]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/AST/ExprConstant.cpp
Merge ^/head r317971 through r318379.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / AST / ExprConstant.cpp
1 //===--- ExprConstant.cpp - Expression Constant Evaluator -----------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the Expr constant evaluator.
11 //
12 // Constant expression evaluation produces four main results:
13 //
14 //  * A success/failure flag indicating whether constant folding was successful.
15 //    This is the 'bool' return value used by most of the code in this file. A
16 //    'false' return value indicates that constant folding has failed, and any
17 //    appropriate diagnostic has already been produced.
18 //
19 //  * An evaluated result, valid only if constant folding has not failed.
20 //
21 //  * A flag indicating if evaluation encountered (unevaluated) side-effects.
22 //    These arise in cases such as (sideEffect(), 0) and (sideEffect() || 1),
23 //    where it is possible to determine the evaluated result regardless.
24 //
25 //  * A set of notes indicating why the evaluation was not a constant expression
26 //    (under the C++11 / C++1y rules only, at the moment), or, if folding failed
27 //    too, why the expression could not be folded.
28 //
29 // If we are checking for a potential constant expression, failure to constant
30 // fold a potential constant sub-expression will be indicated by a 'false'
31 // return value (the expression could not be folded) and no diagnostic (the
32 // expression is not necessarily non-constant).
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #include "clang/AST/APValue.h"
37 #include "clang/AST/ASTContext.h"
38 #include "clang/AST/ASTDiagnostic.h"
39 #include "clang/AST/ASTLambda.h"
40 #include "clang/AST/CharUnits.h"
41 #include "clang/AST/Expr.h"
42 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
43 #include "clang/AST/StmtVisitor.h"
44 #include "clang/AST/TypeLoc.h"
45 #include "clang/Basic/Builtins.h"
46 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
47 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
48 #include <cstring>
49 #include <functional>
50
51 using namespace clang;
52 using llvm::APSInt;
53 using llvm::APFloat;
54
55 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B);
56
57 namespace {
58   struct LValue;
59   struct CallStackFrame;
60   struct EvalInfo;
61
62   static QualType getType(APValue::LValueBase B) {
63     if (!B) return QualType();
64     if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>())
65       return D->getType();
66
67     const Expr *Base = B.get<const Expr*>();
68
69     // For a materialized temporary, the type of the temporary we materialized
70     // may not be the type of the expression.
71     if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
72             dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
73       SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
74       SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
75       const Expr *Temp = MTE->GetTemporaryExpr();
76       const Expr *Inner = Temp->skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs,
77                                                                Adjustments);
78       // Keep any cv-qualifiers from the reference if we generated a temporary
79       // for it directly. Otherwise use the type after adjustment.
80       if (!Adjustments.empty())
81         return Inner->getType();
82     }
83
84     return Base->getType();
85   }
86
87   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
88   /// field or base class.
89   static
90   APValue::BaseOrMemberType getAsBaseOrMember(APValue::LValuePathEntry E) {
91     APValue::BaseOrMemberType Value;
92     Value.setFromOpaqueValue(E.BaseOrMember);
93     return Value;
94   }
95
96   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
97   /// field declaration.
98   static const FieldDecl *getAsField(APValue::LValuePathEntry E) {
99     return dyn_cast<FieldDecl>(getAsBaseOrMember(E).getPointer());
100   }
101   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
102   /// base class declaration.
103   static const CXXRecordDecl *getAsBaseClass(APValue::LValuePathEntry E) {
104     return dyn_cast<CXXRecordDecl>(getAsBaseOrMember(E).getPointer());
105   }
106   /// Determine whether this LValue path entry for a base class names a virtual
107   /// base class.
108   static bool isVirtualBaseClass(APValue::LValuePathEntry E) {
109     return getAsBaseOrMember(E).getInt();
110   }
111
112   /// Given a CallExpr, try to get the alloc_size attribute. May return null.
113   static const AllocSizeAttr *getAllocSizeAttr(const CallExpr *CE) {
114     const FunctionDecl *Callee = CE->getDirectCallee();
115     return Callee ? Callee->getAttr<AllocSizeAttr>() : nullptr;
116   }
117
118   /// Attempts to unwrap a CallExpr (with an alloc_size attribute) from an Expr.
119   /// This will look through a single cast.
120   ///
121   /// Returns null if we couldn't unwrap a function with alloc_size.
122   static const CallExpr *tryUnwrapAllocSizeCall(const Expr *E) {
123     if (!E->getType()->isPointerType())
124       return nullptr;
125
126     E = E->IgnoreParens();
127     // If we're doing a variable assignment from e.g. malloc(N), there will
128     // probably be a cast of some kind. Ignore it.
129     if (const auto *Cast = dyn_cast<CastExpr>(E))
130       E = Cast->getSubExpr()->IgnoreParens();
131
132     if (const auto *CE = dyn_cast<CallExpr>(E))
133       return getAllocSizeAttr(CE) ? CE : nullptr;
134     return nullptr;
135   }
136
137   /// Determines whether or not the given Base contains a call to a function
138   /// with the alloc_size attribute.
139   static bool isBaseAnAllocSizeCall(APValue::LValueBase Base) {
140     const auto *E = Base.dyn_cast<const Expr *>();
141     return E && E->getType()->isPointerType() && tryUnwrapAllocSizeCall(E);
142   }
143
144   /// Determines if an LValue with the given LValueBase will have an unsized
145   /// array in its designator.
146   /// Find the path length and type of the most-derived subobject in the given
147   /// path, and find the size of the containing array, if any.
148   static unsigned
149   findMostDerivedSubobject(ASTContext &Ctx, APValue::LValueBase Base,
150                            ArrayRef<APValue::LValuePathEntry> Path,
151                            uint64_t &ArraySize, QualType &Type, bool &IsArray) {
152     // This only accepts LValueBases from APValues, and APValues don't support
153     // arrays that lack size info.
154     assert(!isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
155            "Unsized arrays shouldn't appear here");
156     unsigned MostDerivedLength = 0;
157     Type = getType(Base);
158
159     for (unsigned I = 0, N = Path.size(); I != N; ++I) {
160       if (Type->isArrayType()) {
161         const ConstantArrayType *CAT =
162             cast<ConstantArrayType>(Ctx.getAsArrayType(Type));
163         Type = CAT->getElementType();
164         ArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
165         MostDerivedLength = I + 1;
166         IsArray = true;
167       } else if (Type->isAnyComplexType()) {
168         const ComplexType *CT = Type->castAs<ComplexType>();
169         Type = CT->getElementType();
170         ArraySize = 2;
171         MostDerivedLength = I + 1;
172         IsArray = true;
173       } else if (const FieldDecl *FD = getAsField(Path[I])) {
174         Type = FD->getType();
175         ArraySize = 0;
176         MostDerivedLength = I + 1;
177         IsArray = false;
178       } else {
179         // Path[I] describes a base class.
180         ArraySize = 0;
181         IsArray = false;
182       }
183     }
184     return MostDerivedLength;
185   }
186
187   // The order of this enum is important for diagnostics.
188   enum CheckSubobjectKind {
189     CSK_Base, CSK_Derived, CSK_Field, CSK_ArrayToPointer, CSK_ArrayIndex,
190     CSK_This, CSK_Real, CSK_Imag
191   };
192
193   /// A path from a glvalue to a subobject of that glvalue.
194   struct SubobjectDesignator {
195     /// True if the subobject was named in a manner not supported by C++11. Such
196     /// lvalues can still be folded, but they are not core constant expressions
197     /// and we cannot perform lvalue-to-rvalue conversions on them.
198     unsigned Invalid : 1;
199
200     /// Is this a pointer one past the end of an object?
201     unsigned IsOnePastTheEnd : 1;
202
203     /// Indicator of whether the first entry is an unsized array.
204     unsigned FirstEntryIsAnUnsizedArray : 1;
205
206     /// Indicator of whether the most-derived object is an array element.
207     unsigned MostDerivedIsArrayElement : 1;
208
209     /// The length of the path to the most-derived object of which this is a
210     /// subobject.
211     unsigned MostDerivedPathLength : 28;
212
213     /// The size of the array of which the most-derived object is an element.
214     /// This will always be 0 if the most-derived object is not an array
215     /// element. 0 is not an indicator of whether or not the most-derived object
216     /// is an array, however, because 0-length arrays are allowed.
217     ///
218     /// If the current array is an unsized array, the value of this is
219     /// undefined.
220     uint64_t MostDerivedArraySize;
221
222     /// The type of the most derived object referred to by this address.
223     QualType MostDerivedType;
224
225     typedef APValue::LValuePathEntry PathEntry;
226
227     /// The entries on the path from the glvalue to the designated subobject.
228     SmallVector<PathEntry, 8> Entries;
229
230     SubobjectDesignator() : Invalid(true) {}
231
232     explicit SubobjectDesignator(QualType T)
233         : Invalid(false), IsOnePastTheEnd(false),
234           FirstEntryIsAnUnsizedArray(false), MostDerivedIsArrayElement(false),
235           MostDerivedPathLength(0), MostDerivedArraySize(0),
236           MostDerivedType(T) {}
237
238     SubobjectDesignator(ASTContext &Ctx, const APValue &V)
239         : Invalid(!V.isLValue() || !V.hasLValuePath()), IsOnePastTheEnd(false),
240           FirstEntryIsAnUnsizedArray(false), MostDerivedIsArrayElement(false),
241           MostDerivedPathLength(0), MostDerivedArraySize(0) {
242       assert(V.isLValue() && "Non-LValue used to make an LValue designator?");
243       if (!Invalid) {
244         IsOnePastTheEnd = V.isLValueOnePastTheEnd();
245         ArrayRef<PathEntry> VEntries = V.getLValuePath();
246         Entries.insert(Entries.end(), VEntries.begin(), VEntries.end());
247         if (V.getLValueBase()) {
248           bool IsArray = false;
249           MostDerivedPathLength = findMostDerivedSubobject(
250               Ctx, V.getLValueBase(), V.getLValuePath(), MostDerivedArraySize,
251               MostDerivedType, IsArray);
252           MostDerivedIsArrayElement = IsArray;
253         }
254       }
255     }
256
257     void setInvalid() {
258       Invalid = true;
259       Entries.clear();
260     }
261
262     /// Determine whether the most derived subobject is an array without a
263     /// known bound.
264     bool isMostDerivedAnUnsizedArray() const {
265       assert(!Invalid && "Calling this makes no sense on invalid designators");
266       return Entries.size() == 1 && FirstEntryIsAnUnsizedArray;
267     }
268
269     /// Determine what the most derived array's size is. Results in an assertion
270     /// failure if the most derived array lacks a size.
271     uint64_t getMostDerivedArraySize() const {
272       assert(!isMostDerivedAnUnsizedArray() && "Unsized array has no size");
273       return MostDerivedArraySize;
274     }
275
276     /// Determine whether this is a one-past-the-end pointer.
277     bool isOnePastTheEnd() const {
278       assert(!Invalid);
279       if (IsOnePastTheEnd)
280         return true;
281       if (!isMostDerivedAnUnsizedArray() && MostDerivedIsArrayElement &&
282           Entries[MostDerivedPathLength - 1].ArrayIndex == MostDerivedArraySize)
283         return true;
284       return false;
285     }
286
287     /// Check that this refers to a valid subobject.
288     bool isValidSubobject() const {
289       if (Invalid)
290         return false;
291       return !isOnePastTheEnd();
292     }
293     /// Check that this refers to a valid subobject, and if not, produce a
294     /// relevant diagnostic and set the designator as invalid.
295     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK);
296
297     /// Update this designator to refer to the first element within this array.
298     void addArrayUnchecked(const ConstantArrayType *CAT) {
299       PathEntry Entry;
300       Entry.ArrayIndex = 0;
301       Entries.push_back(Entry);
302
303       // This is a most-derived object.
304       MostDerivedType = CAT->getElementType();
305       MostDerivedIsArrayElement = true;
306       MostDerivedArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
307       MostDerivedPathLength = Entries.size();
308     }
309     /// Update this designator to refer to the first element within the array of
310     /// elements of type T. This is an array of unknown size.
311     void addUnsizedArrayUnchecked(QualType ElemTy) {
312       PathEntry Entry;
313       Entry.ArrayIndex = 0;
314       Entries.push_back(Entry);
315
316       MostDerivedType = ElemTy;
317       MostDerivedIsArrayElement = true;
318       // The value in MostDerivedArraySize is undefined in this case. So, set it
319       // to an arbitrary value that's likely to loudly break things if it's
320       // used.
321       MostDerivedArraySize = std::numeric_limits<uint64_t>::max() / 2;
322       MostDerivedPathLength = Entries.size();
323     }
324     /// Update this designator to refer to the given base or member of this
325     /// object.
326     void addDeclUnchecked(const Decl *D, bool Virtual = false) {
327       PathEntry Entry;
328       APValue::BaseOrMemberType Value(D, Virtual);
329       Entry.BaseOrMember = Value.getOpaqueValue();
330       Entries.push_back(Entry);
331
332       // If this isn't a base class, it's a new most-derived object.
333       if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(D)) {
334         MostDerivedType = FD->getType();
335         MostDerivedIsArrayElement = false;
336         MostDerivedArraySize = 0;
337         MostDerivedPathLength = Entries.size();
338       }
339     }
340     /// Update this designator to refer to the given complex component.
341     void addComplexUnchecked(QualType EltTy, bool Imag) {
342       PathEntry Entry;
343       Entry.ArrayIndex = Imag;
344       Entries.push_back(Entry);
345
346       // This is technically a most-derived object, though in practice this
347       // is unlikely to matter.
348       MostDerivedType = EltTy;
349       MostDerivedIsArrayElement = true;
350       MostDerivedArraySize = 2;
351       MostDerivedPathLength = Entries.size();
352     }
353     void diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
354                                    const APSInt &N);
355     /// Add N to the address of this subobject.
356     void adjustIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E, APSInt N) {
357       if (Invalid || !N) return;
358       uint64_t TruncatedN = N.extOrTrunc(64).getZExtValue();
359       if (isMostDerivedAnUnsizedArray()) {
360         // Can't verify -- trust that the user is doing the right thing (or if
361         // not, trust that the caller will catch the bad behavior).
362         // FIXME: Should we reject if this overflows, at least?
363         Entries.back().ArrayIndex += TruncatedN;
364         return;
365       }
366
367       // [expr.add]p4: For the purposes of these operators, a pointer to a
368       // nonarray object behaves the same as a pointer to the first element of
369       // an array of length one with the type of the object as its element type.
370       bool IsArray = MostDerivedPathLength == Entries.size() &&
371                      MostDerivedIsArrayElement;
372       uint64_t ArrayIndex =
373           IsArray ? Entries.back().ArrayIndex : (uint64_t)IsOnePastTheEnd;
374       uint64_t ArraySize =
375           IsArray ? getMostDerivedArraySize() : (uint64_t)1;
376
377       if (N < -(int64_t)ArrayIndex || N > ArraySize - ArrayIndex) {
378         // Calculate the actual index in a wide enough type, so we can include
379         // it in the note.
380         N = N.extend(std::max<unsigned>(N.getBitWidth() + 1, 65));
381         (llvm::APInt&)N += ArrayIndex;
382         assert(N.ugt(ArraySize) && "bounds check failed for in-bounds index");
383         diagnosePointerArithmetic(Info, E, N);
384         setInvalid();
385         return;
386       }
387
388       ArrayIndex += TruncatedN;
389       assert(ArrayIndex <= ArraySize &&
390              "bounds check succeeded for out-of-bounds index");
391
392       if (IsArray)
393         Entries.back().ArrayIndex = ArrayIndex;
394       else
395         IsOnePastTheEnd = (ArrayIndex != 0);
396     }
397   };
398
399   /// A stack frame in the constexpr call stack.
400   struct CallStackFrame {
401     EvalInfo &Info;
402
403     /// Parent - The caller of this stack frame.
404     CallStackFrame *Caller;
405
406     /// Callee - The function which was called.
407     const FunctionDecl *Callee;
408
409     /// This - The binding for the this pointer in this call, if any.
410     const LValue *This;
411
412     /// Arguments - Parameter bindings for this function call, indexed by
413     /// parameters' function scope indices.
414     APValue *Arguments;
415
416     // Note that we intentionally use std::map here so that references to
417     // values are stable.
418     typedef std::map<const void*, APValue> MapTy;
419     typedef MapTy::const_iterator temp_iterator;
420     /// Temporaries - Temporary lvalues materialized within this stack frame.
421     MapTy Temporaries;
422
423     /// CallLoc - The location of the call expression for this call.
424     SourceLocation CallLoc;
425
426     /// Index - The call index of this call.
427     unsigned Index;
428
429     // FIXME: Adding this to every 'CallStackFrame' may have a nontrivial impact
430     // on the overall stack usage of deeply-recursing constexpr evaluataions.
431     // (We should cache this map rather than recomputing it repeatedly.)
432     // But let's try this and see how it goes; we can look into caching the map
433     // as a later change.
434
435     /// LambdaCaptureFields - Mapping from captured variables/this to
436     /// corresponding data members in the closure class.
437     llvm::DenseMap<const VarDecl *, FieldDecl *> LambdaCaptureFields;
438     FieldDecl *LambdaThisCaptureField;
439
440     CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
441                    const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
442                    APValue *Arguments);
443     ~CallStackFrame();
444
445     APValue *getTemporary(const void *Key) {
446       MapTy::iterator I = Temporaries.find(Key);
447       return I == Temporaries.end() ? nullptr : &I->second;
448     }
449     APValue &createTemporary(const void *Key, bool IsLifetimeExtended);
450   };
451
452   /// Temporarily override 'this'.
453   class ThisOverrideRAII {
454   public:
455     ThisOverrideRAII(CallStackFrame &Frame, const LValue *NewThis, bool Enable)
456         : Frame(Frame), OldThis(Frame.This) {
457       if (Enable)
458         Frame.This = NewThis;
459     }
460     ~ThisOverrideRAII() {
461       Frame.This = OldThis;
462     }
463   private:
464     CallStackFrame &Frame;
465     const LValue *OldThis;
466   };
467
468   /// A partial diagnostic which we might know in advance that we are not going
469   /// to emit.
