());
9285   return ComplexExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
9286 }
9287
9288 bool ComplexExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
9289   QualType ElemTy = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9290   if (ElemTy->isRealFloatingType()) {
9291     Result.makeComplexFloat();
9292     APFloat Zero = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(ElemTy));
9293     Result.FloatReal = Zero;
9294     Result.FloatImag = Zero;
9295   } else {
9296     Result.makeComplexInt();
9297     APSInt Zero = Info.Ctx.MakeIntValue(0, ElemTy);
9298     Result.IntReal = Zero;
9299     Result.IntImag = Zero;
9300   }
9301   return true;
9302 }
9303
9304 bool ComplexExprEvaluator::VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E) {
9305   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
9306
9307   if (SubExpr->getType()->isRealFloatingType()) {
9308     Result.makeComplexFloat();
9309     APFloat &Imag = Result.FloatImag;
9310     if (!EvaluateFloat(SubExpr, Imag, Info))
9311       return false;
9312
9313     Result.FloatReal = APFloat(Imag.getSemantics());
9314     return true;
9315   } else {
9316     assert(SubExpr->getType()->isIntegerType() &&
9317            "Unexpected imaginary literal.");
9318
9319     Result.makeComplexInt();
9320     APSInt &Imag = Result.IntImag;
9321     if (!EvaluateInteger(SubExpr, Imag, Info))
9322       return false;
9323
9324     Result.IntReal = APSInt(Imag.getBitWidth(), !Imag.isSigned());
9325     return true;
9326   }
9327 }
9328
9329 bool ComplexExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9330
9331   switch (E->getCastKind()) {
9332   case CK_BitCast:
9333   case CK_BaseToDerived:
9334   case CK_DerivedToBase:
9335   case CK_UncheckedDerivedToBase:
9336   case CK_Dynamic:
9337   case CK_ToUnion:
9338   case CK_ArrayToPointerDecay:
9339   case CK_FunctionToPointerDecay:
9340   case CK_NullToPointer:
9341   case CK_NullToMemberPointer:
9342   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
9343   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
9344   case CK_MemberPointerToBoolean:
9345   case CK_ReinterpretMemberPointer:
9346   case CK_ConstructorConversion:
9347   case CK_IntegralToPointer:
9348   case CK_PointerToIntegral:
9349   case CK_PointerToBoolean:
9350   case CK_ToVoid:
9351   case CK_VectorSplat:
9352   case CK_IntegralCast:
9353   case CK_BooleanToSignedIntegral:
9354   case CK_IntegralToBoolean:
9355   case CK_IntegralToFloating:
9356   case CK_FloatingToIntegral:
9357   case CK_FloatingToBoolean:
9358   case CK_FloatingCast:
9359   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
9360   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
9361   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
9362   case CK_ObjCObjectLValueCast:
9363   case CK_FloatingComplexToReal:
9364   case CK_FloatingComplexToBoolean:
9365   case CK_IntegralComplexToReal:
9366   case CK_IntegralComplexToBoolean:
9367   case CK_ARCProduceObject:
9368   case CK_ARCConsumeObject:
9369   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
9370   case CK_ARCExtendBlockObject:
9371   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
9372   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
9373   case CK_ZeroToOCLEvent:
9374   case CK_ZeroToOCLQueue:
9375   case CK_NonAtomicToAtomic:
9376   case CK_AddressSpaceConversion:
9377   case CK_IntToOCLSampler:
9378     llvm_unreachable("invalid cast kind for complex value");
9379
9380   case CK_LValueToRValue:
9381   case CK_AtomicToNonAtomic:
9382   case CK_NoOp:
9383     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9384
9385   case CK_Dependent:
9386   case CK_LValueBitCast:
9387   case CK_UserDefinedConversion:
9388     return Error(E);
9389
9390   case CK_FloatingRealToComplex: {
9391     APFloat &Real = Result.FloatReal;
9392     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Real, Info))
9393       return false;
9394
9395     Result.makeComplexFloat();
9396     Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9397     return true;
9398   }
9399
9400   case CK_FloatingComplexCast: {
9401     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9402       return false;
9403
9404     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9405     QualType From
9406       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9407
9408     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatReal) &&
9409            HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatImag);
9410   }
9411
9412   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex: {
9413     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9414       return false;
9415
9416     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9417     QualType From
9418       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9419     Result.makeComplexInt();
9420     return HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatReal,
9421                                 To, Result.IntReal) &&
9422            HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatImag,
9423                                 To, Result.IntImag);
9424   }
9425
9426   case CK_IntegralRealToComplex: {
9427     APSInt &Real = Result.IntReal;
9428     if (!EvaluateInteger(E->getSubExpr(), Real, Info))
9429       return false;
9430
9431     Result.makeComplexInt();
9432     Result.IntImag = APSInt(Real.getBitWidth(), !Real.isSigned());
9433     return true;
9434   }
9435
9436   case CK_IntegralComplexCast: {
9437     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9438       return false;
9439
9440     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9441     QualType From
9442       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9443
9444     Result.IntReal = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntReal);
9445     Result.IntImag = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntImag);
9446     return true;
9447   }
9448
9449   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex: {
9450     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9451       return false;
9452
9453     QualType To = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9454     QualType From
9455       = E->getSubExpr()->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9456     Result.makeComplexFloat();
9457     return HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntReal,
9458                                 To, Result.FloatReal) &&
9459            HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntImag,
9460                                 To, Result.FloatImag);
9461   }
9462   }
9463
9464   llvm_unreachable("unknown cast resulting in complex value");
9465 }
9466
9467 bool ComplexExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
9468   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
9469     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
9470
9471   // Track whether the LHS or RHS is real at the type system level. When this is
9472   // the case we can simplify our evaluation strategy.