470   class OptionalDiagnostic {
471     PartialDiagnostic *Diag;
472
473   public:
474     explicit OptionalDiagnostic(PartialDiagnostic *Diag = nullptr)
475       : Diag(Diag) {}
476
477     template<typename T>
478     OptionalDiagnostic &operator<<(const T &v) {
479       if (Diag)
480         *Diag << v;
481       return *this;
482     }
483
484     OptionalDiagnostic &operator<<(const APSInt &I) {
485       if (Diag) {
486         SmallVector<char, 32> Buffer;
487         I.toString(Buffer);
488         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
489       }
490       return *this;
491     }
492
493     OptionalDiagnostic &operator<<(const APFloat &F) {
494       if (Diag) {
495         // FIXME: Force the precision of the source value down so we don't
496         // print digits which are usually useless (we don't really care here if
497         // we truncate a digit by accident in edge cases).  Ideally,
498         // APFloat::toString would automatically print the shortest 
499         // representation which rounds to the correct value, but it's a bit
500         // tricky to implement.
501         unsigned precision =
502             llvm::APFloat::semanticsPrecision(F.getSemantics());
503         precision = (precision * 59 + 195) / 196;
504         SmallVector<char, 32> Buffer;
505         F.toString(Buffer, precision);
506         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
507       }
508       return *this;
509     }
510   };
511
512   /// A cleanup, and a flag indicating whether it is lifetime-extended.
513   class Cleanup {
514     llvm::PointerIntPair<APValue*, 1, bool> Value;
515
516   public:
517     Cleanup(APValue *Val, bool IsLifetimeExtended)
518         : Value(Val, IsLifetimeExtended) {}
519
520     bool isLifetimeExtended() const { return Value.getInt(); }
521     void endLifetime() {
522       *Value.getPointer() = APValue();
523     }
524   };
525
526   /// EvalInfo - This is a private struct used by the evaluator to capture
527   /// information about a subexpression as it is folded.  It retains information
528   /// about the AST context, but also maintains information about the folded
529   /// expression.
530   ///
531   /// If an expression could be evaluated, it is still possible it is not a C
532   /// "integer constant expression" or constant expression.  If not, this struct
533   /// captures information about how and why not.
534   ///
535   /// One bit of information passed *into* the request for constant folding
536   /// indicates whether the subexpression is "evaluated" or not according to C
537   /// rules.  For example, the RHS of (0 && foo()) is not evaluated.  We can
538   /// evaluate the expression regardless of what the RHS is, but C only allows
539   /// certain things in certain situations.
540   struct LLVM_ALIGNAS(/*alignof(uint64_t)*/ 8) EvalInfo {
541     ASTContext &Ctx;
542
543     /// EvalStatus - Contains information about the evaluation.
544     Expr::EvalStatus &EvalStatus;
545
546     /// CurrentCall - The top of the constexpr call stack.
547     CallStackFrame *CurrentCall;
548
549     /// CallStackDepth - The number of calls in the call stack right now.
550     unsigned CallStackDepth;
551
552     /// NextCallIndex - The next call index to assign.
553     unsigned NextCallIndex;
554
555     /// StepsLeft - The remaining number of evaluation steps we're permitted
556     /// to perform. This is essentially a limit for the number of statements
557     /// we will evaluate.
558     unsigned StepsLeft;
559
560     /// BottomFrame - The frame in which evaluation started. This must be
561     /// initialized after CurrentCall and CallStackDepth.
562     CallStackFrame BottomFrame;
563
564     /// A stack of values whose lifetimes end at the end of some surrounding
565     /// evaluation frame.
566     llvm::SmallVector<Cleanup, 16> CleanupStack;
567
568     /// EvaluatingDecl - This is the declaration whose initializer is being
569     /// evaluated, if any.
570     APValue::LValueBase EvaluatingDecl;
571
572     /// EvaluatingDeclValue - This is the value being constructed for the
573     /// declaration whose initializer is being evaluated, if any.
574     APValue *EvaluatingDeclValue;
575
576     /// The current array initialization index, if we're performing array
577     /// initialization.
578     uint64_t ArrayInitIndex = -1;
579
580     /// HasActiveDiagnostic - Was the previous diagnostic stored? If so, further
581     /// notes attached to it will also be stored, otherwise they will not be.
582     bool HasActiveDiagnostic;
583
584     /// \brief Have we emitted a diagnostic explaining why we couldn't constant
585     /// fold (not just why it's not strictly a constant expression)?
586     bool HasFoldFailureDiagnostic;
587
588     /// \brief Whether or not we're currently speculatively evaluating.
589     bool IsSpeculativelyEvaluating;
590
591     enum EvaluationMode {
592       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
593       /// is not a constant expression.
594       EM_ConstantExpression,
595
596       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
597       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
598       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
599       /// a constant expression.
600       EM_PotentialConstantExpression,
601
602       /// Fold the expression to a constant. Stop if we hit a side-effect that
603       /// we can't model.
604       EM_ConstantFold,
605
606       /// Evaluate the expression looking for integer overflow and similar
607       /// issues. Don't worry about side-effects, and try to visit all
608       /// subexpressions.
609       EM_EvaluateForOverflow,
610
611       /// Evaluate in any way we know how. Don't worry about side-effects that
612       /// can't be modeled.
613       EM_IgnoreSideEffects,
614
615       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
616       /// is not a constant expression. Some expressions can be retried in the
617       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
618       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
619       /// gets a chance to look at it.
620       EM_ConstantExpressionUnevaluated,
621
622       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
623       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
624       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
625       /// a constant expression. Some expressions can be retried in the
626       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
627       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
628       /// gets a chance to look at it.
629       EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated,
630
631       /// Evaluate as a constant expression. In certain scenarios, if:
632       /// - we find a MemberExpr with a base that can't be evaluated, or
633       /// - we find a variable initialized with a call to a function that has
634       ///   the alloc_size attribute on it
635       /// then we may consider evaluation to have succeeded.
636       ///
637       /// In either case, the LValue returned shall have an invalid base; in the
638       /// former, the base will be the invalid MemberExpr, in the latter, the
639       /// base will be either the alloc_size CallExpr or a CastExpr wrapping
640       /// said CallExpr.
641       EM_OffsetFold,
642     } EvalMode;
643
644     /// Are we checking whether the expression is a potential constant
645     /// expression?
646     bool checkingPotentialConstantExpression() const {
647       return EvalMode == EM_PotentialConstantExpression ||
648              EvalMode == EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated;
649     }
650
651     /// Are we checking an expression for overflow?
652     // FIXME: We should check for any kind of undefined or suspicious behavior
653     // in such constructs, not just overflow.
654     bool checkingForOverflow() { return EvalMode == EM_EvaluateForOverflow; }
655
656     EvalInfo(const ASTContext &C, Expr::EvalStatus &S, EvaluationMode Mode)
657       : Ctx(const_cast<ASTContext &>(C)), EvalStatus(S), CurrentCall(nullptr),
658         CallStackDepth(0), NextCallIndex(1),
659         StepsLeft(getLangOpts().ConstexprStepLimit),
660         BottomFrame(*this, SourceLocation(), nullptr, nullptr, nullptr),
661         EvaluatingDecl((const ValueDecl *)nullptr),
662         EvaluatingDeclValue(nullptr), HasActiveDiagnostic(false),
663         HasFoldFailureDiagnostic(false), IsSpeculativelyEvaluating(false),
664         EvalMode(Mode) {}
665
666     void setEvaluatingDecl(APValue::LValueBase Base, APValue &Value) {
667       EvaluatingDecl = Base;
668       EvaluatingDeclValue = &Value;
669     }
670
671     const LangOptions &getLangOpts() const { return Ctx.getLangOpts(); }
672
673     bool CheckCallLimit(SourceLocation Loc) {
674       // Don't perform any constexpr calls (other than the call we're checking)
675       // when checking a potential constant expression.
676       if (checkingPotentialConstantExpression() && CallStackDepth > 1)
677         return false;
678       if (NextCallIndex == 0) {
679         // NextCallIndex has wrapped around.
680         FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_call_limit_exceeded);
681         return false;
682       }
683       if (CallStackDepth <= getLangOpts().ConstexprCallDepth)
684         return true;
685       FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_depth_limit_exceeded)
686         << getLangOpts().ConstexprCallDepth;
687       return false;
688     }
689
690     CallStackFrame *getCallFrame(unsigned CallIndex) {
691       assert(CallIndex && "no call index in getCallFrame");
692       // We will eventually hit BottomFrame, which has Index 1, so Frame can't
693       // be null in this loop.
694       CallStackFrame *Frame = CurrentCall;
695       while (Frame->Index > CallIndex)
696         Frame = Frame->Caller;
697       return (Frame->Index == CallIndex) ? Frame : nullptr;
698     }
699
700     bool nextStep(const Stmt *S) {
701       if (!StepsLeft) {
702         FFDiag(S->getLocStart(), diag::note_constexpr_step_limit_exceeded);
703         return false;
704       }
705       --StepsLeft;
706       return true;
707     }
708
709   private:
710     /// Add a diagnostic to the diagnostics list.
711     PartialDiagnostic &addDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
712       PartialDiagnostic PD(DiagId, Ctx.getDiagAllocator());
713       EvalStatus.Diag->push_back(std::make_pair(Loc, PD));
714       return EvalStatus.Diag->back().second;
715     }
716
717     /// Add notes containing a call stack to the current point of evaluation.
718     void addCallStack(unsigned Limit);
719
720   private:
721     OptionalDiagnostic Diag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId,
722                             unsigned ExtraNotes, bool IsCCEDiag) {
723     
724       if (EvalStatus.Diag) {
725         // If we have a prior diagnostic, it will be noting that the expression
726         // isn't a constant expression. This diagnostic is more important,
727         // unless we require this evaluation to produce a constant expression.
728         //
729         // FIXME: We might want to show both diagnostics to the user in
730         // EM_ConstantFold mode.
731         if (!EvalStatus.Diag->empty()) {
732           switch (EvalMode) {
733           case EM_ConstantFold:
734           case EM_IgnoreSideEffects:
735           case EM_EvaluateForOverflow:
736             if (!HasFoldFailureDiagnostic)
737               break;
738             // We've already failed to fold something. Keep that diagnostic.
739           case EM_ConstantExpression:
740           case EM_PotentialConstantExpression:
741           case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
742           case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
743           case EM_OffsetFold:
744             HasActiveDiagnostic = false;
745             return OptionalDiagnostic();
746           }
747         }
748
749         unsigned CallStackNotes = CallStackDepth - 1;
750         unsigned Limit = Ctx.getDiagnostics().getConstexprBacktraceLimit();
751         if (Limit)
752           CallStackNotes = std::min(CallStackNotes, Limit + 1);
753         if (checkingPotentialConstantExpression())
754           CallStackNotes = 0;
755
756         HasActiveDiagnostic = true;
757         HasFoldFailureDiagnostic = !IsCCEDiag;
758         EvalStatus.Diag->clear();
759         EvalStatus.Diag->reserve(1 + ExtraNotes + CallStackNotes);
760         addDiag(Loc, DiagId);
761         if (!checkingPotentialConstantExpression())
762           addCallStack(Limit);
763         return OptionalDiagnostic(&(*EvalStatus.Diag)[0].second);
764       }
765       HasActiveDiagnostic = false;
766       return OptionalDiagnostic();
767     }
768   public:
769     // Diagnose that the evaluation could not be folded (FF => FoldFailure)
770     OptionalDiagnostic
771     FFDiag(SourceLocation Loc,
772           diag::kind DiagId = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
773           unsigned ExtraNotes = 0) {
774       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, false);
775     }
776     
777     OptionalDiagnostic FFDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
778                               = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
779                             unsigned ExtraNotes = 0) {
780       if (EvalStatus.Diag)
781         return Diag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes, /*IsCCEDiag*/false);
782       HasActiveDiagnostic = false;
783       return OptionalDiagnostic();
784     }
785
786     /// Diagnose that the evaluation does not produce a C++11 core constant
787     /// expression.
788     ///
789     /// FIXME: Stop evaluating if we're in EM_ConstantExpression or
790     /// EM_PotentialConstantExpression mode and we produce one of these.
791     OptionalDiagnostic CCEDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId
792                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
793                                unsigned ExtraNotes = 0) {
794       // Don't override a previous diagnostic. Don't bother collecting
795       // diagnostics if we're evaluating for overflow.
796       if (!EvalStatus.Diag || !EvalStatus.Diag->empty()) {
797         HasActiveDiagnostic = false;
798         return OptionalDiagnostic();
799       }
800       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, true);
801     }
802     OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
803                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
804                                unsigned ExtraNotes = 0) {
805       return CCEDiag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes);
806     }
807     /// Add a note to a prior diagnostic.
808     OptionalDiagnostic Note(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
809       if (!HasActiveDiagnostic)
810         return OptionalDiagnostic();
811       return OptionalDiagnostic(&addDiag(Loc, DiagId));
812     }
813
814     /// Add a stack of notes to a prior diagnostic.
815     void addNotes(ArrayRef<PartialDiagnosticAt> Diags) {
816       if (HasActiveDiagnostic) {
817         EvalStatus.Diag->insert(EvalStatus.Diag->end(),
818                                 Diags.begin(), Diags.end());
819       }
820     }
821
822     /// Should we continue evaluation after encountering a side-effect that we
823     /// couldn't model?
824     bool keepEvaluatingAfterSideEffect() {
825       switch (EvalMode) {
826       case EM_PotentialConstantExpression:
827       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
828       case EM_EvaluateForOverflow:
829       case EM_IgnoreSideEffects:
830         return true;
831
832       case EM_ConstantExpression:
833       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
834       case EM_ConstantFold:
835       case EM_OffsetFold:
836         return false;
837       }
838       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
839     }
840
841     /// Note that we have had a side-effect, and determine whether we should
842     /// keep evaluating.
843     bool noteSideEffect() {
844       EvalStatus.HasSideEffects = true;
845       return keepEvaluatingAfterSideEffect();
846     }
847
848     /// Should we continue evaluation after encountering undefined behavior?
849     bool keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior() {
850       switch (EvalMode) {
851       case EM_EvaluateForOverflow:
852       case EM_IgnoreSideEffects:
853       case EM_ConstantFold:
854       case EM_OffsetFold:
855         return true;
856
857       case EM_PotentialConstantExpression:
858       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
859       case EM_ConstantExpression:
860       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
861         return false;
862       }
863       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
864     }
865
866     /// Note that we hit something that was technically undefined behavior, but
867     /// that we can evaluate past it (such as signed overflow or floating-point
868     /// division by zero.)
869     bool noteUndefinedBehavior() {
870       EvalStatus.HasUndefinedBehavior = true;
871       return keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior();
872     }
873
874     /// Should we continue evaluation as much as possible after encountering a
875     /// construct which can't be reduced to a value?
876     bool keepEvaluatingAfterFailure() {
877       if (!StepsLeft)
878         return false;
879
880       switch (EvalMode) {
881       case EM_PotentialConstantExpression:
882       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
883       case EM_EvaluateForOverflow:
884         return true;
885
886       case EM_ConstantExpression:
887       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
888       case EM_ConstantFold:
889       case EM_IgnoreSideEffects:
890       case EM_OffsetFold:
891         return false;
892       }
893       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
894     }
895
896     /// Notes that we failed to evaluate an expression that other expressions
897     /// directly depend on, and determine if we should keep evaluating. This
898     /// should only be called if we actually intend to keep evaluating.
899     ///
900     /// Call noteSideEffect() instead if we may be able to ignore the value that
901     /// we failed to evaluate, e.g. if we failed to evaluate Foo() in:
902     ///
903     /// (Foo(), 1)      // use noteSideEffect
904     /// (Foo() || true) // use noteSideEffect
905     /// Foo() + 1       // use noteFailure
906     LLVM_NODISCARD bool noteFailure() {
907       // Failure when evaluating some expression often means there is some
908       // subexpression whose evaluation was skipped. Therefore, (because we
909       // don't track whether we skipped an expression when unwinding after an
910       // evaluation failure) every evaluation failure that bubbles up from a
911       // subexpression implies that a side-effect has potentially happened. We
912       // skip setting the HasSideEffects flag to true until we decide to
913       // continue evaluating after that point, which happens here.
914       bool KeepGoing = keepEvaluatingAfterFailure();
915       EvalStatus.HasSideEffects |= KeepGoing;
916       return KeepGoing;
917     }
918
919     class ArrayInitLoopIndex {
920       EvalInfo &Info;
921       uint64_t OuterIndex;
922
923     public:
924       ArrayInitLoopIndex(EvalInfo &Info)
925           : Info(Info), OuterIndex(Info.ArrayInitIndex) {
926         Info.ArrayInitIndex = 0;
927       }
928       ~ArrayInitLoopIndex() { Info.ArrayInitIndex = OuterIndex; }
929
930       operator uint64_t&() { return Info.ArrayInitIndex; }
931     };
932   };
933
934   /// Object used to treat all foldable expressions as constant expressions.
935   struct FoldConstant {
936     EvalInfo &Info;
937     bool Enabled;
938     bool HadNoPriorDiags;
939     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
940
941     explicit FoldConstant(EvalInfo &Info, bool Enabled)
942       : Info(Info),
943         Enabled(Enabled),
944         HadNoPriorDiags(Info.EvalStatus.Diag &&
945                         Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
946                         !Info.EvalStatus.HasSideEffects),
947         OldMode(Info.EvalMode) {
948       if (Enabled &&
949           (Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpression ||
950            Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated))
951         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_ConstantFold;
952     }
953     void keepDiagnostics() { Enabled = false; }
954     ~FoldConstant() {
955       if (Enabled && HadNoPriorDiags && !Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
956           !Info.EvalStatus.HasSideEffects)
957         Info.EvalStatus.Diag->clear();
958       Info.EvalMode = OldMode;
959     }
960   };
961
962   /// RAII object used to treat the current evaluation as the correct pointer
963   /// offset fold for the current EvalMode
964   struct FoldOffsetRAII {
965     EvalInfo &Info;
966     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
967     explicit FoldOffsetRAII(EvalInfo &Info)
968         : Info(Info), OldMode(Info.EvalMode) {
969       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
970         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_OffsetFold;
971     }
972
973     ~FoldOffsetRAII() { Info.EvalMode = OldMode; }
974   };
975
976   /// RAII object used to optionally suppress diagnostics and side-effects from
977   /// a speculative evaluation.
978   class SpeculativeEvaluationRAII {
979     /// Pair of EvalInfo, and a bit that stores whether or not we were
980     /// speculatively evaluating when we created this RAII.
981     llvm::PointerIntPair<EvalInfo *, 1, bool> InfoAndOldSpecEval;
982     Expr::EvalStatus Old;
983
984     void moveFromAndCancel(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
985       InfoAndOldSpecEval = Other.InfoAndOldSpecEval;
986       Old = Other.Old;
987       Other.InfoAndOldSpecEval.setPointer(nullptr);
988     }
989
990     void maybeRestoreState() {
991       EvalInfo *Info = InfoAndOldSpecEval.getPointer();
992       if (!Info)
993         return;
994
995       Info->EvalStatus = Old;
996       Info->IsSpeculativelyEvaluating = InfoAndOldSpecEval.getInt();
997     }
998
999   public:
1000     SpeculativeEvaluationRAII() = default;
1001
1002     SpeculativeEvaluationRAII(
1003         EvalInfo &Info, SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *NewDiag = nullptr)
1004         : InfoAndOldSpecEval(&Info, Info.IsSpeculativelyEvaluating),
1005           Old(Info.EvalStatus) {
1006       Info.EvalStatus.Diag = NewDiag;
1007       Info.IsSpeculativelyEvaluating = true;
1008     }
1009
1010     SpeculativeEvaluationRAII(const SpeculativeEvaluationRAII &Other) = delete;
1011     SpeculativeEvaluationRAII(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1012       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1013     }
1014
1015     SpeculativeEvaluationRAII &operator=(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1016       maybeRestoreState();
1017       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1018       return *this;
1019     }
1020
1021     ~SpeculativeEvaluationRAII() { maybeRestoreState(); }
1022   };
1023
1024   /// RAII object wrapping a full-expression or block scope, and handling
1025   /// the ending of the lifetime of temporaries created within it.
1026   template<bool IsFullExpression>
1027   class ScopeRAII {
1028     EvalInfo &Info;
1029     unsigned OldStackSize;
1030   public:
1031     ScopeRAII(EvalInfo &Info)
1032         : Info(Info), OldStackSize(Info.CleanupStack.size()) {}
1033     ~ScopeRAII() {
1034       // Body moved to a static method to encourage the compiler to inline away
1035       // instances of this class.
1036       cleanup(Info, OldStackSize);
1037     }
1038   private:
1039     static void cleanup(EvalInfo &Info, unsigned OldStackSize) {
1040       unsigned NewEnd = OldStackSize;
1041       for (unsigned I = OldStackSize, N = Info.CleanupStack.size();
1042            I != N; ++I) {
1043         if (IsFullExpression && Info.CleanupStack[I].isLifetimeExtended()) {
1044           // Full-expression cleanup of a lifetime-extended temporary: nothing
1045           // to do, just move this cleanup to the right place in the stack.
1046           std::swap(Info.CleanupStack[I], Info.CleanupStack[NewEnd]);
1047           ++NewEnd;
1048         } else {
1049           // End the lifetime of the object.
1050           Info.CleanupStack[I].endLifetime();
1051         }
1052       }
1053       Info.CleanupStack.erase(Info.CleanupStack.begin() + NewEnd,
1054                               Info.CleanupStack.end());
1055     }
1056   };
1057   typedef ScopeRAII<false> BlockScopeRAII;
1058   typedef ScopeRAII<true> FullExpressionRAII;
1059 }
1060
1061 bool SubobjectDesignator::checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1062                                          CheckSubobjectKind CSK) {
1063   if (Invalid)
1064     return false;
1065   if (isOnePastTheEnd()) {
1066     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_past_end_subobject)
1067       << CSK;
1068     setInvalid();
1069     return false;
1070   }
1071   return true;
1072 }
1073
1074 void SubobjectDesignator::diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info,
1075                                                     const Expr *E,
1076                                                     const APSInt &N) {
1077   // If we're complaining, we must be able to statically determine the size of
1078   // the most derived array.
1079   if (MostDerivedPathLength == Entries.size() && MostDerivedIsArrayElement)
1080     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1081       << N << /*array*/ 0
1082       << static_cast<unsigned>(getMostDerivedArraySize());
1083   else
1084     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1085       << N << /*non-array*/ 1;
1086   setInvalid();
1087 }
1088
1089 CallStackFrame::CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
1090                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
1091                                APValue *Arguments)
1092     : Info(Info), Caller(Info.CurrentCall), Callee(Callee), This(This),
1093       Arguments(Arguments), CallLoc(CallLoc), Index(Info.NextCallIndex++) {
1094   Info.CurrentCall = this;
1095   ++Info.CallStackDepth;
1096 }
1097
1098 CallStackFrame::~CallStackFrame() {
1099   assert(Info.CurrentCall == this && "calls retired out of order");
1100   --Info.CallStackDepth;
1101   Info.CurrentCall = Caller;
1102 }
1103
1104 APValue &CallStackFrame::createTemporary(const void *Key,
1105                                          bool IsLifetimeExtended) {
1106   APValue &Result = Temporaries[Key];
1107   assert(Result.isUninit() && "temporary created multiple times");
1108   Info.CleanupStack.push_back(Cleanup(&Result, IsLifetimeExtended));
1109   return Result;
1110 }
1111
1112 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out);
1113
1114 void EvalInfo::addCallStack(unsigned Limit) {
1115   // Determine which calls to skip, if any.
1116   unsigned ActiveCalls = CallStackDepth - 1;
1117   unsigned SkipStart = ActiveCalls, SkipEnd = SkipStart;
1118   if (Limit && Limit < ActiveCalls) {
1119     SkipStart = Limit / 2 + Limit % 2;
1120     SkipEnd = ActiveCalls - Limit / 2;
1121   }
1122
1123   // Walk the call stack and add the diagnostics.
1124   unsigned CallIdx = 0;
1125   for (CallStackFrame *Frame = CurrentCall; Frame != &BottomFrame;
1126        Frame = Frame->Caller, ++CallIdx) {
1127     // Skip this call?
1128     if (CallIdx >= SkipStart && CallIdx < SkipEnd) {
1129       if (CallIdx == SkipStart) {
1130         // Note that we're skipping calls.
1131         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_calls_suppressed)
1132           << unsigned(ActiveCalls - Limit);
1133       }
1134       continue;
1135     }
1136
1137     // Use a different note for an inheriting constructor, because from the
1138     // user's perspective it's not really a function at all.
1139     if (auto *CD = dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee)) {
1140       if (CD->isInheritingConstructor()) {
1141         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_inherited_ctor_call_here)
1142           << CD->getParent();
1143         continue;
1144       }
1145     }
1146
1147     SmallVector<char, 128> Buffer;
1148     llvm::raw_svector_ostream Out(Buffer);
1149     describeCall(Frame, Out);
1150     addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_call_here) << Out.str();
1151   }
1152 }
1153
1154 namespace {
1155   struct ComplexValue {
1156   private:
1157     bool IsInt;
1158
1159   public:
1160     APSInt IntReal, IntImag;
1161     APFloat FloatReal, FloatImag;
1162
1163     ComplexValue() : FloatReal(APFloat::Bogus()), FloatImag(APFloat::Bogus()) {}
1164
1165     void makeComplexFloat() { IsInt = false; }
1166     bool isComplexFloat() const { return !IsInt; }
1167     APFloat &getComplexFloatReal() { return FloatReal; }
1168     APFloat &getComplexFloatImag() { return FloatImag; }
1169
1170     void makeComplexInt() { IsInt = true; }
1171     bool isComplexInt() const { return IsInt; }
1172     APSInt &getComplexIntReal() { return IntReal; }
1173     APSInt &getComplexIntImag() { return IntImag; }
1174
1175     void moveInto(APValue &v) const {
1176       if (isComplexFloat())
1177         v = APValue(FloatReal, FloatImag);
1178       else
1179         v = APValue(IntReal, IntImag);
1180     }
1181     void setFrom(const APValue &v) {
1182       assert(v.isComplexFloat() || v.isComplexInt());
1183       if (v.isComplexFloat()) {
1184         makeComplexFloat();
1185         FloatReal = v.getComplexFloatReal();
1186         FloatImag = v.getComplexFloatImag();
1187       } else {
1188         makeComplexInt();
1189         IntReal = v.getComplexIntReal();
1190         IntImag = v.getComplexIntImag();
1191       }
1192     }
1193   };
1194
1195   struct LValue {
1196     APValue::LValueBase Base;
1197     CharUnits Offset;
1198     unsigned InvalidBase : 1;
1199     unsigned CallIndex : 31;
1200     SubobjectDesignator Designator;
1201     bool IsNullPtr;
1202
1203     const APValue::LValueBase getLValueBase() const { return Base; }
1204     CharUnits &getLValueOffset() { return Offset; }
1205     const CharUnits &getLValueOffset() const { return Offset; }
1206     unsigned getLValueCallIndex() const { return CallIndex; }
1207     SubobjectDesignator &getLValueDesignator() { return Designator; }
1208     const SubobjectDesignator &getLValueDesignator() const { return Designator;}
1209     bool isNullPointer() const { return IsNullPtr;}
1210
1211     void moveInto(APValue &V) const {
1212       if (Designator.Invalid)
1213         V = APValue(Base, Offset, APValue::NoLValuePath(), CallIndex,
1214                     IsNullPtr);
1215       else {
1216         assert(!InvalidBase && "APValues can't handle invalid LValue bases");
1217         assert(!Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray &&
1218                "Unsized array with a valid base?");
1219         V = APValue(Base, Offset, Designator.Entries,
1220                     Designator.IsOnePastTheEnd, CallIndex, IsNullPtr);
1221       }
1222     }
1223     void setFrom(ASTContext &Ctx, const APValue &V) {
1224       assert(V.isLValue() && "Setting LValue from a non-LValue?");
1225       Base = V.getLValueBase();
1226       Offset = V.getLValueOffset();
1227       InvalidBase = false;
1228       CallIndex = V.getLValueCallIndex();
1229       Designator = SubobjectDesignator(Ctx, V);
1230       IsNullPtr = V.isNullPointer();
1231     }
1232
1233     void set(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0, bool BInvalid = false,
1234              bool IsNullPtr_ = false, uint64_t Offset_ = 0) {
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(Offset_);
1246       InvalidBase = BInvalid;
1247       CallIndex = I;
1248       Designator = SubobjectDesignator(getType(B));
1249       IsNullPtr = IsNullPtr_;
1250     }
1251
1252     void setInvalid(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0) {
1253       set(B, I, true);
1254     }
1255
1256     // Check that this LValue is not based on a null pointer. If it is, produce
1257     // a diagnostic and mark the designator as invalid.
1258     bool checkNullPointer(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1259                           CheckSubobjectKind CSK) {
1260       if (Designator.Invalid)
1261         return false;
1262       if (IsNullPtr) {
1263         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_null_subobject)
1264           << CSK;
1265         Designator.setInvalid();
1266         return false;
1267       }
1268       return true;
1269     }
1270
1271     // Check this LValue refers to an object. If not, set the designator to be
1272     // invalid and emit a diagnostic.
1273     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK) {
1274       return (CSK == CSK_ArrayToPointer || checkNullPointer(Info, E, CSK)) &&
1275              Designator.checkSubobject(Info, E, CSK);
1276     }
1277
1278     void addDecl(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1279                  const Decl *D, bool Virtual = false) {
1280       if (checkSubobject(Info, E, isa<FieldDecl>(D) ? CSK_Field : CSK_Base))
1281         Designator.addDeclUnchecked(D, Virtual);
1282     }
1283     void addUnsizedArray(EvalInfo &Info, QualType ElemTy) {
1284       assert(Designator.Entries.empty() && getType(Base)->isPointerType());
1285       assert(isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
1286              "Only alloc_size bases can have unsized arrays");
1287       Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray = true;
1288       Designator.addUnsizedArrayUnchecked(ElemTy);
1289     }
1290     void addArray(EvalInfo &Info, const Expr *E, const ConstantArrayType *CAT) {
1291       if (checkSubobject(Info, E, CSK_ArrayToPointer))
1292         Designator.addArrayUnchecked(CAT);
1293     }
1294     void addComplex(EvalInfo &Info, const Expr *E, QualType EltTy, bool Imag) {
1295       if (checkSubobject(Info, E, Imag ? CSK_Imag : CSK_Real))
1296         Designator.addComplexUnchecked(EltTy, Imag);
1297     }
1298     void clearIsNullPointer() {
1299       IsNullPtr = false;
1300     }
1301     void adjustOffsetAndIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1302                               const APSInt &Index, CharUnits ElementSize) {
1303       // An index of 0 has no effect. (In C, adding 0 to a null pointer is UB,
1304       // but we're not required to diagnose it and it's valid in C++.)
1305       if (!Index)
1306         return;
1307
1308       // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
1309       // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
1310       // offsets.
1311       uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
1312       uint64_t ElemSize64 = ElementSize.getQuantity();
1313       uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
1314       Offset = CharUnits::fromQuantity(Offset64 + ElemSize64 * Index64);
1315
1316       if (checkNullPointer(Info, E, CSK_ArrayIndex))
1317         Designator.adjustIndex(Info, E, Index);
1318       clearIsNullPointer();
1319     }
1320     void adjustOffset(CharUnits N) {
1321       Offset += N;
1322       if (N.getQuantity())
1323         clearIsNullPointer();
1324     }
1325   };
1326
1327   struct MemberPtr {
1328     MemberPtr() {}
1329     explicit MemberPtr(const ValueDecl *Decl) :
1330       DeclAndIsDerivedMember(Decl, false), Path() {}
1331
1332     /// The member or (direct or indirect) field referred to by this member
1333     /// pointer, or 0 if this is a null member pointer.
1334     const ValueDecl *getDecl() const {
1335       return DeclAndIsDerivedMember.getPointer();
1336     }
1337     /// Is this actually a member of some type derived from the relevant class?
1338     bool isDerivedMember() const {
1339       return DeclAndIsDerivedMember.getInt();
1340     }
1341     /// Get the class which the declaration actually lives in.
1342     const CXXRecordDecl *getContainingRecord() const {
1343       return cast<CXXRecordDecl>(
1344           DeclAndIsDerivedMember.getPointer()->getDeclContext());
1345     }
1346
1347     void moveInto(APValue &V) const {
1348       V = APValue(getDecl(), isDerivedMember(), Path);
1349     }
1350     void setFrom(const APValue &V) {
1351       assert(V.isMemberPointer());
1352       DeclAndIsDerivedMember.setPointer(V.getMemberPointerDecl());
1353       DeclAndIsDerivedMember.setInt(V.isMemberPointerToDerivedMember());
1354       Path.clear();
1355       ArrayRef<const CXXRecordDecl*> P = V.getMemberPointerPath();
1356       Path.insert(Path.end(), P.begin(), P.end());
1357     }
1358
1359     /// DeclAndIsDerivedMember - The member declaration, and a flag indicating
1360     /// whether the member is a member of some class derived from the class type
1361     /// of the member pointer.
1362     llvm::PointerIntPair<const ValueDecl*, 1, bool> DeclAndIsDerivedMember;
1363     /// Path - The path of base/derived classes from the member declaration's
1364     /// class (exclusive) to the class type of the member pointer (inclusive).
1365     SmallVector<const CXXRecordDecl*, 4> Path;
1366
1367     /// Perform a cast towards the class of the Decl (either up or down the
1368     /// hierarchy).
1369     bool castBack(const CXXRecordDecl *Class) {
1370       assert(!Path.empty());
1371       const CXXRecordDecl *Expected;
1372       if (Path.size() >= 2)
1373         Expected = Path[Path.size() - 2];
1374       else
1375         Expected = getContainingRecord();
1376       if (Expected->getCanonicalDecl() != Class->getCanonicalDecl()) {
1377         // C++11 [expr.static.cast]p12: In a conversion from (D::*) to (B::*),
1378         // if B does not contain the original member and is not a base or
1379         // derived class of the class containing the original member, the result
1380         // of the cast is undefined.
1381         // C++11 [conv.mem]p2 does not cover this case for a cast from (B::*) to
1382         // (D::*). We consider that to be a language defect.
1383         return false;
1384       }
1385       Path.pop_back();
1386       return true;
1387     }
1388     /// Perform a base-to-derived member pointer cast.
1389     bool castToDerived(const CXXRecordDecl *Derived) {
1390       if (!getDecl())
1391         return true;
1392       if (!isDerivedMember()) {
1393         Path.push_back(Derived);
1394         return true;
1395       }
1396       if (!castBack(Derived))
1397         return false;
1398       if (Path.empty())
1399         DeclAndIsDerivedMember.setInt(false);
1400       return true;
1401     }
1402     /// Perform a derived-to-base member pointer cast.
1403     bool castToBase(const CXXRecordDecl *Base) {
1404       if (!getDecl())
1405         return true;
1406       if (Path.empty())
1407         DeclAndIsDerivedMember.setInt(true);
1408       if (isDerivedMember()) {
1409         Path.push_back(Base);
1410         return true;
1411       }
1412       return castBack(Base);
1413     }
1414   };
1415
1416   /// Compare two member pointers, which are assumed to be of the same type.
1417   static bool operator==(const MemberPtr &LHS, const MemberPtr &RHS) {
1418     if (!LHS.getDecl() || !RHS.getDecl())
1419       return !LHS.getDecl() && !RHS.getDecl();
1420     if (LHS.getDecl()->getCanonicalDecl() != RHS.getDecl()->getCanonicalDecl())
1421       return false;
1422     return LHS.Path == RHS.Path;
1423   }
1424 }
1425
1426 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E);
1427 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info,
1428                             const LValue &This, const Expr *E,
1429                             bool AllowNonLiteralTypes = false);
1430 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1431                            bool InvalidBaseOK = false);
1432 static bool EvaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1433                             bool InvalidBaseOK = false);
1434 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
1435                                   EvalInfo &Info);
1436 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info);
1437 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info);
1438 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
1439                                     EvalInfo &Info);
1440 static bool EvaluateFloat(const Expr *E, APFloat &Result, EvalInfo &Info);
1441 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Res, EvalInfo &Info);
1442 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
1443                            EvalInfo &Info);
1444 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result);
1445
1446 //===----------------------------------------------------------------------===//
1447 // Misc utilities
1448 //===----------------------------------------------------------------------===//
1449
1450 /// Negate an APSInt in place, converting it to a signed form if necessary, and
1451 /// preserving its value (by extending by up to one bit as needed).