9473   bool LHSReal = false, RHSReal = false;
9474
9475   bool LHSOK;
9476   if (E->getLHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
9477     LHSReal = true;
9478     APFloat &Real = Result.FloatReal;
9479     LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Real, Info);
9480     if (LHSOK) {
9481       Result.makeComplexFloat();
9482       Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9483     }
9484   } else {
9485     LHSOK = Visit(E->getLHS());
9486   }
9487   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
9488     return false;
9489
9490   ComplexValue RHS;
9491   if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
9492     RHSReal = true;
9493     APFloat &Real = RHS.FloatReal;
9494     if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), Real, Info) || !LHSOK)
9495       return false;
9496     RHS.makeComplexFloat();
9497     RHS.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9498   } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
9499     return false;
9500
9501   assert(!(LHSReal && RHSReal) &&
9502          "Cannot have both operands of a complex operation be real.");
9503   switch (E->getOpcode()) {
9504   default: return Error(E);
9505   case BO_Add:
9506     if (Result.isComplexFloat()) {
9507       Result.getComplexFloatReal().add(RHS.getComplexFloatReal(),
9508                                        APFloat::rmNearestTiesToEven);
9509       if (LHSReal)
9510         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
9511       else if (!RHSReal)
9512         Result.getComplexFloatImag().add(RHS.getComplexFloatImag(),
9513                                          APFloat::rmNearestTiesToEven);
9514     } else {
9515       Result.getComplexIntReal() += RHS.getComplexIntReal();
9516       Result.getComplexIntImag() += RHS.getComplexIntImag();
9517     }
9518     break;
9519   case BO_Sub:
9520     if (Result.isComplexFloat()) {
9521       Result.getComplexFloatReal().subtract(RHS.getComplexFloatReal(),
9522                                             APFloat::rmNearestTiesToEven);
9523       if (LHSReal) {
9524         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
9525         Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9526       } else if (!RHSReal) {
9527         Result.getComplexFloatImag().subtract(RHS.getComplexFloatImag(),
9528                                               APFloat::rmNearestTiesToEven);
9529       }
9530     } else {
9531       Result.getComplexIntReal() -= RHS.getComplexIntReal();
9532       Result.getComplexIntImag() -= RHS.getComplexIntImag();
9533     }
9534     break;
9535   case BO_Mul:
9536     if (Result.isComplexFloat()) {
9537       // This is an implementation of complex multiplication according to the
9538       // constraints laid out in C11 Annex G. The implemantion uses the
9539       // following naming scheme:
9540       //   (a + ib) * (c + id)
9541       ComplexValue LHS = Result;
9542       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
9543       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
9544       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
9545       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
9546       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
9547       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
9548       if (LHSReal) {
9549         assert(!RHSReal && "Cannot have two real operands for a complex op!");
9550         ResR = A * C;
9551         ResI = A * D;
9552       } else if (RHSReal) {
9553         ResR = C * A;
9554         ResI = C * B;
9555       } else {
9556         // In the fully general case, we need to handle NaNs and infinities
9557         // robustly.
9558         APFloat AC = A * C;
9559         APFloat BD = B * D;
9560         APFloat AD = A * D;
9561         APFloat BC = B * C;
9562         ResR = AC - BD;
9563         ResI = AD + BC;
9564         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
9565           bool Recalc = false;
9566           if (A.isInfinity() || B.isInfinity()) {
9567             A = APFloat::copySign(
9568                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
9569             B = APFloat::copySign(
9570                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
9571             if (C.isNaN())
9572               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
9573             if (D.isNaN())
9574               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
9575             Recalc = true;
9576           }
9577           if (C.isInfinity() || D.isInfinity()) {
9578             C = APFloat::copySign(
9579                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
9580             D = APFloat::copySign(
9581                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
9582             if (A.isNaN())
9583               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
9584             if (B.isNaN())
9585               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
9586             Recalc = true;
9587           }
9588           if (!Recalc && (AC.isInfinity() || BD.isInfinity() ||
9589                           AD.isInfinity() || BC.isInfinity())) {
9590             if (A.isNaN())
9591               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
9592             if (B.isNaN())
9593               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
9594             if (C.isNaN())
9595               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
9596             if (D.isNaN())
9597               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
9598             Recalc = true;
9599           }
9600           if (Recalc) {
9601             ResR = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * C - B * D);
9602             ResI = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * D + B * C);
9603           }
9604         }
9605       }
9606     } else {
9607       ComplexValue LHS = Result;
9608       Result.getComplexIntReal() =
9609         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() -
9610          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag());
9611       Result.getComplexIntImag() =
9612         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag() +
9613          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal());
9614     }
9615     break;
9616   case BO_Div:
9617     if (Result.isComplexFloat()) {
9618       // This is an implementation of complex division according to the
9619       // constraints laid out in C11 Annex G. The implemantion uses the
9620       // following naming scheme:
9621       //   (a + ib) / (c + id)
9622       ComplexValue LHS = Result;
9623       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
9624       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
9625       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
9626       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
9627       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
9628       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
9629       if (RHSReal) {
9630         ResR = A / C;
9631         ResI = B / C;
9632       } else {
9633         if (LHSReal) {
9634           // No real optimizations we can do here, stub out with zero.
9635           B = APFloat::getZero(A.getSemantics());
9636         }
9637         int DenomLogB = 0;
9638         APFloat MaxCD = maxnum(abs(C), abs(D));
9639         if (MaxCD.isFinite()) {
9640           DenomLogB = ilogb(MaxCD);
9641           C = scalbn(C, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
9642           D = scalbn(D, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
9643         }
9644         APFloat Denom = C * C + D * D;
9645         ResR = scalbn((A * C + B * D) / Denom, -DenomLogB,
9646                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
9647         ResI = scalbn((B * C - A * D) / Denom, -DenomLogB,
9648                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
9649         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
9650           if (Denom.isPosZero() && (!A.isNaN() || !B.isNaN())) {
9651             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * A;
9652             ResI = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * B;
9653           } else if ((A.isInfinity() || B.isInfinity()) && C.isFinite() &&
9654                      D.isFinite()) {
9655             A = APFloat::copySign(
9656                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
9657             B = APFloat::copySign(
9658                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
9659             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
9660             ResI = APFloat::getInf(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
9661           } else if (MaxCD.isInfinity() && A.isFinite() && B.isFinite()) {
9662             C = APFloat::copySign(
9663                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
9664             D = APFloat::copySign(
9665                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
9666             ResR = APFloat::getZero(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
9667             ResI = APFloat::getZero(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
9668           }
9669         }
9670       }
9671     } else {
9672       if (RHS.getComplexIntReal() == 0 && RHS.getComplexIntImag() == 0)
9673         return Error(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
9674
9675       ComplexValue LHS = Result;
9676       APSInt Den = RHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
9677         RHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag();
9678       Result.getComplexIntReal() =
9679         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
9680          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
9681       Result.getComplexIntImag() =
9682         (LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal() -
9683          LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
9684     }
9685     break;
9686   }
9687
9688   return true;
9689 }
9690
9691 bool ComplexExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
9692   // Get the operand value into 'Result'.
9693   if (!Visit(E->getSubExpr()))
9694     return false;
9695
9696   switch (E->getOpcode()) {
9697   default:
9698     return Error(E);
9699   case UO_Extension:
9700     return true;
9701   case UO_Plus:
9702     // The result is always just the subexpr.