1452 static void negateAsSigned(APSInt &Int) {
1453   if (Int.isUnsigned() || Int.isMinSignedValue()) {
1454     Int = Int.extend(Int.getBitWidth() + 1);
1455     Int.setIsSigned(true);
1456   }
1457   Int = -Int;
1458 }
1459
1460 /// Produce a string describing the given constexpr call.
1461 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out) {
1462   unsigned ArgIndex = 0;
1463   bool IsMemberCall = isa<CXXMethodDecl>(Frame->Callee) &&
1464                       !isa<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee) &&
1465                       cast<CXXMethodDecl>(Frame->Callee)->isInstance();
1466
1467   if (!IsMemberCall)
1468     Out << *Frame->Callee << '(';
1469
1470   if (Frame->This && IsMemberCall) {
1471     APValue Val;
1472     Frame->This->moveInto(Val);
1473     Val.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx,
1474                     Frame->This->Designator.MostDerivedType);
1475     // FIXME: Add parens around Val if needed.
1476     Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1477     IsMemberCall = false;
1478   }
1479
1480   for (FunctionDecl::param_const_iterator I = Frame->Callee->param_begin(),
1481        E = Frame->Callee->param_end(); I != E; ++I, ++ArgIndex) {
1482     if (ArgIndex > (unsigned)IsMemberCall)
1483       Out << ", ";
1484
1485     const ParmVarDecl *Param = *I;
1486     const APValue &Arg = Frame->Arguments[ArgIndex];
1487     Arg.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx, Param->getType());
1488
1489     if (ArgIndex == 0 && IsMemberCall)
1490       Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1491   }
1492
1493   Out << ')';
1494 }
1495
1496 /// Evaluate an expression to see if it had side-effects, and discard its
1497 /// result.
1498 /// \return \c true if the caller should keep evaluating.
1499 static bool EvaluateIgnoredValue(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
1500   APValue Scratch;
1501   if (!Evaluate(Scratch, Info, E))
1502     // We don't need the value, but we might have skipped a side effect here.
1503     return Info.noteSideEffect();
1504   return true;
1505 }
1506
1507 /// Should this call expression be treated as a string literal?
1508 static bool IsStringLiteralCall(const CallExpr *E) {
1509   unsigned Builtin = E->getBuiltinCallee();
1510   return (Builtin == Builtin::BI__builtin___CFStringMakeConstantString ||
1511           Builtin == Builtin::BI__builtin___NSStringMakeConstantString);
1512 }
1513
1514 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B) {
1515   // C++11 [expr.const]p3 An address constant expression is a prvalue core
1516   // constant expression of pointer type that evaluates to...
1517
1518   // ... a null pointer value, or a prvalue core constant expression of type
1519   // std::nullptr_t.
1520   if (!B) return true;
1521
1522   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1523     // ... the address of an object with static storage duration,
1524     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
1525       return VD->hasGlobalStorage();
1526     // ... the address of a function,
1527     return isa<FunctionDecl>(D);
1528   }
1529
1530   const Expr *E = B.get<const Expr*>();
1531   switch (E->getStmtClass()) {
1532   default:
1533     return false;
1534   case Expr::CompoundLiteralExprClass: {
1535     const CompoundLiteralExpr *CLE = cast<CompoundLiteralExpr>(E);
1536     return CLE->isFileScope() && CLE->isLValue();
1537   }
1538   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
1539     // A materialized temporary might have been lifetime-extended to static
1540     // storage duration.
1541     return cast<MaterializeTemporaryExpr>(E)->getStorageDuration() == SD_Static;
1542   // A string literal has static storage duration.
1543   case Expr::StringLiteralClass:
1544   case Expr::PredefinedExprClass:
1545   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
1546   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
1547   case Expr::CXXTypeidExprClass:
1548   case Expr::CXXUuidofExprClass:
1549     return true;
1550   case Expr::CallExprClass:
1551     return IsStringLiteralCall(cast<CallExpr>(E));
1552   // For GCC compatibility, &&label has static storage duration.
1553   case Expr::AddrLabelExprClass:
1554     return true;
1555   // A Block literal expression may be used as the initialization value for
1556   // Block variables at global or local static scope.
1557   case Expr::BlockExprClass:
1558     return !cast<BlockExpr>(E)->getBlockDecl()->hasCaptures();
1559   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
1560     // FIXME:
1561     // We can never form an lvalue with an implicit value initialization as its
1562     // base through expression evaluation, so these only appear in one case: the
1563     // implicit variable declaration we invent when checking whether a constexpr
1564     // constructor can produce a constant expression. We must assume that such
1565     // an expression might be a global lvalue.
1566     return true;
1567   }
1568 }
1569
1570 static void NoteLValueLocation(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base) {
1571   assert(Base && "no location for a null lvalue");
1572   const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1573   if (VD)
1574     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
1575   else
1576     Info.Note(Base.get<const Expr*>()->getExprLoc(),
1577               diag::note_constexpr_temporary_here);
1578 }
1579
1580 /// Check that this reference or pointer core constant expression is a valid
1581 /// value for an address or reference constant expression. Return true if we
1582 /// can fold this expression, whether or not it's a constant expression.
1583 static bool CheckLValueConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
1584                                           QualType Type, const LValue &LVal) {
1585   bool IsReferenceType = Type->isReferenceType();
1586
1587   APValue::LValueBase Base = LVal.getLValueBase();
1588   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.getLValueDesignator();
1589
1590   // Check that the object is a global. Note that the fake 'this' object we
1591   // manufacture when checking potential constant expressions is conservatively
1592   // assumed to be global here.
1593   if (!IsGlobalLValue(Base)) {
1594     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
1595       const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1596       Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_non_global, 1)
1597         << IsReferenceType << !Designator.Entries.empty()
1598         << !!VD << VD;
1599       NoteLValueLocation(Info, Base);
1600     } else {
1601       Info.FFDiag(Loc);
1602     }
1603     // Don't allow references to temporaries to escape.
1604     return false;
1605   }
1606   assert((Info.checkingPotentialConstantExpression() ||
1607           LVal.getLValueCallIndex() == 0) &&
1608          "have call index for global lvalue");
1609
1610   if (const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1611     if (const VarDecl *Var = dyn_cast<const VarDecl>(VD)) {
1612       // Check if this is a thread-local variable.
1613       if (Var->getTLSKind())
1614         return false;
1615
1616       // A dllimport variable never acts like a constant.
1617       if (Var->hasAttr<DLLImportAttr>())
1618         return false;
1619     }
1620     if (const auto *FD = dyn_cast<const FunctionDecl>(VD)) {
1621       // __declspec(dllimport) must be handled very carefully:
1622       // We must never initialize an expression with the thunk in C++.
1623       // Doing otherwise would allow the same id-expression to yield
1624       // different addresses for the same function in different translation
1625       // units.  However, this means that we must dynamically initialize the
1626       // expression with the contents of the import address table at runtime.
1627       //
1628       // The C language has no notion of ODR; furthermore, it has no notion of
1629       // dynamic initialization.  This means that we are permitted to
1630       // perform initialization with the address of the thunk.
1631       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus && FD->hasAttr<DLLImportAttr>())
1632         return false;
1633     }
1634   }
1635
1636   // Allow address constant expressions to be past-the-end pointers. This is
1637   // an extension: the standard requires them to point to an object.
1638   if (!IsReferenceType)
1639     return true;
1640
1641   // A reference constant expression must refer to an object.
1642   if (!Base) {
1643     // FIXME: diagnostic
1644     Info.CCEDiag(Loc);
1645     return true;
1646   }
1647
1648   // Does this refer one past the end of some object?
1649   if (!Designator.Invalid && Designator.isOnePastTheEnd()) {
1650     const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1651     Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_past_end, 1)
1652       << !Designator.Entries.empty() << !!VD << VD;
1653     NoteLValueLocation(Info, Base);
1654   }
1655
1656   return true;
1657 }
1658
1659 /// Check that this core constant expression is of literal type, and if not,
1660 /// produce an appropriate diagnostic.
1661 static bool CheckLiteralType(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1662                              const LValue *This = nullptr) {
1663   if (!E->isRValue() || E->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
1664     return true;
1665
1666   // C++1y: A constant initializer for an object o [...] may also invoke
1667   // constexpr constructors for o and its subobjects even if those objects
1668   // are of non-literal class types.
1669   //
1670   // C++11 missed this detail for aggregates, so classes like this:
1671   //   struct foo_t { union { int i; volatile int j; } u; };
1672   // are not (obviously) initializable like so:
1673   //   __attribute__((__require_constant_initialization__))
1674   //   static const foo_t x = {{0}};
1675   // because "i" is a subobject with non-literal initialization (due to the
1676   // volatile member of the union). See:
1677   //   http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#1677
1678   // Therefore, we use the C++1y behavior.
1679   if (This && Info.EvaluatingDecl == This->getLValueBase())
1680     return true;
1681
1682   // Prvalue constant expressions must be of literal types.
1683   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
1684     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
1685       << E->getType();
1686   else
1687     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1688   return false;
1689 }
1690
1691 /// Check that this core constant expression value is a valid value for a
1692 /// constant expression. If not, report an appropriate diagnostic. Does not
1693 /// check that the expression is of literal type.
1694 static bool CheckConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation DiagLoc,
1695                                     QualType Type, const APValue &Value) {
1696   if (Value.isUninit()) {
1697     Info.FFDiag(DiagLoc, diag::note_constexpr_uninitialized)
1698       << true << Type;
1699     return false;
1700   }
1701
1702   // We allow _Atomic(T) to be initialized from anything that T can be
1703   // initialized from.
1704   if (const AtomicType *AT = Type->getAs<AtomicType>())
1705     Type = AT->getValueType();
1706
1707   // Core issue 1454: For a literal constant expression of array or class type,
1708   // each subobject of its value shall have been initialized by a constant
1709   // expression.
1710   if (Value.isArray()) {
1711     QualType EltTy = Type->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
1712     for (unsigned I = 0, N = Value.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
1713       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1714                                    Value.getArrayInitializedElt(I)))
1715         return false;
1716     }
1717     if (!Value.hasArrayFiller())
1718       return true;
1719     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1720                                    Value.getArrayFiller());
1721   }
1722   if (Value.isUnion() && Value.getUnionField()) {
1723     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc,
1724                                    Value.getUnionField()->getType(),
1725                                    Value.getUnionValue());
1726   }
1727   if (Value.isStruct()) {
1728     RecordDecl *RD = Type->castAs<RecordType>()->getDecl();
1729     if (const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD)) {
1730       unsigned BaseIndex = 0;
1731       for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
1732              End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++BaseIndex) {
1733         if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1734                                      Value.getStructBase(BaseIndex)))
1735           return false;
1736       }
1737     }
1738     for (const auto *I : RD->fields()) {
1739       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1740                                    Value.getStructField(I->getFieldIndex())))
1741         return false;
1742     }
1743   }
1744
1745   if (Value.isLValue()) {
1746     LValue LVal;
1747     LVal.setFrom(Info.Ctx, Value);
1748     return CheckLValueConstantExpression(Info, DiagLoc, Type, LVal);
1749   }
1750
1751   // Everything else is fine.
1752   return true;
1753 }
1754
1755 static const ValueDecl *GetLValueBaseDecl(const LValue &LVal) {
1756   return LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1757 }
1758
1759 static bool IsLiteralLValue(const LValue &Value) {
1760   if (Value.CallIndex)
1761     return false;
1762   const Expr *E = Value.Base.dyn_cast<const Expr*>();
1763   return E && !isa<MaterializeTemporaryExpr>(E);
1764 }
1765
1766 static bool IsWeakLValue(const LValue &Value) {
1767   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1768   return Decl && Decl->isWeak();
1769 }
1770
1771 static bool isZeroSized(const LValue &Value) {
1772   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1773   if (Decl && isa<VarDecl>(Decl)) {
1774     QualType Ty = Decl->getType();
1775     if (Ty->isArrayType())
1776       return Ty->isIncompleteType() ||
1777              Decl->getASTContext().getTypeSize(Ty) == 0;
1778   }
1779   return false;
1780 }
1781
1782 static bool EvalPointerValueAsBool(const APValue &Value, bool &Result) {
1783   // A null base expression indicates a null pointer.  These are always
1784   // evaluatable, and they are false unless the offset is zero.
1785   if (!Value.getLValueBase()) {
1786     Result = !Value.getLValueOffset().isZero();
1787     return true;
1788   }
1789
1790   // We have a non-null base.  These are generally known to be true, but if it's
1791   // a weak declaration it can be null at runtime.
1792   Result = true;
1793   const ValueDecl *Decl = Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>();
1794   return !Decl || !Decl->isWeak();
1795 }
1796
1797 static bool HandleConversionToBool(const APValue &Val, bool &Result) {
1798   switch (Val.getKind()) {
1799   case APValue::Uninitialized:
1800     return false;
1801   case APValue::Int:
1802     Result = Val.getInt().getBoolValue();
1803     return true;
1804   case APValue::Float:
1805     Result = !Val.getFloat().isZero();
1806     return true;
1807   case APValue::ComplexInt:
1808     Result = Val.getComplexIntReal().getBoolValue() ||
1809              Val.getComplexIntImag().getBoolValue();
1810     return true;
1811   case APValue::ComplexFloat:
1812     Result = !Val.getComplexFloatReal().isZero() ||
1813              !Val.getComplexFloatImag().isZero();
1814     return true;
1815   case APValue::LValue:
1816     return EvalPointerValueAsBool(Val, Result);
1817   case APValue::MemberPointer:
1818     Result = Val.getMemberPointerDecl();
1819     return true;
1820   case APValue::Vector:
1821   case APValue::Array:
1822   case APValue::Struct:
1823   case APValue::Union:
1824   case APValue::AddrLabelDiff:
1825     return false;
1826   }
1827
1828   llvm_unreachable("unknown APValue kind");
1829 }
1830
1831 static bool EvaluateAsBooleanCondition(const Expr *E, bool &Result,
1832                                        EvalInfo &Info) {
1833   assert(E->isRValue() && "missing lvalue-to-rvalue conv in bool condition");
1834   APValue Val;
1835   if (!Evaluate(Val, Info, E))
1836     return false;
1837   return HandleConversionToBool(Val, Result);
1838 }
1839
1840 template<typename T>
1841 static bool HandleOverflow(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1842                            const T &SrcValue, QualType DestType) {
1843   Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_overflow)
1844     << SrcValue << DestType;
1845   return Info.noteUndefinedBehavior();
1846 }
1847
1848 static bool HandleFloatToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1849                                  QualType SrcType, const APFloat &Value,
1850                                  QualType DestType, APSInt &Result) {
1851   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1852   // Determine whether we are converting to unsigned or signed.
1853   bool DestSigned = DestType->isSignedIntegerOrEnumerationType();
1854
1855   Result = APSInt(DestWidth, !DestSigned);
1856   bool ignored;
1857   if (Value.convertToInteger(Result, llvm::APFloat::rmTowardZero, &ignored)
1858       & APFloat::opInvalidOp)
1859     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1860   return true;
1861 }
1862
1863 static bool HandleFloatToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1864                                    QualType SrcType, QualType DestType,
1865                                    APFloat &Result) {
1866   APFloat Value = Result;
1867   bool ignored;
1868   if (Result.convert(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType),
1869                      APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored)
1870       & APFloat::opOverflow)
1871     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1872   return true;
1873 }
1874
1875 static APSInt HandleIntToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1876                                  QualType DestType, QualType SrcType,
1877                                  const APSInt &Value) {
1878   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1879   APSInt Result = Value;
1880   // Figure out if this is a truncate, extend or noop cast.
1881   // If the input is signed, do a sign extend, noop, or truncate.
1882   Result = Result.extOrTrunc(DestWidth);
1883   Result.setIsUnsigned(DestType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
1884   return Result;
1885 }
1886
1887 static bool HandleIntToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1888                                  QualType SrcType, const APSInt &Value,
1889                                  QualType DestType, APFloat &Result) {
1890   Result = APFloat(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType), 1);
1891   if (Result.convertFromAPInt(Value, Value.isSigned(),
1892                               APFloat::rmNearestTiesToEven)
1893       & APFloat::opOverflow)
1894     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1895   return true;
1896 }
1897
1898 static bool truncateBitfieldValue(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1899                                   APValue &Value, const FieldDecl *FD) {
1900   assert(FD->isBitField() && "truncateBitfieldValue on non-bitfield");
1901
1902   if (!Value.isInt()) {
1903     // Trying to store a pointer-cast-to-integer into a bitfield.
1904     // FIXME: In this case, we should provide the diagnostic for casting
1905     // a pointer to an integer.
1906     assert(Value.isLValue() && "integral value neither int nor lvalue?");
1907     Info.FFDiag(E);
1908     return false;
1909   }
1910
1911   APSInt &Int = Value.getInt();
1912   unsigned OldBitWidth = Int.getBitWidth();
1913   unsigned NewBitWidth = FD->getBitWidthValue(Info.Ctx);
1914   if (NewBitWidth < OldBitWidth)
1915     Int = Int.trunc(NewBitWidth).extend(OldBitWidth);
1916   return true;
1917 }
1918
1919 static bool EvalAndBitcastToAPInt(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1920                                   llvm::APInt &Res) {
1921   APValue SVal;
1922   if (!Evaluate(SVal, Info, E))
1923     return false;
1924   if (SVal.isInt()) {
1925     Res = SVal.getInt();
1926     return true;
1927   }
1928   if (SVal.isFloat()) {
1929     Res = SVal.getFloat().bitcastToAPInt();
1930     return true;
1931   }
1932   if (SVal.isVector()) {
1933     QualType VecTy = E->getType();
1934     unsigned VecSize = Info.Ctx.getTypeSize(VecTy);
1935     QualType EltTy = VecTy->castAs<VectorType>()->getElementType();
1936     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
1937     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
1938     Res = llvm::APInt::getNullValue(VecSize);
1939     for (unsigned i = 0; i < SVal.getVectorLength(); i++) {
1940       APValue &Elt = SVal.getVectorElt(i);
1941       llvm::APInt EltAsInt;
1942       if (Elt.isInt()) {
1943         EltAsInt = Elt.getInt();
1944       } else if (Elt.isFloat()) {
1945         EltAsInt = Elt.getFloat().bitcastToAPInt();
1946       } else {
1947         // Don't try to handle vectors of anything other than int or float
1948         // (not sure if it's possible to hit this case).