9703     return true;
9704   case UO_Minus:
9705     if (Result.isComplexFloat()) {
9706       Result.getComplexFloatReal().changeSign();
9707       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9708     }
9709     else {
9710       Result.getComplexIntReal() = -Result.getComplexIntReal();
9711       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
9712     }
9713     return true;
9714   case UO_Not:
9715     if (Result.isComplexFloat())
9716       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9717     else
9718       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
9719     return true;
9720   }
9721 }
9722
9723 bool ComplexExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
9724   if (E->getNumInits() == 2) {
9725     if (E->getType()->isComplexType()) {
9726       Result.makeComplexFloat();
9727       if (!EvaluateFloat(E->getInit(0), Result.FloatReal, Info))
9728         return false;
9729       if (!EvaluateFloat(E->getInit(1), Result.FloatImag, Info))
9730         return false;
9731     } else {
9732       Result.makeComplexInt();
9733       if (!EvaluateInteger(E->getInit(0), Result.IntReal, Info))
9734         return false;
9735       if (!EvaluateInteger(E->getInit(1), Result.IntImag, Info))
9736         return false;
9737     }
9738     return true;
9739   }
9740   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitInitListExpr(E);
9741 }
9742
9743 //===----------------------------------------------------------------------===//
9744 // Atomic expression evaluation, essentially just handling the NonAtomicToAtomic
9745 // implicit conversion.
9746 //===----------------------------------------------------------------------===//
9747
9748 namespace {
9749 class AtomicExprEvaluator :
9750     public ExprEvaluatorBase<AtomicExprEvaluator> {
9751   const LValue *This;
9752   APValue &Result;
9753 public:
9754   AtomicExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue *This, APValue &Result)
9755       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
9756
9757   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
9758     Result = V;
9759     return true;
9760   }
9761
9762   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
9763     ImplicitValueInitExpr VIE(
9764         E->getType()->castAs<AtomicType>()->getValueType());
9765     // For atomic-qualified class (and array) types in C++, initialize the
9766     // _Atomic-wrapped subobject directly, in-place.
9767     return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, &VIE)
9768                 : Evaluate(Result, Info, &VIE);
9769   }
9770
9771   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9772     switch (E->getCastKind()) {
9773     default:
9774       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9775     case CK_NonAtomicToAtomic:
9776       return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, E->getSubExpr())
9777                   : Evaluate(Result, Info, E->getSubExpr());
9778     }
9779   }
9780 };
9781 } // end anonymous namespace
9782
9783 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
9784                            EvalInfo &Info) {
9785   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAtomicType());
9786   return AtomicExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
9787 }
9788
9789 //===----------------------------------------------------------------------===//
9790 // Void expression evaluation, primarily for a cast to void on the LHS of a
9791 // comma operator
9792 //===----------------------------------------------------------------------===//
9793
9794 namespace {
9795 class VoidExprEvaluator
9796   : public ExprEvaluatorBase<VoidExprEvaluator> {
9797 public:
9798   VoidExprEvaluator(EvalInfo &Info) : ExprEvaluatorBaseTy(Info) {}
9799
9800   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) { return true; }
9801
9802   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9803     switch (E->getCastKind()) {
9804     default:
9805       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9806     case CK_ToVoid:
9807       VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9808       return true;
9809     }
9810   }
9811
9812   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
9813     switch (E->getBuiltinCallee()) {
9814     default:
9815       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9816     case Builtin::BI__assume:
9817     case Builtin::BI__builtin_assume:
9818       // The argument is not evaluated!
9819       return true;
9820     }
9821   }
9822 };
9823 } // end anonymous namespace
9824
9825 static bool EvaluateVoid(const Expr *E, EvalInfo &Info) {
9826   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVoidType());
9827   return VoidExprEvaluator(Info).Visit(E);
9828 }
9829
9830 //===----------------------------------------------------------------------===//
9831 // Top level Expr::EvaluateAsRValue method.
9832 //===----------------------------------------------------------------------===//
9833
9834 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E) {
9835   // In C, function designators are not lvalues, but we evaluate them as if they
9836   // are.
9837   QualType T = E->getType();
9838   if (E->isGLValue() || T->isFunctionType()) {
9839     LValue LV;
9840     if (!EvaluateLValue(E, LV, Info))
9841       return false;
9842     LV.moveInto(Result);
9843   } else if (T->isVectorType()) {
9844     if (!EvaluateVector(E, Result, Info))
9845       return false;
9846   } else if (T->isIntegralOrEnumerationType()) {
9847     if (!IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E))
9848       return false;
9849   } else if (T->hasPointerRepresentation()) {
9850     LValue LV;
9851     if (!EvaluatePointer(E, LV, Info))
9852       return false;
9853     LV.moveInto(Result);
9854   } else if (T->isRealFloatingType()) {
9855     llvm::APFloat F(0.0);
9856     if (!EvaluateFloat(E, F, Info))
9857       return false;
9858     Result = APValue(F);
9859   } else if (T->isAnyComplexType()) {
9860     ComplexValue C;
9861     if (!EvaluateComplex(E, C, Info))
9862       return false;
9863     C.moveInto(Result);
9864   } else if (T->isMemberPointerType()) {
9865     MemberPtr P;
9866     if (!EvaluateMemberPointer(E, P, Info))
9867       return false;
9868     P.moveInto(Result);
9869     return true;
9870   } else if (T->isArrayType()) {
9871     LValue LV;
9872     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9873     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9874     if (!EvaluateArray(E, LV, Value, Info))
9875       return false;
9876     Result = Value;
9877   } else if (T->isRecordType()) {
9878     LValue LV;
9879     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9880     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9881     if (!EvaluateRecord(E, LV, Value, Info))
9882       return false;
9883     Result = Value;
9884   } else if (T->isVoidType()) {
9885     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
9886       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
9887         << E->getType();
9888     if (!EvaluateVoid(E, Info))
9889       return false;
9890   } else if (T->isAtomicType()) {
9891     QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
9892     if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType()) {
9893       LValue LV;
9894       LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9895       APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9896       if (!EvaluateAtomic(E, &LV, Value, Info))
9897         return false;
9898     } else {
9899       if (!EvaluateAtomic(E, nullptr, Result, Info))
9900         return false;
9901     }
9902   } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
9903     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral) << E->getType();
9904     return false;
9905   } else {
9906     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
9907     return false;
9908   }
9909
9910   return true;
9911 }
9912
9913 /// EvaluateInPlace - Evaluate an expression in-place in an APValue. In some
9914 /// cases, the in-place evaluation is essential, since later initializers for
9915 /// an object can indirectly refer to subobjects which were initialized earlier.
9916 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info, const LValue &This,
9917                             const Expr *E, bool AllowNonLiteralTypes) {
9918   assert(!E->isValueDependent());
9919
9920   if (!AllowNonLiteralTypes && !CheckLiteralType(Info, E, &This))
9921     return false;
9922
9923   if (E->isRValue()) {
9924     // Evaluate arrays and record types in-place, so that later initializers can
9925     // refer to earlier-initialized members of the object.
9926     QualType T = E->getType();
9927     if (T->isArrayType())
9928       return EvaluateArray(E, This, Result, Info);
9929     else if (T->isRecordType())
9930       return EvaluateRecord(E, This, Result, Info);
9931     else if (T->isAtomicType()) {
9932       QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
9933       if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType())
9934         return EvaluateAtomic(E, &This, Result, Info);
9935     }
9936   }
9937
9938   // For any other type, in-place evaluation is unimportant.
9939   return Evaluate(Result, Info, E);
9940 }
9941
9942 /// EvaluateAsRValue - Try to evaluate this expression, performing an implicit
9943 /// lvalue-to-rvalue cast if it is an lvalue.
9944 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result) {
9945   if (E->getType().isNull())
9946     return false;
9947
9948   if (!CheckLiteralType(Info, E))
9949     return false;
9950
9951   if (!::Evaluate(Result, Info, E))
9952     return false;
9953
9954   if (E->isGLValue()) {
9955     LValue LV;
9956     LV.setFrom(Info.Ctx, Result);
9957     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), LV, Result))
9958       return false;
9959   }
9960
9961   // Check this core constant expression is a constant expression.
9962   return CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), E->getType(), Result);
9963 }
9964
9965 static bool FastEvaluateAsRValue(const Expr *Exp, Expr::EvalResult &Result,
9966                                  const ASTContext &Ctx, bool &IsConst,
9967                                  bool IsCheckingForOverflow) {
9968   // Fast-path evaluations of integer literals, since we sometimes see files
9969   // containing vast quantities of these.
9970   if (const IntegerLiteral *L = dyn_cast<IntegerLiteral>(Exp)) {
9971     Result.Val = APValue(APSInt(L->getValue(),
9972                                 L->getType()->isUnsignedIntegerType()));
9973     IsConst = true;
9974     return true;
9975   }
9976
9977   // This case should be rare, but we need to check it before we check on
9978   // the type below.
9979   if (Exp->getType().isNull()) {
9980     IsConst = false;
9981     return true;
9982   }
9983   
9984   // FIXME: Evaluating values of large array and record types can cause
9985   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
9986   if (Exp->isRValue() && (Exp->getType()->isArrayType() ||
9987                           Exp->getType()->isRecordType()) &&
9988       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11 && !IsCheckingForOverflow) {
9989     IsConst = false;
9990     return true;
9991   }
9992   return false;
9993 }
9994
9995
9996 /// EvaluateAsRValue - Return true if this is a constant which we can fold using
9997 /// any crazy technique (that has nothing to do with language standards) that
9998 /// we want to.  If this function returns true, it returns the folded constant
9999 /// in Result. If this expression is a glvalue, an lvalue-to-rvalue conversion
10000 /// will be applied to the result.
10001 bool Expr::EvaluateAsRValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
10002   bool IsConst;
10003   if (FastEvaluateAsRValue(this, Result, Ctx, IsConst, false))
10004     return IsConst;
10005   
10006   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
10007   return ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result.Val);
10008 }
10009
10010 bool Expr::EvaluateAsBooleanCondition(bool &Result,
10011                                       const ASTContext &Ctx) const {
10012   EvalResult Scratch;
10013   return EvaluateAsRValue(Scratch, Ctx) &&
10014          HandleConversionToBool(Scratch.Val, Result);
10015 }
10016
10017 static bool hasUnacceptableSideEffect(Expr::EvalStatus &Result,
10018                                       Expr::SideEffectsKind SEK) {
10019   return (SEK < Expr::SE_AllowSideEffects && Result.HasSideEffects) ||
10020          (SEK < Expr::SE_AllowUndefinedBehavior && Result.HasUndefinedBehavior);
10021 }
10022
10023 bool Expr::EvaluateAsInt(APSInt &Result, const ASTContext &Ctx,
10024                          SideEffectsKind AllowSideEffects) const {
10025   if (!getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10026     return false;
10027
10028   EvalResult ExprResult;
10029   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx) || !ExprResult.Val.isInt() ||
10030       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
10031     return false;
10032
10033   Result = ExprResult.Val.getInt();
10034   return true;
10035 }
10036
10037 bool Expr::EvaluateAsFloat(APFloat &Result, const ASTContext &Ctx,
10038                            SideEffectsKind AllowSideEffects) const {
10039   if (!getType()->isRealFloatingType())
10040     return false;
10041
10042   EvalResult ExprResult;
10043   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx) || !ExprResult.Val.isFloat() ||
10044       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
10045     return false;
10046
10047   Result = ExprResult.Val.getFloat();
10048   return true;
10049 }
10050
10051 bool Expr::EvaluateAsLValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
10052   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_ConstantFold);
10053
10054   LValue LV;
10055   if (!EvaluateLValue(this, LV, Info) || Result.HasSideEffects ||
10056       !CheckLValueConstantExpression(Info, getExprLoc(),
10057                                      Ctx.getLValueReferenceType(getType()), LV))
10058     return false;
10059
10060   LV.moveInto(Result.Val);
10061   return true;
10062 }
10063
10064 bool Expr::EvaluateAsInitializer(APValue &Value, const ASTContext &Ctx,
10065                                  const VarDecl *VD,
10066                             SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> &Notes) const {
10067   // FIXME: Evaluating initializers for large array and record types can cause
10068   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
10069   if (isRValue() && (getType()->isArrayType() || getType()->isRecordType()) &&
10070       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10071     return false;
10072
10073   Expr::EvalStatus EStatus;
10074   EStatus.Diag = &Notes;
10075
10076   EvalInfo InitInfo(Ctx, EStatus, VD->isConstexpr()
10077                                       ? EvalInfo::EM_ConstantExpression
10078                                       : EvalInfo::EM_ConstantFold);
10079   InitInfo.setEvaluatingDecl(VD, Value);
10080
10081   LValue LVal;
10082   LVal.set(VD);
10083
10084   // C++11 [basic.start.init]p2:
10085   //  Variables with static storage duration or thread storage duration shall be
10086   //  zero-initialized before any other initialization takes place.
10087   // This behavior is not present in C.
10088   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus && !VD->hasLocalStorage() &&
10089       !VD->getType()->isReferenceType()) {
10090     ImplicitValueInitExpr VIE(VD->getType());
10091     if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, &VIE,
10092                          /*AllowNonLiteralTypes=*/true))
10093       return false;
10094   }
10095
10096   if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, this,
10097                        /*AllowNonLiteralTypes=*/true) ||
10098       EStatus.HasSideEffects)
10099     return false;
10100
10101   return CheckConstantExpression(InitInfo, VD->getLocation(), VD->getType(),
10102                                  Value);
10103 }
10104
10105 /// isEvaluatable - Call EvaluateAsRValue to see if this expression can be
10106 /// constant folded, but discard the result.