1949         Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1950         return false;
1951       }
1952       unsigned BaseEltSize = EltAsInt.getBitWidth();
1953       if (BigEndian)
1954         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotr(i*EltSize+BaseEltSize);
1955       else
1956         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotl(i*EltSize);
1957     }
1958     return true;
1959   }
1960   // Give up if the input isn't an int, float, or vector.  For example, we
1961   // reject "(v4i16)(intptr_t)&a".
1962   Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1963   return false;
1964 }
1965
1966 /// Perform the given integer operation, which is known to need at most BitWidth
1967 /// bits, and check for overflow in the original type (if that type was not an
1968 /// unsigned type).
1969 template<typename Operation>
1970 static bool CheckedIntArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1971                                  const APSInt &LHS, const APSInt &RHS,
1972                                  unsigned BitWidth, Operation Op,
1973                                  APSInt &Result) {
1974   if (LHS.isUnsigned()) {
1975     Result = Op(LHS, RHS);
1976     return true;
1977   }
1978
1979   APSInt Value(Op(LHS.extend(BitWidth), RHS.extend(BitWidth)), false);
1980   Result = Value.trunc(LHS.getBitWidth());
1981   if (Result.extend(BitWidth) != Value) {
1982     if (Info.checkingForOverflow())
1983       Info.Ctx.getDiagnostics().Report(E->getExprLoc(),
1984                                        diag::warn_integer_constant_overflow)
1985           << Result.toString(10) << E->getType();
1986     else
1987       return HandleOverflow(Info, E, Value, E->getType());
1988   }
1989   return true;
1990 }
1991
1992 /// Perform the given binary integer operation.
1993 static bool handleIntIntBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E, const APSInt &LHS,
1994                               BinaryOperatorKind Opcode, APSInt RHS,
1995                               APSInt &Result) {
1996   switch (Opcode) {
1997   default:
1998     Info.FFDiag(E);
1999     return false;
2000   case BO_Mul:
2001     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() * 2,
2002                                 std::multiplies<APSInt>(), Result);
2003   case BO_Add:
2004     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2005                                 std::plus<APSInt>(), Result);
2006   case BO_Sub:
2007     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2008                                 std::minus<APSInt>(), Result);
2009   case BO_And: Result = LHS & RHS; return true;
2010   case BO_Xor: Result = LHS ^ RHS; return true;
2011   case BO_Or:  Result = LHS | RHS; return true;
2012   case BO_Div:
2013   case BO_Rem:
2014     if (RHS == 0) {
2015       Info.FFDiag(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
2016       return false;
2017     }
2018     Result = (Opcode == BO_Rem ? LHS % RHS : LHS / RHS);
2019     // Check for overflow case: INT_MIN / -1 or INT_MIN % -1. APSInt supports
2020     // this operation and gives the two's complement result.
2021     if (RHS.isNegative() && RHS.isAllOnesValue() &&
2022         LHS.isSigned() && LHS.isMinSignedValue())
2023       return HandleOverflow(Info, E, -LHS.extend(LHS.getBitWidth() + 1),
2024                             E->getType());
2025     return true;
2026   case BO_Shl: {
2027     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2028       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2029       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2030                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2031                     RHS.isUnsigned());
2032     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2033       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such
2034       // a shift is not a constant expression.
2035       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2036       RHS = -RHS;
2037       goto shift_right;
2038     }
2039   shift_left:
2040     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of
2041     // the shifted type.
2042     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2043     if (SA != RHS) {
2044       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2045         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2046     } else if (LHS.isSigned()) {
2047       // C++11 [expr.shift]p2: A signed left shift must have a non-negative
2048       // operand, and must not overflow the corresponding unsigned type.
2049       if (LHS.isNegative())
2050         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_of_negative) << LHS;
2051       else if (LHS.countLeadingZeros() < SA)
2052         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_discards);
2053     }
2054     Result = LHS << SA;
2055     return true;
2056   }
2057   case BO_Shr: {
2058     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2059       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2060       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2061                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2062                     RHS.isUnsigned());
2063     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2064       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such a
2065       // shift is not a constant expression.
2066       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2067       RHS = -RHS;
2068       goto shift_left;
2069     }
2070   shift_right:
2071     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of the
2072     // shifted type.
2073     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2074     if (SA != RHS)
2075       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2076         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2077     Result = LHS >> SA;
2078     return true;
2079   }
2080
2081   case BO_LT: Result = LHS < RHS; return true;
2082   case BO_GT: Result = LHS > RHS; return true;
2083   case BO_LE: Result = LHS <= RHS; return true;
2084   case BO_GE: Result = LHS >= RHS; return true;
2085   case BO_EQ: Result = LHS == RHS; return true;
2086   case BO_NE: Result = LHS != RHS; return true;
2087   }
2088 }
2089
2090 /// Perform the given binary floating-point operation, in-place, on LHS.
2091 static bool handleFloatFloatBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2092                                   APFloat &LHS, BinaryOperatorKind Opcode,
2093                                   const APFloat &RHS) {
2094   switch (Opcode) {
2095   default:
2096     Info.FFDiag(E);
2097     return false;
2098   case BO_Mul:
2099     LHS.multiply(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2100     break;
2101   case BO_Add:
2102     LHS.add(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2103     break;
2104   case BO_Sub:
2105     LHS.subtract(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2106     break;
2107   case BO_Div:
2108     LHS.divide(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2109     break;
2110   }
2111
2112   if (LHS.isInfinity() || LHS.isNaN()) {
2113     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_float_arithmetic) << LHS.isNaN();
2114     return Info.noteUndefinedBehavior();
2115   }
2116   return true;
2117 }
2118
2119 /// Cast an lvalue referring to a base subobject to a derived class, by
2120 /// truncating the lvalue's path to the given length.
2121 static bool CastToDerivedClass(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Result,
2122                                const RecordDecl *TruncatedType,
2123                                unsigned TruncatedElements) {
2124   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
2125
2126   // Check we actually point to a derived class object.
2127   if (TruncatedElements == D.Entries.size())
2128     return true;
2129   assert(TruncatedElements >= D.MostDerivedPathLength &&
2130          "not casting to a derived class");
2131   if (!Result.checkSubobject(Info, E, CSK_Derived))
2132     return false;
2133
2134   // Truncate the path to the subobject, and remove any derived-to-base offsets.
2135   const RecordDecl *RD = TruncatedType;
2136   for (unsigned I = TruncatedElements, N = D.Entries.size(); I != N; ++I) {
2137     if (RD->isInvalidDecl()) return false;
2138     const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
2139     const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(D.Entries[I]);
2140     if (isVirtualBaseClass(D.Entries[I]))
2141       Result.Offset -= Layout.getVBaseClassOffset(Base);
2142     else
2143       Result.Offset -= Layout.getBaseClassOffset(Base);
2144     RD = Base;
2145   }
2146   D.Entries.resize(TruncatedElements);
2147   return true;
2148 }
2149
2150 static bool HandleLValueDirectBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2151                                    const CXXRecordDecl *Derived,
2152                                    const CXXRecordDecl *Base,
2153                                    const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2154   if (!RL) {
2155     if (Derived->isInvalidDecl()) return false;
2156     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(Derived);
2157   }
2158
2159   Obj.getLValueOffset() += RL->getBaseClassOffset(Base);
2160   Obj.addDecl(Info, E, Base, /*Virtual*/ false);
2161   return true;
2162 }
2163
2164 static bool HandleLValueBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2165                              const CXXRecordDecl *DerivedDecl,
2166                              const CXXBaseSpecifier *Base) {
2167   const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base->getType()->getAsCXXRecordDecl();
2168
2169   if (!Base->isVirtual())
2170     return HandleLValueDirectBase(Info, E, Obj, DerivedDecl, BaseDecl);
2171
2172   SubobjectDesignator &D = Obj.Designator;
2173   if (D.Invalid)
2174     return false;
2175
2176   // Extract most-derived object and corresponding type.
2177   DerivedDecl = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
2178   if (!CastToDerivedClass(Info, E, Obj, DerivedDecl, D.MostDerivedPathLength))
2179     return false;
2180
2181   // Find the virtual base class.
2182   if (DerivedDecl->isInvalidDecl()) return false;
2183   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(DerivedDecl);
2184   Obj.getLValueOffset() += Layout.getVBaseClassOffset(BaseDecl);
2185   Obj.addDecl(Info, E, BaseDecl, /*Virtual*/ true);
2186   return true;
2187 }
2188
2189 static bool HandleLValueBasePath(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
2190                                  QualType Type, LValue &Result) {
2191   for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
2192                                      PathE = E->path_end();
2193        PathI != PathE; ++PathI) {
2194     if (!HandleLValueBase(Info, E, Result, Type->getAsCXXRecordDecl(),
2195                           *PathI))
2196       return false;
2197     Type = (*PathI)->getType();
2198   }
2199   return true;
2200 }
2201
2202 /// Update LVal to refer to the given field, which must be a member of the type
2203 /// currently described by LVal.
2204 static bool HandleLValueMember(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &LVal,
2205                                const FieldDecl *FD,
2206                                const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2207   if (!RL) {
2208     if (FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
2209     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(FD->getParent());
2210   }
2211
2212   unsigned I = FD->getFieldIndex();
2213   LVal.adjustOffset(Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL->getFieldOffset(I)));
2214   LVal.addDecl(Info, E, FD);
2215   return true;
2216 }
2217
2218 /// Update LVal to refer to the given indirect field.
2219 static bool HandleLValueIndirectMember(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2220                                        LValue &LVal,
2221                                        const IndirectFieldDecl *IFD) {
2222   for (const auto *C : IFD->chain())
2223     if (!HandleLValueMember(Info, E, LVal, cast<FieldDecl>(C)))
2224       return false;
2225   return true;
2226 }
2227
2228 /// Get the size of the given type in char units.
2229 static bool HandleSizeof(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
2230                          QualType Type, CharUnits &Size) {
2231   // sizeof(void), __alignof__(void), sizeof(function) = 1 as a gcc
2232   // extension.
2233   if (Type->isVoidType() || Type->isFunctionType()) {
2234     Size = CharUnits::One();
2235     return true;
2236   }
2237
2238   if (Type->isDependentType()) {
2239     Info.FFDiag(Loc);
2240     return false;
2241   }
2242
2243   if (!Type->isConstantSizeType()) {
2244     // sizeof(vla) is not a constantexpr: C99 6.5.3.4p2.
2245     // FIXME: Better diagnostic.
2246     Info.FFDiag(Loc);
2247     return false;
2248   }
2249
2250   Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(Type);
2251   return true;
2252 }
2253
2254 /// Update a pointer value to model pointer arithmetic.
2255 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2256 /// \param E - The expression being evaluated, for diagnostic purposes.
2257 /// \param LVal - The pointer value to be updated.
2258 /// \param EltTy - The pointee type represented by LVal.
2259 /// \param Adjustment - The adjustment, in objects of type EltTy, to add.
2260 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2261                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2262                                         APSInt Adjustment) {
2263   CharUnits SizeOfPointee;
2264   if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfPointee))
2265     return false;
2266
2267   LVal.adjustOffsetAndIndex(Info, E, Adjustment, SizeOfPointee);
2268   return true;
2269 }
2270
2271 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2272                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2273                                         int64_t Adjustment) {
2274   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, EltTy,
2275                                      APSInt::get(Adjustment));
2276 }
2277
2278 /// Update an lvalue to refer to a component of a complex number.
2279 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2280 /// \param LVal - The lvalue to be updated.
2281 /// \param EltTy - The complex number's component type.
2282 /// \param Imag - False for the real component, true for the imaginary.
2283 static bool HandleLValueComplexElement(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2284                                        LValue &LVal, QualType EltTy,
2285                                        bool Imag) {
2286   if (Imag) {
2287     CharUnits SizeOfComponent;
2288     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfComponent))
2289       return false;
2290     LVal.Offset += SizeOfComponent;
2291   }
2292   LVal.addComplex(Info, E, EltTy, Imag);
2293   return true;
2294 }
2295
2296 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
2297                                            QualType Type, const LValue &LVal,
2298                                            APValue &RVal);
2299
2300 /// Try to evaluate the initializer for a variable declaration.
2301 ///
2302 /// \param Info   Information about the ongoing evaluation.
2303 /// \param E      An expression to be used when printing diagnostics.
2304 /// \param VD     The variable whose initializer should be obtained.
2305 /// \param Frame  The frame in which the variable was created. Must be null
2306 ///               if this variable is not local to the evaluation.
2307 /// \param Result Filled in with a pointer to the value of the variable.
2308 static bool evaluateVarDeclInit(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2309                                 const VarDecl *VD, CallStackFrame *Frame,
2310                                 APValue *&Result) {
2311
2312   // If this is a parameter to an active constexpr function call, perform
2313   // argument substitution.
2314   if (const ParmVarDecl *PVD = dyn_cast<ParmVarDecl>(VD)) {
2315     // Assume arguments of a potential constant expression are unknown
2316     // constant expressions.
2317     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2318       return false;
2319     if (!Frame || !Frame->Arguments) {
2320       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2321       return false;
2322     }
2323     Result = &Frame->Arguments[PVD->getFunctionScopeIndex()];
2324     return true;
2325   }
2326
2327   // If this is a local variable, dig out its value.
2328   if (Frame) {
2329     Result = Frame->getTemporary(VD);
2330     if (!Result) {
2331       // Assume variables referenced within a lambda's call operator that were
2332       // not declared within the call operator are captures and during checking
2333       // of a potential constant expression, assume they are unknown constant
2334       // expressions.
2335       assert(isLambdaCallOperator(Frame->Callee) &&
2336              (VD->getDeclContext() != Frame->Callee || VD->isInitCapture()) &&
2337              "missing value for local variable");
2338       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2339         return false;
2340       // FIXME: implement capture evaluation during constant expr evaluation.
2341       Info.FFDiag(E->getLocStart(),
2342            diag::note_unimplemented_constexpr_lambda_feature_ast)
2343           << "captures not currently allowed";
2344       return false;
2345     }
2346     return true;
2347   }
2348
2349   // Dig out the initializer, and use the declaration which it's attached to.
2350   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer(VD);
2351   if (!Init || Init->isValueDependent()) {
2352     // If we're checking a potential constant expression, the variable could be
2353     // initialized later.
2354     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2355       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2356     return false;
2357   }
2358
2359   // If we're currently evaluating the initializer of this declaration, use that
2360   // in-flight value.
2361   if (Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>() == VD) {
2362     Result = Info.EvaluatingDeclValue;
2363     return true;
2364   }
2365
2366   // Never evaluate the initializer of a weak variable. We can't be sure that
2367   // this is the definition which will be used.
2368   if (VD->isWeak()) {
2369     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2370     return false;
2371   }
2372
2373   // Check that we can fold the initializer. In C++, we will have already done
2374   // this in the cases where it matters for conformance.
2375   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
2376   if (!VD->evaluateValue(Notes)) {
2377     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2378               Notes.size() + 1) << VD;
2379     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2380     Info.addNotes(Notes);
2381     return false;
2382   } else if (!VD->checkInitIsICE()) {
2383     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2384                  Notes.size() + 1) << VD;
2385     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2386     Info.addNotes(Notes);
2387   }
2388
2389   Result = VD->getEvaluatedValue();
2390   return true;
2391 }
2392
2393 static bool IsConstNonVolatile(QualType T) {
2394   Qualifiers Quals = T.getQualifiers();
2395   return Quals.hasConst() && !Quals.hasVolatile();
2396 }
2397
2398 /// Get the base index of the given base class within an APValue representing
2399 /// the given derived class.
2400 static unsigned getBaseIndex(const CXXRecordDecl *Derived,
2401                              const CXXRecordDecl *Base) {
2402   Base = Base->getCanonicalDecl();
2403   unsigned Index = 0;
2404   for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = Derived->bases_begin(),
2405          E = Derived->bases_end(); I != E; ++I, ++Index) {
2406     if (I->getType()->getAsCXXRecordDecl()->getCanonicalDecl() == Base)
2407       return Index;
2408   }
2409
2410   llvm_unreachable("base class missing from derived class's bases list");
2411 }
2412
2413 /// Extract the value of a character from a string literal.
2414 static APSInt extractStringLiteralCharacter(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2415                                             uint64_t Index) {
2416   // FIXME: Support MakeStringConstant
2417   if (const auto *ObjCEnc = dyn_cast<ObjCEncodeExpr>(Lit)) {
2418     std::string Str;
2419     Info.Ctx.getObjCEncodingForType(ObjCEnc->getEncodedType(), Str);
2420     assert(Index <= Str.size() && "Index too large");
2421     return APSInt::getUnsigned(Str.c_str()[Index]);
2422   }
2423
2424   if (auto PE = dyn_cast<PredefinedExpr>(Lit))
2425     Lit = PE->getFunctionName();
2426   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2427   const ConstantArrayType *CAT =
2428       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2429   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2430   QualType CharType = CAT->getElementType();
2431   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2432
2433   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2434                CharType->isUnsignedIntegerType());
2435   if (Index < S->getLength())
2436     Value = S->getCodeUnit(Index);
2437   return Value;
2438 }
2439
2440 // Expand a string literal into an array of characters.
2441 static void expandStringLiteral(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2442                                 APValue &Result) {
2443   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2444   const ConstantArrayType *CAT =
2445       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2446   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2447   QualType CharType = CAT->getElementType();
2448   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2449
2450   unsigned Elts = CAT->getSize().getZExtValue();
2451   Result = APValue(APValue::UninitArray(),
2452                    std::min(S->getLength(), Elts), Elts);
2453   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2454                CharType->isUnsignedIntegerType());
2455   if (Result.hasArrayFiller())
2456     Result.getArrayFiller() = APValue(Value);
2457   for (unsigned I = 0, N = Result.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
2458     Value = S->getCodeUnit(I);
2459     Result.getArrayInitializedElt(I) = APValue(Value);
2460   }
2461 }
2462
2463 // Expand an array so that it has more than Index filled elements.
2464 static void expandArray(APValue &Array, unsigned Index) {
2465   unsigned Size = Array.getArraySize();
2466   assert(Index < Size);
2467
2468   // Always at least double the number of elements for which we store a value.
2469   unsigned OldElts = Array.getArrayInitializedElts();
2470   unsigned NewElts = std::max(Index+1, OldElts * 2);
2471   NewElts = std::min(Size, std::max(NewElts, 8u));
2472
2473   // Copy the data across.