10107 bool Expr::isEvaluatable(const ASTContext &Ctx, SideEffectsKind SEK) const {
10108   EvalResult Result;
10109   return EvaluateAsRValue(Result, Ctx) &&
10110          !hasUnacceptableSideEffect(Result, SEK);
10111 }
10112
10113 APSInt Expr::EvaluateKnownConstInt(const ASTContext &Ctx,
10114                     SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *Diag) const {
10115   EvalResult EvalResult;
10116   EvalResult.Diag = Diag;
10117   bool Result = EvaluateAsRValue(EvalResult, Ctx);
10118   (void)Result;
10119   assert(Result && "Could not evaluate expression");
10120   assert(EvalResult.Val.isInt() && "Expression did not evaluate to integer");
10121
10122   return EvalResult.Val.getInt();
10123 }
10124
10125 void Expr::EvaluateForOverflow(const ASTContext &Ctx) const {
10126   bool IsConst;
10127   EvalResult EvalResult;
10128   if (!FastEvaluateAsRValue(this, EvalResult, Ctx, IsConst, true)) {
10129     EvalInfo Info(Ctx, EvalResult, EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow);
10130     (void)::EvaluateAsRValue(Info, this, EvalResult.Val);
10131   }
10132 }
10133
10134 bool Expr::EvalResult::isGlobalLValue() const {
10135   assert(Val.isLValue());
10136   return IsGlobalLValue(Val.getLValueBase());
10137 }
10138
10139
10140 /// isIntegerConstantExpr - this recursive routine will test if an expression is
10141 /// an integer constant expression.
10142
10143 /// FIXME: Pass up a reason why! Invalid operation in i-c-e, division by zero,
10144 /// comma, etc
10145
10146 // CheckICE - This function does the fundamental ICE checking: the returned
10147 // ICEDiag contains an ICEKind indicating whether the expression is an ICE,
10148 // and a (possibly null) SourceLocation indicating the location of the problem.
10149 //
10150 // Note that to reduce code duplication, this helper does no evaluation
10151 // itself; the caller checks whether the expression is evaluatable, and
10152 // in the rare cases where CheckICE actually cares about the evaluated
10153 // value, it calls into Evaluate.
10154
10155 namespace {
10156
10157 enum ICEKind {
10158   /// This expression is an ICE.
10159   IK_ICE,
10160   /// This expression is not an ICE, but if it isn't evaluated, it's
10161   /// a legal subexpression for an ICE. This return value is used to handle
10162   /// the comma operator in C99 mode, and non-constant subexpressions.
10163   IK_ICEIfUnevaluated,
10164   /// This expression is not an ICE, and is not a legal subexpression for one.
10165   IK_NotICE
10166 };
10167
10168 struct ICEDiag {
10169   ICEKind Kind;
10170   SourceLocation Loc;
10171
10172   ICEDiag(ICEKind IK, SourceLocation l) : Kind(IK), Loc(l) {}
10173 };
10174
10175 }
10176
10177 static ICEDiag NoDiag() { return ICEDiag(IK_ICE, SourceLocation()); }
10178
10179 static ICEDiag Worst(ICEDiag A, ICEDiag B) { return A.Kind >= B.Kind ? A : B; }
10180
10181 static ICEDiag CheckEvalInICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
10182   Expr::EvalResult EVResult;
10183   if (!E->EvaluateAsRValue(EVResult, Ctx) || EVResult.HasSideEffects ||
10184       !EVResult.Val.isInt())
10185     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10186
10187   return NoDiag();
10188 }
10189
10190 static ICEDiag CheckICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
10191   assert(!E->isValueDependent() && "Should not see value dependent exprs!");
10192   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10193     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10194
10195   switch (E->getStmtClass()) {
10196 #define ABSTRACT_STMT(Node)
10197 #define STMT(Node, Base) case Expr::Node##Class:
10198 #define EXPR(Node, Base)
10199 #include "clang/AST/StmtNodes.inc"
10200   case Expr::PredefinedExprClass:
10201   case Expr::FloatingLiteralClass:
10202   case Expr::ImaginaryLiteralClass:
10203   case Expr::StringLiteralClass:
10204   case Expr::ArraySubscriptExprClass:
10205   case Expr::OMPArraySectionExprClass:
10206   case Expr::MemberExprClass:
10207   case Expr::CompoundAssignOperatorClass:
10208   case Expr::CompoundLiteralExprClass:
10209   case Expr::ExtVectorElementExprClass:
10210   case Expr::DesignatedInitExprClass:
10211   case Expr::ArrayInitLoopExprClass:
10212   case Expr::ArrayInitIndexExprClass:
10213   case Expr::NoInitExprClass:
10214   case Expr::DesignatedInitUpdateExprClass:
10215   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
10216   case Expr::ParenListExprClass:
10217   case Expr::VAArgExprClass:
10218   case Expr::AddrLabelExprClass:
10219   case Expr::StmtExprClass:
10220   case Expr::CXXMemberCallExprClass:
10221   case Expr::CUDAKernelCallExprClass:
10222   case Expr::CXXDynamicCastExprClass:
10223   case Expr::CXXTypeidExprClass:
10224   case Expr::CXXUuidofExprClass:
10225   case Expr::MSPropertyRefExprClass:
10226   case Expr::MSPropertySubscriptExprClass:
10227   case Expr::CXXNullPtrLiteralExprClass:
10228   case Expr::UserDefinedLiteralClass:
10229   case Expr::CXXThisExprClass:
10230   case Expr::CXXThrowExprClass:
10231   case Expr::CXXNewExprClass:
10232   case Expr::CXXDeleteExprClass:
10233   case Expr::CXXPseudoDestructorExprClass:
10234   case Expr::UnresolvedLookupExprClass:
10235   case Expr::TypoExprClass:
10236   case Expr::DependentScopeDeclRefExprClass:
10237   case Expr::CXXConstructExprClass:
10238   case Expr::CXXInheritedCtorInitExprClass:
10239   case Expr::CXXStdInitializerListExprClass:
10240   case Expr::CXXBindTemporaryExprClass:
10241   case Expr::ExprWithCleanupsClass:
10242   case Expr::CXXTemporaryObjectExprClass:
10243   case Expr::CXXUnresolvedConstructExprClass:
10244   case Expr::CXXDependentScopeMemberExprClass:
10245   case Expr::UnresolvedMemberExprClass:
10246   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
10247   case Expr::ObjCBoxedExprClass:
10248   case Expr::ObjCArrayLiteralClass:
10249   case Expr::ObjCDictionaryLiteralClass:
10250   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
10251   case Expr::ObjCMessageExprClass:
10252   case Expr::ObjCSelectorExprClass:
10253   case Expr::ObjCProtocolExprClass:
10254   case Expr::ObjCIvarRefExprClass:
10255   case Expr::ObjCPropertyRefExprClass:
10256   case Expr::ObjCSubscriptRefExprClass:
10257   case Expr::ObjCIsaExprClass:
10258   case Expr::ObjCAvailabilityCheckExprClass:
10259   case Expr::ShuffleVectorExprClass:
10260   case Expr::ConvertVectorExprClass:
10261   case Expr::BlockExprClass:
10262   case Expr::NoStmtClass:
10263   case Expr::OpaqueValueExprClass:
10264   case Expr::PackExpansionExprClass:
10265   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmPackExprClass:
10266   case Expr::FunctionParmPackExprClass:
10267   case Expr::AsTypeExprClass:
10268   case Expr::ObjCIndirectCopyRestoreExprClass:
10269   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
10270   case Expr::PseudoObjectExprClass:
10271   case Expr::AtomicExprClass:
10272   case Expr::LambdaExprClass:
10273   case Expr::CXXFoldExprClass:
10274   case Expr::CoawaitExprClass:
10275   case Expr::DependentCoawaitExprClass:
10276   case Expr::CoyieldExprClass:
10277     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10278
10279   case Expr::InitListExprClass: {
10280     // C++03 [dcl.init]p13: If T is a scalar type, then a declaration of the
10281     // form "T x = { a };" is equivalent to "T x = a;".
10282     // Unless we're initializing a reference, T is a scalar as it is known to be
10283     // of integral or enumeration type.
10284     if (E->isRValue())
10285       if (cast<InitListExpr>(E)->getNumInits() == 1)
10286         return CheckICE(cast<InitListExpr>(E)->getInit(0), Ctx);
10287     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10288   }
10289
10290   case Expr::SizeOfPackExprClass:
10291   case Expr::GNUNullExprClass:
10292     // GCC considers the GNU __null value to be an integral constant expression.
10293     return NoDiag();
10294
10295   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmExprClass:
10296     return
10297       CheckICE(cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(E)->getReplacement(), Ctx);
10298
10299   case Expr::ParenExprClass:
10300     return CheckICE(cast<ParenExpr>(E)->getSubExpr(), Ctx);
10301   case Expr::GenericSelectionExprClass:
10302     return CheckICE(cast<GenericSelectionExpr>(E)->getResultExpr(), Ctx);
10303   case Expr::IntegerLiteralClass:
10304   case Expr::CharacterLiteralClass:
10305   case Expr::ObjCBoolLiteralExprClass:
10306   case Expr::CXXBoolLiteralExprClass:
10307   case Expr::CXXScalarValueInitExprClass:
10308   case Expr::TypeTraitExprClass:
10309   case Expr::ArrayTypeTraitExprClass:
10310   case Expr::ExpressionTraitExprClass:
10311   case Expr::CXXNoexceptExprClass:
10312     return NoDiag();
10313   case Expr::CallExprClass:
10314   case Expr::CXXOperatorCallExprClass: {
10315     // C99 6.6/3 allows function calls within unevaluated subexpressions of
10316     // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
10317     // contain an operand of (pointer to) function type.
10318     const CallExpr *CE = cast<CallExpr>(E);
10319     if (CE->getBuiltinCallee())
10320       return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10321     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10322   }
10323   case Expr::DeclRefExprClass: {
10324     if (isa<EnumConstantDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl()))
10325       return NoDiag();
10326     const ValueDecl *D = dyn_cast<ValueDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl());
10327     if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus &&
10328         D && IsConstNonVolatile(D->getType())) {
10329       // Parameter variables are never constants.  Without this check,
10330       // getAnyInitializer() can find a default argument, which leads
10331       // to chaos.
10332       if (isa<ParmVarDecl>(D))
10333         return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10334
10335       // C++ 7.1.5.1p2
10336       //   A variable of non-volatile const-qualified integral or enumeration
10337       //   type initialized by an ICE can be used in ICEs.
10338       if (const VarDecl *Dcl = dyn_cast<VarDecl>(D)) {
10339         if (!Dcl->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10340           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10341
10342         const VarDecl *VD;
10343         // Look for a declaration of this variable that has an initializer, and
10344         // check whether it is an ICE.
10345         if (Dcl->getAnyInitializer(VD) && VD->checkInitIsICE())
10346           return NoDiag();
10347         else
10348           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10349       }
10350     }
10351     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10352   }
10353   case Expr::UnaryOperatorClass: {
10354     const UnaryOperator *Exp = cast<UnaryOperator>(E);
10355     switch (Exp->getOpcode()) {
10356     case UO_PostInc:
10357     case UO_PostDec:
10358     case UO_PreInc:
10359     case UO_PreDec:
10360     case UO_AddrOf:
10361     case UO_Deref:
10362     case UO_Coawait:
10363       // C99 6.6/3 allows increment and decrement within unevaluated
10364       // subexpressions of constant expressions, but they can never be ICEs
10365       // because an ICE cannot contain an lvalue operand.
10366       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10367     case UO_Extension:
10368     case UO_LNot:
10369     case UO_Plus:
10370     case UO_Minus:
10371     case UO_Not:
10372     case UO_Real:
10373     case UO_Imag:
10374       return CheckICE(Exp->getSubExpr(), Ctx);
10375     }
10376
10377     // OffsetOf falls through here.
10378     LLVM_FALLTHROUGH;
10379   }
10380   case Expr::OffsetOfExprClass: {
10381     // Note that per C99, offsetof must be an ICE. And AFAIK, using
10382     // EvaluateAsRValue matches the proposed gcc behavior for cases like
10383     // "offsetof(struct s{int x[4];}, x[1.0])".  This doesn't affect
10384     // compliance: we should warn earlier for offsetof expressions with
10385     // array subscripts that aren't ICEs, and if the array subscripts
10386     // are ICEs, the value of the offsetof must be an integer constant.
10387     return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10388   }
10389   case Expr::UnaryExprOrTypeTraitExprClass: {
10390     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *Exp = cast<UnaryExprOrTypeTraitExpr>(E);
10391     if ((Exp->getKind() ==  UETT_SizeOf) &&
10392         Exp->getTypeOfArgument()->isVariableArrayType())
10393       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10394     return NoDiag();
10395   }
10396   case Expr::BinaryOperatorClass: {
10397     const BinaryOperator *Exp = cast<BinaryOperator>(E);
10398     switch (Exp->getOpcode()) {
10399     case BO_PtrMemD:
10400     case BO_PtrMemI:
10401     case BO_Assign:
10402     case BO_MulAssign:
10403     case BO_DivAssign:
10404     case BO_RemAssign:
10405     case BO_AddAssign:
10406     case BO_SubAssign:
10407     case BO_ShlAssign:
10408     case BO_ShrAssign:
10409     case BO_AndAssign:
10410     case BO_XorAssign:
10411     case BO_OrAssign:
10412       // C99 6.6/3 allows assignments within unevaluated subexpressions of
10413       // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
10414       // contain an lvalue operand.