2474   APValue NewValue(APValue::UninitArray(), NewElts, Size);
2475   for (unsigned I = 0; I != OldElts; ++I)
2476     NewValue.getArrayInitializedElt(I).swap(Array.getArrayInitializedElt(I));
2477   for (unsigned I = OldElts; I != NewElts; ++I)
2478     NewValue.getArrayInitializedElt(I) = Array.getArrayFiller();
2479   if (NewValue.hasArrayFiller())
2480     NewValue.getArrayFiller() = Array.getArrayFiller();
2481   Array.swap(NewValue);
2482 }
2483
2484 /// Determine whether a type would actually be read by an lvalue-to-rvalue
2485 /// conversion. If it's of class type, we may assume that the copy operation
2486 /// is trivial. Note that this is never true for a union type with fields
2487 /// (because the copy always "reads" the active member) and always true for
2488 /// a non-class type.
2489 static bool isReadByLvalueToRvalueConversion(QualType T) {
2490   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2491   if (!RD || (RD->isUnion() && !RD->field_empty()))
2492     return true;
2493   if (RD->isEmpty())
2494     return false;
2495
2496   for (auto *Field : RD->fields())
2497     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))
2498       return true;
2499
2500   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2501     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(BaseSpec.getType()))
2502       return true;
2503
2504   return false;
2505 }
2506
2507 /// Diagnose an attempt to read from any unreadable field within the specified
2508 /// type, which might be a class type.
2509 static bool diagnoseUnreadableFields(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2510                                      QualType T) {
2511   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2512   if (!RD)
2513     return false;
2514
2515   if (!RD->hasMutableFields())
2516     return false;
2517
2518   for (auto *Field : RD->fields()) {
2519     // If we're actually going to read this field in some way, then it can't
2520     // be mutable. If we're in a union, then assigning to a mutable field
2521     // (even an empty one) can change the active member, so that's not OK.
2522     // FIXME: Add core issue number for the union case.
2523     if (Field->isMutable() &&
2524         (RD->isUnion() || isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))) {
2525       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1) << Field;
2526       Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2527       return true;
2528     }
2529
2530     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, Field->getType()))
2531       return true;
2532   }
2533
2534   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2535     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, BaseSpec.getType()))
2536       return true;
2537
2538   // All mutable fields were empty, and thus not actually read.
2539   return false;
2540 }
2541
2542 /// Kinds of access we can perform on an object, for diagnostics.
2543 enum AccessKinds {
2544   AK_Read,
2545   AK_Assign,
2546   AK_Increment,
2547   AK_Decrement
2548 };
2549
2550 namespace {
2551 /// A handle to a complete object (an object that is not a subobject of
2552 /// another object).
2553 struct CompleteObject {
2554   /// The value of the complete object.
2555   APValue *Value;
2556   /// The type of the complete object.
2557   QualType Type;
2558
2559   CompleteObject() : Value(nullptr) {}
2560   CompleteObject(APValue *Value, QualType Type)
2561       : Value(Value), Type(Type) {
2562     assert(Value && "missing value for complete object");
2563   }
2564
2565   explicit operator bool() const { return Value; }
2566 };
2567 } // end anonymous namespace
2568
2569 /// Find the designated sub-object of an rvalue.
2570 template<typename SubobjectHandler>
2571 typename SubobjectHandler::result_type
2572 findSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, const CompleteObject &Obj,
2573               const SubobjectDesignator &Sub, SubobjectHandler &handler) {
2574   if (Sub.Invalid)
2575     // A diagnostic will have already been produced.
2576     return handler.failed();
2577   if (Sub.isOnePastTheEnd()) {
2578     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2579       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2580         << handler.AccessKind;
2581     else
2582       Info.FFDiag(E);
2583     return handler.failed();
2584   }
2585
2586   APValue *O = Obj.Value;
2587   QualType ObjType = Obj.Type;
2588   const FieldDecl *LastField = nullptr;
2589
2590   // Walk the designator's path to find the subobject.
2591   for (unsigned I = 0, N = Sub.Entries.size(); /**/; ++I) {
2592     if (O->isUninit()) {
2593       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2594         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_uninit) << handler.AccessKind;
2595       return handler.failed();
2596     }
2597
2598     if (I == N) {
2599       // If we are reading an object of class type, there may still be more
2600       // things we need to check: if there are any mutable subobjects, we
2601       // cannot perform this read. (This only happens when performing a trivial
2602       // copy or assignment.)
2603       if (ObjType->isRecordType() && handler.AccessKind == AK_Read &&
2604           diagnoseUnreadableFields(Info, E, ObjType))
2605         return handler.failed();
2606
2607       if (!handler.found(*O, ObjType))
2608         return false;
2609
2610       // If we modified a bit-field, truncate it to the right width.
2611       if (handler.AccessKind != AK_Read &&
2612           LastField && LastField->isBitField() &&
2613           !truncateBitfieldValue(Info, E, *O, LastField))
2614         return false;
2615
2616       return true;
2617     }
2618
2619     LastField = nullptr;
2620     if (ObjType->isArrayType()) {
2621       // Next subobject is an array element.
2622       const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(ObjType);
2623       assert(CAT && "vla in literal type?");
2624       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2625       if (CAT->getSize().ule(Index)) {
2626         // Note, it should not be possible to form a pointer with a valid
2627         // designator which points more than one past the end of the array.
2628         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2629           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2630             << handler.AccessKind;
2631         else
2632           Info.FFDiag(E);
2633         return handler.failed();
2634       }
2635
2636       ObjType = CAT->getElementType();
2637
2638       // An array object is represented as either an Array APValue or as an
2639       // LValue which refers to a string literal.
2640       if (O->isLValue()) {
2641         assert(I == N - 1 && "extracting subobject of character?");
2642         assert(!O->hasLValuePath() || O->getLValuePath().empty());
2643         if (handler.AccessKind != AK_Read)
2644           expandStringLiteral(Info, O->getLValueBase().get<const Expr *>(),
2645                               *O);
2646         else
2647           return handler.foundString(*O, ObjType, Index);
2648       }
2649
2650       if (O->getArrayInitializedElts() > Index)
2651         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2652       else if (handler.AccessKind != AK_Read) {
2653         expandArray(*O, Index);
2654         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2655       } else
2656         O = &O->getArrayFiller();
2657     } else if (ObjType->isAnyComplexType()) {
2658       // Next subobject is a complex number.
2659       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2660       if (Index > 1) {
2661         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2662           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2663             << handler.AccessKind;
2664         else
2665           Info.FFDiag(E);
2666         return handler.failed();
2667       }
2668
2669       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2670       ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2671       if (WasConstQualified)
2672         ObjType.addConst();
2673
2674       assert(I == N - 1 && "extracting subobject of scalar?");
2675       if (O->isComplexInt()) {
2676         return handler.found(Index ? O->getComplexIntImag()
2677                                    : O->getComplexIntReal(), ObjType);
2678       } else {
2679         assert(O->isComplexFloat());
2680         return handler.found(Index ? O->getComplexFloatImag()
2681                                    : O->getComplexFloatReal(), ObjType);
2682       }
2683     } else if (const FieldDecl *Field = getAsField(Sub.Entries[I])) {
2684       if (Field->isMutable() && handler.AccessKind == AK_Read) {
2685         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1)
2686           << Field;
2687         Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2688         return handler.failed();
2689       }
2690
2691       // Next subobject is a class, struct or union field.
2692       RecordDecl *RD = ObjType->castAs<RecordType>()->getDecl();
2693       if (RD->isUnion()) {
2694         const FieldDecl *UnionField = O->getUnionField();
2695         if (!UnionField ||
2696             UnionField->getCanonicalDecl() != Field->getCanonicalDecl()) {
2697           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_inactive_union_member)
2698             << handler.AccessKind << Field << !UnionField << UnionField;
2699           return handler.failed();
2700         }
2701         O = &O->getUnionValue();
2702       } else
2703         O = &O->getStructField(Field->getFieldIndex());
2704
2705       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2706       ObjType = Field->getType();
2707       if (WasConstQualified && !Field->isMutable())
2708         ObjType.addConst();
2709
2710       if (ObjType.isVolatileQualified()) {
2711         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2712           // FIXME: Include a description of the path to the volatile subobject.
2713           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2714             << handler.AccessKind << 2 << Field;
2715           Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2716         } else {
2717           Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2718         }
2719         return handler.failed();
2720       }
2721
2722       LastField = Field;
2723     } else {
2724       // Next subobject is a base class.
2725       const CXXRecordDecl *Derived = ObjType->getAsCXXRecordDecl();
2726       const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(Sub.Entries[I]);
2727       O = &O->getStructBase(getBaseIndex(Derived, Base));
2728
2729       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2730       ObjType = Info.Ctx.getRecordType(Base);
2731       if (WasConstQualified)
2732         ObjType.addConst();
2733     }
2734   }
2735 }
2736
2737 namespace {
2738 struct ExtractSubobjectHandler {
2739   EvalInfo &Info;
2740   APValue &Result;
2741
2742   static const AccessKinds AccessKind = AK_Read;
2743
2744   typedef bool result_type;
2745   bool failed() { return false; }
2746   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2747     Result = Subobj;
2748     return true;
2749   }
2750   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2751     Result = APValue(Value);
2752     return true;
2753   }
2754   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2755     Result = APValue(Value);
2756     return true;
2757   }
2758   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2759     Result = APValue(extractStringLiteralCharacter(
2760         Info, Subobj.getLValueBase().get<const Expr *>(), Character));
2761     return true;
2762   }
2763 };
2764 } // end anonymous namespace
2765
2766 const AccessKinds ExtractSubobjectHandler::AccessKind;
2767
2768 /// Extract the designated sub-object of an rvalue.
2769 static bool extractSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2770                              const CompleteObject &Obj,
2771                              const SubobjectDesignator &Sub,
2772                              APValue &Result) {
2773   ExtractSubobjectHandler Handler = { Info, Result };
2774   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2775 }
2776
2777 namespace {
2778 struct ModifySubobjectHandler {
2779   EvalInfo &Info;
2780   APValue &NewVal;
2781   const Expr *E;
2782
2783   typedef bool result_type;
2784   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
2785
2786   bool checkConst(QualType QT) {
2787     // Assigning to a const object has undefined behavior.
2788     if (QT.isConstQualified()) {
2789       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
2790       return false;
2791     }
2792     return true;
2793   }
2794
2795   bool failed() { return false; }
2796   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2797     if (!checkConst(SubobjType))
2798       return false;
2799     // We've been given ownership of NewVal, so just swap it in.
2800     Subobj.swap(NewVal);
2801     return true;
2802   }
2803   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2804     if (!checkConst(SubobjType))
2805       return false;
2806     if (!NewVal.isInt()) {
2807       // Maybe trying to write a cast pointer value into a complex?
2808       Info.FFDiag(E);
2809       return false;
2810     }
2811     Value = NewVal.getInt();
2812     return true;
2813   }
2814   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2815     if (!checkConst(SubobjType))
2816       return false;
2817     Value = NewVal.getFloat();
2818     return true;
2819   }
2820   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2821     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements with ExpandArrays");
2822   }
2823 };
2824 } // end anonymous namespace
2825
2826 const AccessKinds ModifySubobjectHandler::AccessKind;
2827
2828 /// Update the designated sub-object of an rvalue to the given value.
2829 static bool modifySubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2830                             const CompleteObject &Obj,
2831                             const SubobjectDesignator &Sub,
2832                             APValue &NewVal) {
2833   ModifySubobjectHandler Handler = { Info, NewVal, E };
2834   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2835 }
2836
2837 /// Find the position where two subobject designators diverge, or equivalently
2838 /// the length of the common initial subsequence.
2839 static unsigned FindDesignatorMismatch(QualType ObjType,
2840                                        const SubobjectDesignator &A,
2841                                        const SubobjectDesignator &B,
2842                                        bool &WasArrayIndex) {
2843   unsigned I = 0, N = std::min(A.Entries.size(), B.Entries.size());
2844   for (/**/; I != N; ++I) {
2845     if (!ObjType.isNull() &&
2846         (ObjType->isArrayType() || ObjType->isAnyComplexType())) {
2847       // Next subobject is an array element.
2848       if (A.Entries[I].ArrayIndex != B.Entries[I].ArrayIndex) {
2849         WasArrayIndex = true;
2850         return I;
2851       }
2852       if (ObjType->isAnyComplexType())
2853         ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2854       else
2855         ObjType = ObjType->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
2856     } else {
2857       if (A.Entries[I].BaseOrMember != B.Entries[I].BaseOrMember) {
2858         WasArrayIndex = false;
2859         return I;
2860       }
2861       if (const FieldDecl *FD = getAsField(A.Entries[I]))
2862         // Next subobject is a field.
2863         ObjType = FD->getType();
2864       else
2865         // Next subobject is a base class.
2866         ObjType = QualType();
2867     }
2868   }
2869   WasArrayIndex = false;
2870   return I;
2871 }
2872
2873 /// Determine whether the given subobject designators refer to elements of the
2874 /// same array object.
2875 static bool AreElementsOfSameArray(QualType ObjType,
2876                                    const SubobjectDesignator &A,
2877                                    const SubobjectDesignator &B) {
2878   if (A.Entries.size() != B.Entries.size())
2879     return false;
2880
2881   bool IsArray = A.MostDerivedIsArrayElement;
2882   if (IsArray && A.MostDerivedPathLength != A.Entries.size())
2883     // A is a subobject of the array element.
2884     return false;
2885
2886   // If A (and B) designates an array element, the last entry will be the array
2887   // index. That doesn't have to match. Otherwise, we're in the 'implicit array
2888   // of length 1' case, and the entire path must match.
2889   bool WasArrayIndex;
2890   unsigned CommonLength = FindDesignatorMismatch(ObjType, A, B, WasArrayIndex);
2891   return CommonLength >= A.Entries.size() - IsArray;
2892 }
2893
2894 /// Find the complete object to which an LValue refers.
2895 static CompleteObject findCompleteObject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2896                                          AccessKinds AK, const LValue &LVal,
2897                                          QualType LValType) {
2898   if (!LVal.Base) {
2899     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_null) << AK;
2900     return CompleteObject();
2901   }
2902
2903   CallStackFrame *Frame = nullptr;
2904   if (LVal.CallIndex) {
2905     Frame = Info.getCallFrame(LVal.CallIndex);
2906     if (!Frame) {
2907       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_lifetime_ended, 1)
2908         << AK << LVal.Base.is<const ValueDecl*>();
2909       NoteLValueLocation(Info, LVal.Base);
2910       return CompleteObject();
2911     }
2912   }
2913
2914   // C++11 DR1311: An lvalue-to-rvalue conversion on a volatile-qualified type
2915   // is not a constant expression (even if the object is non-volatile). We also
2916   // apply this rule to C++98, in order to conform to the expected 'volatile'
2917   // semantics.
2918   if (LValType.isVolatileQualified()) {
2919     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus)
2920       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_type)
2921         << AK << LValType;
2922     else
2923       Info.FFDiag(E);
2924     return CompleteObject();
2925   }
2926
2927   // Compute value storage location and type of base object.
2928   APValue *BaseVal = nullptr;
2929   QualType BaseType = getType(LVal.Base);
2930
2931   if (const ValueDecl *D = LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
2932     // In C++98, const, non-volatile integers initialized with ICEs are ICEs.
2933     // In C++11, constexpr, non-volatile variables initialized with constant
2934     // expressions are constant expressions too. Inside constexpr functions,
2935     // parameters are constant expressions even if they're non-const.
2936     // In C++1y, objects local to a constant expression (those with a Frame) are
2937     // both readable and writable inside constant expressions.
2938     // In C, such things can also be folded, although they are not ICEs.
2939     const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D);
2940     if (VD) {
2941       if (const VarDecl *VDef = VD->getDefinition(Info.Ctx))
2942         VD = VDef;
2943     }
2944     if (!VD || VD->isInvalidDecl()) {
2945       Info.FFDiag(E);
2946       return CompleteObject();
2947     }
2948
2949     // Accesses of volatile-qualified objects are not allowed.
2950     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
2951       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2952         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2953           << AK << 1 << VD;
2954         Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2955       } else {
2956         Info.FFDiag(E);
2957       }
2958       return CompleteObject();
2959     }
2960
2961     // Unless we're looking at a local variable or argument in a constexpr call,
2962     // the variable we're reading must be const.
2963     if (!Frame) {
2964       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
2965           VD == Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl *>()) {
2966         // OK, we can read and modify an object if we're in the process of
2967         // evaluating its initializer, because its lifetime began in this
2968         // evaluation.
2969       } else if (AK != AK_Read) {
2970         // All the remaining cases only permit reading.
2971         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_global);
2972         return CompleteObject();
2973       } else if (VD->isConstexpr()) {
2974         // OK, we can read this variable.
2975       } else if (BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) {
2976         // In OpenCL if a variable is in constant address space it is a const value.
2977         if (!(BaseType.isConstQualified() ||
2978               (Info.getLangOpts().OpenCL &&
2979                BaseType.getAddressSpace() == LangAS::opencl_constant))) {
2980           if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2981             Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_const_int, 1) << VD;
2982             Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2983           } else {
2984             Info.FFDiag(E);
2985           }
2986           return CompleteObject();
2987         }
2988       } else if (BaseType->isFloatingType() && BaseType.isConstQualified()) {
2989         // We support folding of const floating-point types, in order to make
2990         // static const data members of such types (supported as an extension)
2991         // more useful.
2992         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
2993           Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
2994           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2995         } else {
2996           Info.CCEDiag(E);
2997         }
2998       } else if (BaseType.isConstQualified() && VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
2999         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr) << VD;
3000         // Keep evaluating to see what we can do.
3001       } else {
3002         // FIXME: Allow folding of values of any literal type in all languages.
3003         if (Info.checkingPotentialConstantExpression() &&
3004             VD->getType().isConstQualified() && !VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
3005           // The definition of this variable could be constexpr. We can't
3006           // access it right now, but may be able to in future.
3007         } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3008           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
3009           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3010         } else {
3011           Info.FFDiag(E);
3012         }
3013         return CompleteObject();
3014       }
3015     }
3016
3017     if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, BaseVal))
3018       return CompleteObject();
3019   } else {
3020     const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3021
3022     if (!Frame) {
3023       if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
3024               dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
3025         assert(MTE->getStorageDuration() == SD_Static &&
3026                "should have a frame for a non-global materialized temporary");
3027
3028         // Per C++1y [expr.const]p2:
3029         //  an lvalue-to-rvalue conversion [is not allowed unless it applies to]
3030         //   - a [...] glvalue of integral or enumeration type that refers to
3031         //     a non-volatile const object [...]