10415       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10416
10417     case BO_Mul:
10418     case BO_Div:
10419     case BO_Rem:
10420     case BO_Add:
10421     case BO_Sub:
10422     case BO_Shl:
10423     case BO_Shr:
10424     case BO_LT:
10425     case BO_GT:
10426     case BO_LE:
10427     case BO_GE:
10428     case BO_EQ:
10429     case BO_NE:
10430     case BO_And:
10431     case BO_Xor:
10432     case BO_Or:
10433     case BO_Comma: {
10434       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
10435       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
10436       if (Exp->getOpcode() == BO_Div ||
10437           Exp->getOpcode() == BO_Rem) {
10438         // EvaluateAsRValue gives an error for undefined Div/Rem, so make sure
10439         // we don't evaluate one.
10440         if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE) {
10441           llvm::APSInt REval = Exp->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
10442           if (REval == 0)
10443             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10444           if (REval.isSigned() && REval.isAllOnesValue()) {
10445             llvm::APSInt LEval = Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
10446             if (LEval.isMinSignedValue())
10447               return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10448           }
10449         }
10450       }
10451       if (Exp->getOpcode() == BO_Comma) {
10452         if (Ctx.getLangOpts().C99) {
10453           // C99 6.6p3 introduces a strange edge case: comma can be in an ICE
10454           // if it isn't evaluated.
10455           if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE)
10456             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10457         } else {
10458           // In both C89 and C++, commas in ICEs are illegal.
10459           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10460         }
10461       }
10462       return Worst(LHSResult, RHSResult);
10463     }
10464     case BO_LAnd:
10465     case BO_LOr: {
10466       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
10467       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
10468       if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) {
10469         // Rare case where the RHS has a comma "side-effect"; we need
10470         // to actually check the condition to see whether the side
10471         // with the comma is evaluated.
10472         if ((Exp->getOpcode() == BO_LAnd) !=
10473             (Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0))
10474           return RHSResult;
10475         return NoDiag();
10476       }
10477
10478       return Worst(LHSResult, RHSResult);
10479     }
10480     }
10481     LLVM_FALLTHROUGH;
10482   }
10483   case Expr::ImplicitCastExprClass:
10484   case Expr::CStyleCastExprClass:
10485   case Expr::CXXFunctionalCastExprClass:
10486   case Expr::CXXStaticCastExprClass:
10487   case Expr::CXXReinterpretCastExprClass:
10488   case Expr::CXXConstCastExprClass:
10489   case Expr::ObjCBridgedCastExprClass: {
10490     const Expr *SubExpr = cast<CastExpr>(E)->getSubExpr();
10491     if (isa<ExplicitCastExpr>(E)) {
10492       if (const FloatingLiteral *FL
10493             = dyn_cast<FloatingLiteral>(SubExpr->IgnoreParenImpCasts())) {
10494         unsigned DestWidth = Ctx.getIntWidth(E->getType());
10495         bool DestSigned = E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType();
10496         APSInt IgnoredVal(DestWidth, !DestSigned);
10497         bool Ignored;
10498         // If the value does not fit in the destination type, the behavior is
10499         // undefined, so we are not required to treat it as a constant
10500         // expression.
10501         if (FL->getValue().convertToInteger(IgnoredVal,
10502                                             llvm::APFloat::rmTowardZero,
10503                                             &Ignored) & APFloat::opInvalidOp)
10504           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10505         return NoDiag();
10506       }
10507     }
10508     switch (cast<CastExpr>(E)->getCastKind()) {
10509     case CK_LValueToRValue:
10510     case CK_AtomicToNonAtomic:
10511     case CK_NonAtomicToAtomic:
10512     case CK_NoOp:
10513     case CK_IntegralToBoolean:
10514     case CK_IntegralCast:
10515       return CheckICE(SubExpr, Ctx);
10516     default:
10517       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10518     }
10519   }
10520   case Expr::BinaryConditionalOperatorClass: {
10521     const BinaryConditionalOperator *Exp = cast<BinaryConditionalOperator>(E);
10522     ICEDiag CommonResult = CheckICE(Exp->getCommon(), Ctx);
10523     if (CommonResult.Kind == IK_NotICE) return CommonResult;
10524     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
10525     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE) return FalseResult;
10526     if (CommonResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) return CommonResult;
10527     if (FalseResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated &&
10528         Exp->getCommon()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) != 0) return NoDiag();
10529     return FalseResult;
10530   }
10531   case Expr::ConditionalOperatorClass: {
10532     const ConditionalOperator *Exp = cast<ConditionalOperator>(E);
10533     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
10534     // then only the true side is actually considered in an integer constant
10535     // expression, and it is fully evaluated.  This is an important GNU
10536     // extension.  See GCC PR38377 for discussion.
10537     if (const CallExpr *CallCE
10538         = dyn_cast<CallExpr>(Exp->getCond()->IgnoreParenCasts()))
10539       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
10540         return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10541     ICEDiag CondResult = CheckICE(Exp->getCond(), Ctx);
10542     if (CondResult.Kind == IK_NotICE)
10543       return CondResult;
10544
10545     ICEDiag TrueResult = CheckICE(Exp->getTrueExpr(), Ctx);
10546     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
10547
10548     if (TrueResult.Kind == IK_NotICE)
10549       return TrueResult;
10550     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE)
10551       return FalseResult;
10552     if (CondResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated)
10553       return CondResult;
10554     if (TrueResult.Kind == IK_ICE && FalseResult.Kind == IK_ICE)
10555       return NoDiag();
10556     // Rare case where the diagnostics depend on which side is evaluated
10557     // Note that if we get here, CondResult is 0, and at least one of
10558     // TrueResult and FalseResult is non-zero.
10559     if (Exp->getCond()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0)
10560       return FalseResult;
10561     return TrueResult;
10562   }
10563   case Expr::CXXDefaultArgExprClass:
10564     return CheckICE(cast<CXXDefaultArgExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
10565   case Expr::CXXDefaultInitExprClass:
10566     return CheckICE(cast<CXXDefaultInitExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
10567   case Expr::ChooseExprClass: {
10568     return CheckICE(cast<ChooseExpr>(E)->getChosenSubExpr(), Ctx);
10569   }
10570   }
10571
10572   llvm_unreachable("Invalid StmtClass!");
10573 }
10574
10575 /// Evaluate an expression as a C++11 integral constant expression.