3032         //   [...]
3033         //   - a [...] glvalue of literal type that refers to a non-volatile
3034         //     object whose lifetime began within the evaluation of e.
3035         //
3036         // C++11 misses the 'began within the evaluation of e' check and
3037         // instead allows all temporaries, including things like:
3038         //   int &&r = 1;
3039         //   int x = ++r;
3040         //   constexpr int k = r;
3041         // Therefore we use the C++1y rules in C++11 too.
3042         const ValueDecl *VD = Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>();
3043         const ValueDecl *ED = MTE->getExtendingDecl();
3044         if (!(BaseType.isConstQualified() &&
3045               BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) &&
3046             !(VD && VD->getCanonicalDecl() == ED->getCanonicalDecl())) {
3047           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_static_temporary, 1) << AK;
3048           Info.Note(MTE->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
3049           return CompleteObject();
3050         }
3051
3052         BaseVal = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(MTE, false);
3053         assert(BaseVal && "got reference to unevaluated temporary");
3054       } else {
3055         Info.FFDiag(E);
3056         return CompleteObject();
3057       }
3058     } else {
3059       BaseVal = Frame->getTemporary(Base);
3060       assert(BaseVal && "missing value for temporary");
3061     }
3062
3063     // Volatile temporary objects cannot be accessed in constant expressions.
3064     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
3065       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
3066         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
3067           << AK << 0;
3068         Info.Note(Base->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
3069       } else {
3070         Info.FFDiag(E);
3071       }
3072       return CompleteObject();
3073     }
3074   }
3075
3076   // During the construction of an object, it is not yet 'const'.
3077   // FIXME: We don't set up EvaluatingDecl for local variables or temporaries,
3078   // and this doesn't do quite the right thing for const subobjects of the
3079   // object under construction.
3080   if (LVal.getLValueBase() == Info.EvaluatingDecl) {
3081     BaseType = Info.Ctx.getCanonicalType(BaseType);
3082     BaseType.removeLocalConst();
3083   }
3084
3085   // In C++1y, we can't safely access any mutable state when we might be
3086   // evaluating after an unmodeled side effect.
3087   //
3088   // FIXME: Not all local state is mutable. Allow local constant subobjects
3089   // to be read here (but take care with 'mutable' fields).
3090   if ((Frame && Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
3091        Info.EvalStatus.HasSideEffects) ||
3092       (AK != AK_Read && Info.IsSpeculativelyEvaluating))
3093     return CompleteObject();
3094
3095   return CompleteObject(BaseVal, BaseType);
3096 }
3097
3098 /// \brief Perform an lvalue-to-rvalue conversion on the given glvalue. This
3099 /// can also be used for 'lvalue-to-lvalue' conversions for looking up the
3100 /// glvalue referred to by an entity of reference type.
3101 ///
3102 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3103 /// \param Conv - The expression for which we are performing the conversion.
3104 ///               Used for diagnostics.
3105 /// \param Type - The type of the glvalue (before stripping cv-qualifiers in the
3106 ///               case of a non-class type).
3107 /// \param LVal - The glvalue on which we are attempting to perform this action.
3108 /// \param RVal - The produced value will be placed here.
3109 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
3110                                            QualType Type,
3111                                            const LValue &LVal, APValue &RVal) {
3112   if (LVal.Designator.Invalid)
3113     return false;
3114
3115   // Check for special cases where there is no existing APValue to look at.
3116   const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3117   if (Base && !LVal.CallIndex && !Type.isVolatileQualified()) {
3118     if (const CompoundLiteralExpr *CLE = dyn_cast<CompoundLiteralExpr>(Base)) {
3119       // In C99, a CompoundLiteralExpr is an lvalue, and we defer evaluating the
3120       // initializer until now for such expressions. Such an expression can't be
3121       // an ICE in C, so this only matters for fold.
3122       if (Type.isVolatileQualified()) {
3123         Info.FFDiag(Conv);
3124         return false;
3125       }
3126       APValue Lit;
3127       if (!Evaluate(Lit, Info, CLE->getInitializer()))
3128         return false;
3129       CompleteObject LitObj(&Lit, Base->getType());
3130       return extractSubobject(Info, Conv, LitObj, LVal.Designator, RVal);
3131     } else if (isa<StringLiteral>(Base) || isa<PredefinedExpr>(Base)) {
3132       // We represent a string literal array as an lvalue pointing at the
3133       // corresponding expression, rather than building an array of chars.
3134       // FIXME: Support ObjCEncodeExpr, MakeStringConstant
3135       APValue Str(Base, CharUnits::Zero(), APValue::NoLValuePath(), 0);
3136       CompleteObject StrObj(&Str, Base->getType());
3137       return extractSubobject(Info, Conv, StrObj, LVal.Designator, RVal);
3138     }
3139   }
3140
3141   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, Conv, AK_Read, LVal, Type);
3142   return Obj && extractSubobject(Info, Conv, Obj, LVal.Designator, RVal);
3143 }
3144
3145 /// Perform an assignment of Val to LVal. Takes ownership of Val.
3146 static bool handleAssignment(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3147                              QualType LValType, APValue &Val) {
3148   if (LVal.Designator.Invalid)
3149     return false;
3150
3151   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3152     Info.FFDiag(E);
3153     return false;
3154   }
3155
3156   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3157   return Obj && modifySubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Val);
3158 }
3159
3160 static bool isOverflowingIntegerType(ASTContext &Ctx, QualType T) {
3161   return T->isSignedIntegerType() &&
3162          Ctx.getIntWidth(T) >= Ctx.getIntWidth(Ctx.IntTy);
3163 }
3164
3165 namespace {
3166 struct CompoundAssignSubobjectHandler {
3167   EvalInfo &Info;
3168   const Expr *E;
3169   QualType PromotedLHSType;
3170   BinaryOperatorKind Opcode;
3171   const APValue &RHS;
3172
3173   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
3174
3175   typedef bool result_type;
3176
3177   bool checkConst(QualType QT) {
3178     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3179     if (QT.isConstQualified()) {
3180       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3181       return false;
3182     }
3183     return true;
3184   }
3185
3186   bool failed() { return false; }
3187   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3188     switch (Subobj.getKind()) {
3189     case APValue::Int:
3190       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3191     case APValue::Float:
3192       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3193     case APValue::ComplexInt:
3194     case APValue::ComplexFloat:
3195       // FIXME: Implement complex compound assignment.
3196       Info.FFDiag(E);
3197       return false;
3198     case APValue::LValue:
3199       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3200     default:
3201       // FIXME: can this happen?
3202       Info.FFDiag(E);
3203       return false;
3204     }
3205   }
3206   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3207     if (!checkConst(SubobjType))
3208       return false;
3209
3210     if (!SubobjType->isIntegerType() || !RHS.isInt()) {
3211       // We don't support compound assignment on integer-cast-to-pointer
3212       // values.
3213       Info.FFDiag(E);
3214       return false;
3215     }
3216
3217     APSInt LHS = HandleIntToIntCast(Info, E, PromotedLHSType,
3218                                     SubobjType, Value);
3219     if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHS, Opcode, RHS.getInt(), LHS))
3220       return false;
3221     Value = HandleIntToIntCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType, LHS);
3222     return true;
3223   }
3224   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3225     return checkConst(SubobjType) &&
3226            HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType,
3227                                   Value) &&
3228            handleFloatFloatBinOp(Info, E, Value, Opcode, RHS.getFloat()) &&
3229            HandleFloatToFloatCast(Info, E, PromotedLHSType, SubobjType, Value);
3230   }
3231   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3232     if (!checkConst(SubobjType))
3233       return false;
3234
3235     QualType PointeeType;
3236     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3237       PointeeType = PT->getPointeeType();
3238
3239     if (PointeeType.isNull() || !RHS.isInt() ||
3240         (Opcode != BO_Add && Opcode != BO_Sub)) {
3241       Info.FFDiag(E);
3242       return false;
3243     }
3244
3245     APSInt Offset = RHS.getInt();
3246     if (Opcode == BO_Sub)
3247       negateAsSigned(Offset);
3248
3249     LValue LVal;
3250     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3251     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType, Offset))
3252       return false;
3253     LVal.moveInto(Subobj);
3254     return true;
3255   }
3256   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
3257     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
3258   }
3259 };
3260 } // end anonymous namespace
3261
3262 const AccessKinds CompoundAssignSubobjectHandler::AccessKind;
3263
3264 /// Perform a compound assignment of LVal <op>= RVal.
3265 static bool handleCompoundAssignment(
3266     EvalInfo &Info, const Expr *E,
3267     const LValue &LVal, QualType LValType, QualType PromotedLValType,
3268     BinaryOperatorKind Opcode, const APValue &RVal) {
3269   if (LVal.Designator.Invalid)
3270     return false;
3271
3272   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3273     Info.FFDiag(E);
3274     return false;
3275   }
3276
3277   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3278   CompoundAssignSubobjectHandler Handler = { Info, E, PromotedLValType, Opcode,
3279                                              RVal };
3280   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3281 }
3282
3283 namespace {
3284 struct IncDecSubobjectHandler {
3285   EvalInfo &Info;
3286   const Expr *E;
3287   AccessKinds AccessKind;
3288   APValue *Old;
3289
3290   typedef bool result_type;
3291
3292   bool checkConst(QualType QT) {
3293     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3294     if (QT.isConstQualified()) {
3295       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3296       return false;
3297     }
3298     return true;
3299   }
3300
3301   bool failed() { return false; }
3302   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3303     // Stash the old value. Also clear Old, so we don't clobber it later
3304     // if we're post-incrementing a complex.
3305     if (Old) {
3306       *Old = Subobj;
3307       Old = nullptr;
3308     }
3309
3310     switch (Subobj.getKind()) {
3311     case APValue::Int:
3312       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3313     case APValue::Float:
3314       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3315     case APValue::ComplexInt:
3316       return found(Subobj.getComplexIntReal(),
3317                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3318                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3319     case APValue::ComplexFloat:
3320       return found(Subobj.getComplexFloatReal(),
3321                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3322                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3323     case APValue::LValue:
3324       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3325     default:
3326       // FIXME: can this happen?
3327       Info.FFDiag(E);
3328       return false;
3329     }
3330   }
3331   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3332     if (!checkConst(SubobjType))
3333       return false;
3334
3335     if (!SubobjType->isIntegerType()) {
3336       // We don't support increment / decrement on integer-cast-to-pointer
3337       // values.
3338       Info.FFDiag(E);
3339       return false;
3340     }
3341
3342     if (Old) *Old = APValue(Value);
3343
3344     // bool arithmetic promotes to int, and the conversion back to bool
3345     // doesn't reduce mod 2^n, so special-case it.
3346     if (SubobjType->isBooleanType()) {
3347       if (AccessKind == AK_Increment)
3348         Value = 1;
3349       else
3350         Value = !Value;
3351       return true;
3352     }
3353
3354     bool WasNegative = Value.isNegative();
3355     if (AccessKind == AK_Increment) {
3356       ++Value;
3357
3358       if (!WasNegative && Value.isNegative() &&
3359           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
3360         APSInt ActualValue(Value, /*IsUnsigned*/true);
3361         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3362       }
3363     } else {
3364       --Value;
3365
3366       if (WasNegative && !Value.isNegative() &&
3367           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
3368         unsigned BitWidth = Value.getBitWidth();
3369         APSInt ActualValue(Value.sext(BitWidth + 1), /*IsUnsigned*/false);
3370         ActualValue.setBit(BitWidth);
3371         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3372       }
3373     }
3374     return true;
3375   }
3376   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3377     if (!checkConst(SubobjType))
3378       return false;
3379
3380     if (Old) *Old = APValue(Value);
3381
3382     APFloat One(Value.getSemantics(), 1);
3383     if (AccessKind == AK_Increment)
3384       Value.add(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3385     else
3386       Value.subtract(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3387     return true;
3388   }
3389   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3390     if (!checkConst(SubobjType))
3391       return false;
3392
3393     QualType PointeeType;
3394     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3395       PointeeType = PT->getPointeeType();
3396     else {
3397       Info.FFDiag(E);
3398       return false;
3399     }
3400
3401     LValue LVal;
3402     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3403     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType,
3404                                      AccessKind == AK_Increment ? 1 : -1))
3405       return false;
3406     LVal.moveInto(Subobj);
3407     return true;
3408   }
3409   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
3410     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
3411   }
3412 };
3413 } // end anonymous namespace
3414
3415 /// Perform an increment or decrement on LVal.
3416 static bool handleIncDec(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3417                          QualType LValType, bool IsIncrement, APValue *Old) {
3418   if (LVal.Designator.Invalid)
3419     return false;
3420
3421   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3422     Info.FFDiag(E);
3423     return false;
3424   }
3425
3426   AccessKinds AK = IsIncrement ? AK_Increment : AK_Decrement;
3427   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK, LVal, LValType);
3428   IncDecSubobjectHandler Handler = { Info, E, AK, Old };
3429   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3430 }
3431
3432 /// Build an lvalue for the object argument of a member function call.
3433 static bool EvaluateObjectArgument(EvalInfo &Info, const Expr *Object,
3434                                    LValue &This) {
3435   if (Object->getType()->isPointerType())
3436     return EvaluatePointer(Object, This, Info);
3437
3438   if (Object->isGLValue())
3439     return EvaluateLValue(Object, This, Info);
3440
3441   if (Object->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
3442     return EvaluateTemporary(Object, This, Info);
3443
3444   Info.FFDiag(Object, diag::note_constexpr_nonliteral) << Object->getType();
3445   return false;
3446 }
3447
3448 /// HandleMemberPointerAccess - Evaluate a member access operation and build an
3449 /// lvalue referring to the result.
3450 ///
3451 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3452 /// \param LV - An lvalue referring to the base of the member pointer.
3453 /// \param RHS - The member pointer expression.
3454 /// \param IncludeMember - Specifies whether the member itself is included in
3455 ///        the resulting LValue subobject designator. This is not possible when
3456 ///        creating a bound member function.
3457 /// \return The field or method declaration to which the member pointer refers,
3458 ///         or 0 if evaluation fails.
3459 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3460                                                   QualType LVType,
3461                                                   LValue &LV,
3462                                                   const Expr *RHS,
3463                                                   bool IncludeMember = true) {
3464   MemberPtr MemPtr;
3465   if (!EvaluateMemberPointer(RHS, MemPtr, Info))
3466     return nullptr;
3467
3468   // C++11 [expr.mptr.oper]p6: If the second operand is the null pointer to
3469   // member value, the behavior is undefined.
3470   if (!MemPtr.getDecl()) {
3471     // FIXME: Specific diagnostic.
3472     Info.FFDiag(RHS);
3473     return nullptr;
3474   }
3475
3476   if (MemPtr.isDerivedMember()) {
3477     // This is a member of some derived class. Truncate LV appropriately.
3478     // The end of the derived-to-base path for the base object must match the
3479     // derived-to-base path for the member pointer.
3480     if (LV.Designator.MostDerivedPathLength + MemPtr.Path.size() >
3481         LV.Designator.Entries.size()) {
3482       Info.FFDiag(RHS);
3483       return nullptr;
3484     }
3485     unsigned PathLengthToMember =
3486         LV.Designator.Entries.size() - MemPtr.Path.size();
3487     for (unsigned I = 0, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3488       const CXXRecordDecl *LVDecl = getAsBaseClass(
3489           LV.Designator.Entries[PathLengthToMember + I]);
3490       const CXXRecordDecl *MPDecl = MemPtr.Path[I];
3491       if (LVDecl->getCanonicalDecl() != MPDecl->getCanonicalDecl()) {
3492         Info.FFDiag(RHS);
3493         return nullptr;
3494       }
3495     }
3496
3497     // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3498     if (!CastToDerivedClass(Info, RHS, LV, MemPtr.getContainingRecord(),
3499                             PathLengthToMember))
3500       return nullptr;
3501   } else if (!MemPtr.Path.empty()) {
3502     // Extend the LValue path with the member pointer's path.
3503     LV.Designator.Entries.reserve(LV.Designator.Entries.size() +
3504                                   MemPtr.Path.size() + IncludeMember);
3505
3506     // Walk down to the appropriate base class.
3507     if (const PointerType *PT = LVType->getAs<PointerType>())
3508       LVType = PT->getPointeeType();
3509     const CXXRecordDecl *RD = LVType->getAsCXXRecordDecl();
3510     assert(RD && "member pointer access on non-class-type expression");
3511     // The first class in the path is that of the lvalue.
3512     for (unsigned I = 1, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3513       const CXXRecordDecl *Base = MemPtr.Path[N - I - 1];
3514       if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD, Base))
3515         return nullptr;
3516       RD = Base;
3517     }
3518     // Finally cast to the class containing the member.
3519     if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD,
3520                                 MemPtr.getContainingRecord()))
3521       return nullptr;
3522   }
3523
3524   // Add the member. Note that we cannot build bound member functions here.
3525   if (IncludeMember) {
3526     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3527       if (!HandleLValueMember(Info, RHS, LV, FD))
3528         return nullptr;
3529     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD =
3530                  dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3531       if (!HandleLValueIndirectMember(Info, RHS, LV, IFD))
3532         return nullptr;
3533     } else {
3534       llvm_unreachable("can't construct reference to bound member function");
3535     }
3536   }
3537
3538   return MemPtr.getDecl();
3539 }
3540
3541 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3542                                                   const BinaryOperator *BO,
3543                                                   LValue &LV,
3544                                                   bool IncludeMember = true) {
3545   assert(BO->getOpcode() == BO_PtrMemD || BO->getOpcode() == BO_PtrMemI);
3546
3547   if (!EvaluateObjectArgument(Info, BO->getLHS(), LV)) {
3548     if (Info.noteFailure()) {
3549       MemberPtr MemPtr;
3550       EvaluateMemberPointer(BO->getRHS(), MemPtr, Info);
3551     }
3552     return nullptr;
3553   }
3554
3555   return HandleMemberPointerAccess(Info, BO->getLHS()->getType(), LV,
3556                                    BO->getRHS(), IncludeMember);
3557 }
3558
3559 /// HandleBaseToDerivedCast - Apply the given base-to-derived cast operation on
3560 /// the provided lvalue, which currently refers to the base object.