10576 static bool EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
10577                                                     const Expr *E,
10578                                                     llvm::APSInt *Value,
10579                                                     SourceLocation *Loc) {
10580   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType()) {
10581     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
10582     return false;
10583   }
10584
10585   APValue Result;
10586   if (!E->isCXX11ConstantExpr(Ctx, &Result, Loc))
10587     return false;
10588
10589   if (!Result.isInt()) {
10590     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
10591     return false;
10592   }
10593
10594   if (Value) *Value = Result.getInt();
10595   return true;
10596 }
10597
10598 bool Expr::isIntegerConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
10599                                  SourceLocation *Loc) const {
10600   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10601     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, nullptr, Loc);
10602
10603   ICEDiag D = CheckICE(this, Ctx);
10604   if (D.Kind != IK_ICE) {
10605     if (Loc) *Loc = D.Loc;
10606     return false;
10607   }
10608   return true;
10609 }
10610
10611 bool Expr::isIntegerConstantExpr(llvm::APSInt &Value, const ASTContext &Ctx,
10612                                  SourceLocation *Loc, bool isEvaluated) const {
10613   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10614     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, &Value, Loc);
10615
10616   if (!isIntegerConstantExpr(Ctx, Loc))
10617     return false;
10618   // The only possible side-effects here are due to UB discovered in the
10619   // evaluation (for instance, INT_MAX + 1). In such a case, we are still
10620   // required to treat the expression as an ICE, so we produce the folded
10621   // value.
10622   if (!EvaluateAsInt(Value, Ctx, SE_AllowSideEffects))
10623     llvm_unreachable("ICE cannot be evaluated!");
10624   return true;
10625 }
10626
10627 bool Expr::isCXX98IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx) const {
10628   return CheckICE(this, Ctx).Kind == IK_ICE;
10629 }
10630
10631 bool Expr::isCXX11ConstantExpr(const ASTContext &Ctx, APValue *Result,
10632                                SourceLocation *Loc) const {
10633   // We support this checking in C++98 mode in order to diagnose compatibility
10634   // issues.
10635   assert(Ctx.getLangOpts().CPlusPlus);
10636
10637   // Build evaluation settings.
10638   Expr::EvalStatus Status;
10639   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diags;
10640   Status.Diag = &Diags;
10641   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpression);
10642
10643   APValue Scratch;
10644   bool IsConstExpr = ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result ? *Result : Scratch);
10645
10646   if (!Diags.empty()) {
10647     IsConstExpr = false;
10648     if (Loc) *Loc = Diags[0].first;
10649   } else if (!IsConstExpr) {
10650     // FIXME: This shouldn't happen.
10651     if (Loc) *Loc = getExprLoc();
10652   }
10653
10654   return IsConstExpr;
10655 }
10656
10657 bool Expr::EvaluateWithSubstitution(APValue &Value, ASTContext &Ctx,
10658                                     const FunctionDecl *Callee,
10659                                     ArrayRef<const Expr*> Args,
10660                                     const Expr *This) const {
10661   Expr::EvalStatus Status;
10662   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated);
10663
10664   LValue ThisVal;
10665   const LValue *ThisPtr = nullptr;
10666   if (This) {
10667 #ifndef NDEBUG
10668     auto *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
10669     assert(MD && "Don't provide `this` for non-methods.");
10670     assert(!MD->isStatic() && "Don't provide `this` for static methods.");
10671 #endif
10672     if (EvaluateObjectArgument(Info, This, ThisVal))
10673       ThisPtr = &ThisVal;
10674     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
10675       return false;
10676   }
10677
10678   ArgVector ArgValues(Args.size());
10679   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
10680        I != E; ++I) {
10681     if ((*I)->isValueDependent() ||
10682         !Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I))
10683       // If evaluation fails, throw away the argument entirely.
10684       ArgValues[I - Args.begin()] = APValue();
10685     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
10686       return false;
10687   }
10688
10689   // Build fake call to Callee.
10690   CallStackFrame Frame(Info, Callee->getLocation(), Callee, ThisPtr,
10691                        ArgValues.data());
10692   return Evaluate(Value, Info, this) && !Info.EvalStatus.HasSideEffects;
10693 }
10694
10695 bool Expr::isPotentialConstantExpr(const FunctionDecl *FD,
10696                                    SmallVectorImpl<
10697                                      PartialDiagnosticAt> &Diags) {
10698   // FIXME: It would be useful to check constexpr function templates, but at the
10699   // moment the constant expression evaluator cannot cope with the non-rigorous
10700   // ASTs which we build for dependent expressions.
10701   if (FD->isDependentContext())
10702     return true;
10703
10704   Expr::EvalStatus Status;
10705   Status.Diag = &Diags;
10706
10707   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
10708                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression);
10709
10710   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
10711   const CXXRecordDecl *RD = MD ? MD->getParent()->getCanonicalDecl() : nullptr;
10712
10713   // Fabricate an arbitrary expression on the stack and pretend that it
10714   // is a temporary being used as the 'this' pointer.
10715   LValue This;
10716   ImplicitValueInitExpr VIE(RD ? Info.Ctx.getRecordType(RD) : Info.Ctx.IntTy);
10717   This.set(&VIE, Info.CurrentCall->Index);
10718
10719   ArrayRef<const Expr*> Args;
10720
10721   APValue Scratch;
10722   if (const CXXConstructorDecl *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(FD)) {
10723     // Evaluate the call as a constant initializer, to allow the construction
10724     // of objects of non-literal types.
10725     Info.setEvaluatingDecl(This.getLValueBase(), Scratch);
10726     HandleConstructorCall(&VIE, This, Args, CD, Info, Scratch);
10727   } else {
10728     SourceLocation Loc = FD->getLocation();
10729     HandleFunctionCall(Loc, FD, (MD && MD->isInstance()) ? &This : nullptr,
10730                        Args, FD->getBody(), Info, Scratch, nullptr);
10731   }
10732
10733   return Diags.empty();
10734 }
10735
10736 bool Expr::isPotentialConstantExprUnevaluated(Expr *E,
10737                                               const FunctionDecl *FD,
10738                                               SmallVectorImpl<
10739                                                 PartialDiagnosticAt> &Diags) {
10740   Expr::EvalStatus Status;
10741   Status.Diag = &Diags;
10742
10743   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
10744                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated);
10745
10746   // Fabricate a call stack frame to give the arguments a plausible cover story.
10747   ArrayRef<const Expr*> Args;
10748   ArgVector ArgValues(0);
10749   bool Success = EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info);
10750   (void)Success;
10751   assert(Success &&
10752          "Failed to set up arguments for potential constant evaluation");
10753   CallStackFrame Frame(Info, SourceLocation(), FD, nullptr, ArgValues.data());
10754
10755   APValue ResultScratch;
10756   Evaluate(ResultScratch, Info, E);
10757   return Diags.empty();
10758 }
10759
10760 bool Expr::tryEvaluateObjectSize(uint64_t &Result, ASTContext &Ctx,
10761                                  unsigned Type) const {
10762   if (!getType()->isPointerType())
10763     return false;
10764
10765   Expr::EvalStatus Status;
10766   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
10767   return tryEvaluateBuiltinObjectSize(this, Type, Info, Result);
10768 }