3561 static bool HandleBaseToDerivedCast(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
3562                                     LValue &Result) {
3563   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
3564   if (D.Invalid || !Result.checkNullPointer(Info, E, CSK_Derived))
3565     return false;
3566
3567   QualType TargetQT = E->getType();
3568   if (const PointerType *PT = TargetQT->getAs<PointerType>())
3569     TargetQT = PT->getPointeeType();
3570
3571   // Check this cast lands within the final derived-to-base subobject path.
3572   if (D.MostDerivedPathLength + E->path_size() > D.Entries.size()) {
3573     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3574       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3575     return false;
3576   }
3577
3578   // Check the type of the final cast. We don't need to check the path,
3579   // since a cast can only be formed if the path is unique.
3580   unsigned NewEntriesSize = D.Entries.size() - E->path_size();
3581   const CXXRecordDecl *TargetType = TargetQT->getAsCXXRecordDecl();
3582   const CXXRecordDecl *FinalType;
3583   if (NewEntriesSize == D.MostDerivedPathLength)
3584     FinalType = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
3585   else
3586     FinalType = getAsBaseClass(D.Entries[NewEntriesSize - 1]);
3587   if (FinalType->getCanonicalDecl() != TargetType->getCanonicalDecl()) {
3588     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3589       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3590     return false;
3591   }
3592
3593   // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3594   return CastToDerivedClass(Info, E, Result, TargetType, NewEntriesSize);
3595 }
3596
3597 namespace {
3598 enum EvalStmtResult {
3599   /// Evaluation failed.
3600   ESR_Failed,
3601   /// Hit a 'return' statement.
3602   ESR_Returned,
3603   /// Evaluation succeeded.
3604   ESR_Succeeded,
3605   /// Hit a 'continue' statement.
3606   ESR_Continue,
3607   /// Hit a 'break' statement.
3608   ESR_Break,
3609   /// Still scanning for 'case' or 'default' statement.
3610   ESR_CaseNotFound
3611 };
3612 }
3613
3614 static bool EvaluateVarDecl(EvalInfo &Info, const VarDecl *VD) {
3615   // We don't need to evaluate the initializer for a static local.
3616   if (!VD->hasLocalStorage())
3617     return true;
3618
3619   LValue Result;
3620   Result.set(VD, Info.CurrentCall->Index);
3621   APValue &Val = Info.CurrentCall->createTemporary(VD, true);
3622
3623   const Expr *InitE = VD->getInit();
3624   if (!InitE) {
3625     Info.FFDiag(VD->getLocStart(), diag::note_constexpr_uninitialized)
3626       << false << VD->getType();
3627     Val = APValue();
3628     return false;
3629   }
3630
3631   if (InitE->isValueDependent())
3632     return false;
3633
3634   if (!EvaluateInPlace(Val, Info, Result, InitE)) {
3635     // Wipe out any partially-computed value, to allow tracking that this
3636     // evaluation failed.
3637     Val = APValue();
3638     return false;
3639   }
3640
3641   return true;
3642 }
3643
3644 static bool EvaluateDecl(EvalInfo &Info, const Decl *D) {
3645   bool OK = true;
3646
3647   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
3648     OK &= EvaluateVarDecl(Info, VD);
3649
3650   if (const DecompositionDecl *DD = dyn_cast<DecompositionDecl>(D))
3651     for (auto *BD : DD->bindings())
3652       if (auto *VD = BD->getHoldingVar())
3653         OK &= EvaluateDecl(Info, VD);
3654
3655   return OK;
3656 }
3657
3658
3659 /// Evaluate a condition (either a variable declaration or an expression).
3660 static bool EvaluateCond(EvalInfo &Info, const VarDecl *CondDecl,
3661                          const Expr *Cond, bool &Result) {
3662   FullExpressionRAII Scope(Info);
3663   if (CondDecl && !EvaluateDecl(Info, CondDecl))
3664     return false;
3665   return EvaluateAsBooleanCondition(Cond, Result, Info);
3666 }
3667
3668 namespace {
3669 /// \brief A location where the result (returned value) of evaluating a
3670 /// statement should be stored.
3671 struct StmtResult {
3672   /// The APValue that should be filled in with the returned value.
3673   APValue &Value;
3674   /// The location containing the result, if any (used to support RVO).
3675   const LValue *Slot;
3676 };
3677 }
3678
3679 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3680                                    const Stmt *S,
3681                                    const SwitchCase *SC = nullptr);
3682
3683 /// Evaluate the body of a loop, and translate the result as appropriate.
3684 static EvalStmtResult EvaluateLoopBody(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3685                                        const Stmt *Body,
3686                                        const SwitchCase *Case = nullptr) {
3687   BlockScopeRAII Scope(Info);
3688   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Body, Case)) {
3689   case ESR_Break:
3690     return ESR_Succeeded;
3691   case ESR_Succeeded:
3692   case ESR_Continue:
3693     return ESR_Continue;
3694   case ESR_Failed:
3695   case ESR_Returned:
3696   case ESR_CaseNotFound:
3697     return ESR;
3698   }
3699   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3700 }
3701
3702 /// Evaluate a switch statement.
3703 static EvalStmtResult EvaluateSwitch(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3704                                      const SwitchStmt *SS) {
3705   BlockScopeRAII Scope(Info);
3706
3707   // Evaluate the switch condition.
3708   APSInt Value;
3709   {
3710     FullExpressionRAII Scope(Info);
3711     if (const Stmt *Init = SS->getInit()) {
3712       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
3713       if (ESR != ESR_Succeeded)
3714         return ESR;
3715     }
3716     if (SS->getConditionVariable() &&
3717         !EvaluateDecl(Info, SS->getConditionVariable()))
3718       return ESR_Failed;
3719     if (!EvaluateInteger(SS->getCond(), Value, Info))
3720       return ESR_Failed;
3721   }
3722
3723   // Find the switch case corresponding to the value of the condition.
3724   // FIXME: Cache this lookup.
3725   const SwitchCase *Found = nullptr;
3726   for (const SwitchCase *SC = SS->getSwitchCaseList(); SC;
3727        SC = SC->getNextSwitchCase()) {
3728     if (isa<DefaultStmt>(SC)) {
3729       Found = SC;
3730       continue;
3731     }
3732
3733     const CaseStmt *CS = cast<CaseStmt>(SC);
3734     APSInt LHS = CS->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx);
3735     APSInt RHS = CS->getRHS() ? CS->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx)
3736                               : LHS;
3737     if (LHS <= Value && Value <= RHS) {
3738       Found = SC;
3739       break;
3740     }
3741   }
3742
3743   if (!Found)
3744     return ESR_Succeeded;
3745
3746   // Search the switch body for the switch case and evaluate it from there.
3747   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SS->getBody(), Found)) {
3748   case ESR_Break:
3749     return ESR_Succeeded;
3750   case ESR_Succeeded:
3751   case ESR_Continue:
3752   case ESR_Failed:
3753   case ESR_Returned:
3754     return ESR;
3755   case ESR_CaseNotFound:
3756     // This can only happen if the switch case is nested within a statement
3757     // expression. We have no intention of supporting that.
3758     Info.FFDiag(Found->getLocStart(), diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
3759     return ESR_Failed;
3760   }
3761   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3762 }
3763
3764 // Evaluate a statement.
3765 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3766                                    const Stmt *S, const SwitchCase *Case) {
3767   if (!Info.nextStep(S))
3768     return ESR_Failed;
3769
3770   // If we're hunting down a 'case' or 'default' label, recurse through
3771   // substatements until we hit the label.
3772   if (Case) {
3773     // FIXME: We don't start the lifetime of objects whose initialization we
3774     // jump over. However, such objects must be of class type with a trivial
3775     // default constructor that initialize all subobjects, so must be empty,
3776     // so this almost never matters.
3777     switch (S->getStmtClass()) {
3778     case Stmt::CompoundStmtClass:
3779       // FIXME: Precompute which substatement of a compound statement we
3780       // would jump to, and go straight there rather than performing a
3781       // linear scan each time.
3782     case Stmt::LabelStmtClass:
3783     case Stmt::AttributedStmtClass:
3784     case Stmt::DoStmtClass:
3785       break;
3786
3787     case Stmt::CaseStmtClass:
3788     case Stmt::DefaultStmtClass:
3789       if (Case == S)
3790         Case = nullptr;
3791       break;
3792
3793     case Stmt::IfStmtClass: {
3794       // FIXME: Precompute which side of an 'if' we would jump to, and go
3795       // straight there rather than scanning both sides.
3796       const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3797
3798       // Wrap the evaluation in a block scope, in case it's a DeclStmt
3799       // preceded by our switch label.
3800       BlockScopeRAII Scope(Info);
3801
3802       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, IS->getThen(), Case);
3803       if (ESR != ESR_CaseNotFound || !IS->getElse())
3804         return ESR;
3805       return EvaluateStmt(Result, Info, IS->getElse(), Case);
3806     }
3807
3808     case Stmt::WhileStmtClass: {
3809       EvalStmtResult ESR =
3810           EvaluateLoopBody(Result, Info, cast<WhileStmt>(S)->getBody(), Case);
3811       if (ESR != ESR_Continue)
3812         return ESR;
3813       break;
3814     }
3815
3816     case Stmt::ForStmtClass: {
3817       const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3818       EvalStmtResult ESR =
3819           EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody(), Case);
3820       if (ESR != ESR_Continue)
3821         return ESR;
3822       if (FS->getInc()) {
3823         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3824         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3825           return ESR_Failed;
3826       }
3827       break;
3828     }
3829
3830     case Stmt::DeclStmtClass:
3831       // FIXME: If the variable has initialization that can't be jumped over,
3832       // bail out of any immediately-surrounding compound-statement too.
3833     default:
3834       return ESR_CaseNotFound;
3835     }
3836   }
3837
3838   switch (S->getStmtClass()) {
3839   default:
3840     if (const Expr *E = dyn_cast<Expr>(S)) {
3841       // Don't bother evaluating beyond an expression-statement which couldn't
3842       // be evaluated.
3843       FullExpressionRAII Scope(Info);
3844       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, E))
3845         return ESR_Failed;
3846       return ESR_Succeeded;
3847     }
3848
3849     Info.FFDiag(S->getLocStart());
3850     return ESR_Failed;
3851
3852   case Stmt::NullStmtClass:
3853     return ESR_Succeeded;
3854
3855   case Stmt::DeclStmtClass: {
3856     const DeclStmt *DS = cast<DeclStmt>(S);
3857     for (const auto *DclIt : DS->decls()) {
3858       // Each declaration initialization is its own full-expression.
3859       // FIXME: This isn't quite right; if we're performing aggregate
3860       // initialization, each braced subexpression is its own full-expression.
3861       FullExpressionRAII Scope(Info);
3862       if (!EvaluateDecl(Info, DclIt) && !Info.noteFailure())
3863         return ESR_Failed;
3864     }
3865     return ESR_Succeeded;
3866   }
3867
3868   case Stmt::ReturnStmtClass: {
3869     const Expr *RetExpr = cast<ReturnStmt>(S)->getRetValue();
3870     FullExpressionRAII Scope(Info);
3871     if (RetExpr &&
3872         !(Result.Slot
3873               ? EvaluateInPlace(Result.Value, Info, *Result.Slot, RetExpr)
3874               : Evaluate(Result.Value, Info, RetExpr)))
3875       return ESR_Failed;
3876     return ESR_Returned;
3877   }
3878
3879   case Stmt::CompoundStmtClass: {
3880     BlockScopeRAII Scope(Info);
3881
3882     const CompoundStmt *CS = cast<CompoundStmt>(S);
3883     for (const auto *BI : CS->body()) {
3884       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, BI, Case);
3885       if (ESR == ESR_Succeeded)
3886         Case = nullptr;
3887       else if (ESR != ESR_CaseNotFound)
3888         return ESR;
3889     }
3890     return Case ? ESR_CaseNotFound : ESR_Succeeded;
3891   }
3892
3893   case Stmt::IfStmtClass: {
3894     const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3895
3896     // Evaluate the condition, as either a var decl or as an expression.
3897     BlockScopeRAII Scope(Info);
3898     if (const Stmt *Init = IS->getInit()) {
3899       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
3900       if (ESR != ESR_Succeeded)
3901         return ESR;
3902     }
3903     bool Cond;
3904     if (!EvaluateCond(Info, IS->getConditionVariable(), IS->getCond(), Cond))
3905       return ESR_Failed;
3906
3907     if (const Stmt *SubStmt = Cond ? IS->getThen() : IS->getElse()) {
3908       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SubStmt);
3909       if (ESR != ESR_Succeeded)
3910         return ESR;
3911     }
3912     return ESR_Succeeded;
3913   }
3914
3915   case Stmt::WhileStmtClass: {
3916     const WhileStmt *WS = cast<WhileStmt>(S);
3917     while (true) {
3918       BlockScopeRAII Scope(Info);
3919       bool Continue;
3920       if (!EvaluateCond(Info, WS->getConditionVariable(), WS->getCond(),
3921                         Continue))
3922         return ESR_Failed;
3923       if (!Continue)
3924         break;
3925
3926       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, WS->getBody());
3927       if (ESR != ESR_Continue)
3928         return ESR;
3929     }
3930     return ESR_Succeeded;
3931   }
3932
3933   case Stmt::DoStmtClass: {
3934     const DoStmt *DS = cast<DoStmt>(S);
3935     bool Continue;
3936     do {
3937       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, DS->getBody(), Case);
3938       if (ESR != ESR_Continue)
3939         return ESR;
3940       Case = nullptr;
3941
3942       FullExpressionRAII CondScope(Info);
3943       if (!EvaluateAsBooleanCondition(DS->getCond(), Continue, Info))
3944         return ESR_Failed;
3945     } while (Continue);
3946     return ESR_Succeeded;
3947   }
3948
3949   case Stmt::ForStmtClass: {
3950     const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3951     BlockScopeRAII Scope(Info);
3952     if (FS->getInit()) {
3953       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getInit());
3954       if (ESR != ESR_Succeeded)
3955         return ESR;
3956     }
3957     while (true) {
3958       BlockScopeRAII Scope(Info);
3959       bool Continue = true;
3960       if (FS->getCond() && !EvaluateCond(Info, FS->getConditionVariable(),
3961                                          FS->getCond(), Continue))
3962         return ESR_Failed;
3963       if (!Continue)
3964         break;
3965
3966       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
3967       if (ESR != ESR_Continue)
3968         return ESR;
3969
3970       if (FS->getInc()) {
3971         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3972         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3973           return ESR_Failed;
3974       }
3975     }
3976     return ESR_Succeeded;
3977   }
3978
3979   case Stmt::CXXForRangeStmtClass: {
3980     const CXXForRangeStmt *FS = cast<CXXForRangeStmt>(S);
3981     BlockScopeRAII Scope(Info);
3982
3983     // Initialize the __range variable.
3984     EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getRangeStmt());
3985     if (ESR != ESR_Succeeded)
3986       return ESR;
3987
3988     // Create the __begin and __end iterators.
3989     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getBeginStmt());
3990     if (ESR != ESR_Succeeded)
3991       return ESR;
3992     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getEndStmt());
3993     if (ESR != ESR_Succeeded)
3994       return ESR;
3995
3996     while (true) {
3997       // Condition: __begin != __end.
3998       {
3999         bool Continue = true;
4000         FullExpressionRAII CondExpr(Info);
4001         if (!EvaluateAsBooleanCondition(FS->getCond(), Continue, Info))
4002           return ESR_Failed;
4003         if (!Continue)
4004           break;
4005       }
4006
4007       // User's variable declaration, initialized by *__begin.
4008       BlockScopeRAII InnerScope(Info);
4009       ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getLoopVarStmt());
4010       if (ESR != ESR_Succeeded)
4011         return ESR;
4012
4013       // Loop body.
4014       ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
4015       if (ESR != ESR_Continue)
4016         return ESR;
4017
4018       // Increment: ++__begin
4019       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
4020         return ESR_Failed;
4021     }
4022
4023     return ESR_Succeeded;
4024   }
4025
4026   case Stmt::SwitchStmtClass:
4027     return EvaluateSwitch(Result, Info, cast<SwitchStmt>(S));
4028
4029   case Stmt::ContinueStmtClass:
4030     return ESR_Continue;
4031
4032   case Stmt::BreakStmtClass:
4033     return ESR_Break;
4034
4035   case Stmt::LabelStmtClass:
4036     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<LabelStmt>(S)->getSubStmt(), Case);
4037
4038   case Stmt::AttributedStmtClass:
4039     // As a general principle, C++11 attributes can be ignored without
4040     // any semantic impact.
4041     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<AttributedStmt>(S)->getSubStmt(),
4042                         Case);
4043
4044   case Stmt::CaseStmtClass:
4045   case Stmt::DefaultStmtClass:
4046     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<SwitchCase>(S)->getSubStmt(), Case);
4047   }
4048 }
4049
4050 /// CheckTrivialDefaultConstructor - Check whether a constructor is a trivial
4051 /// default constructor. If so, we'll fold it whether or not it's marked as
4052 /// constexpr. If it is marked as constexpr, we will never implicitly define it,
4053 /// so we need special handling.
4054 static bool CheckTrivialDefaultConstructor(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
4055                                            const CXXConstructorDecl *CD,
4056                                            bool IsValueInitialization) {
4057   if (!CD->isTrivial() || !CD->isDefaultConstructor())
4058     return false;
4059
4060   // Value-initialization does not call a trivial default constructor, so such a
4061   // call is a core constant expression whether or not the constructor is
4062   // constexpr.
4063   if (!CD->isConstexpr() && !IsValueInitialization) {
4064     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4065       // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function,
4066       // we should be much more explicit about why it's not constexpr.
4067       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4068         << /*IsConstexpr*/0 << /*IsConstructor*/1 << CD;
4069       Info.Note(CD->getLocation(), diag::note_declared_at);
4070     } else {
4071       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4072     }
4073   }
4074   return true;
4075 }
4076
4077 /// CheckConstexprFunction - Check that a function can be called in a constant
4078 /// expression.
4079 static bool CheckConstexprFunction(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
4080                                    const FunctionDecl *Declaration,
4081                                    const FunctionDecl *Definition,
4082                                    const Stmt *Body) {
4083   // Potential constant expressions can contain calls to declared, but not yet
4084   // defined, constexpr functions.
4085   if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && !Definition &&
4086       Declaration->isConstexpr())
4087     return false;
4088
4089   // Bail out with no diagnostic if the function declaration itself is invalid.
4090   // We will have produced a relevant diagnostic while parsing it.
4091   if (Declaration->isInvalidDecl())
4092     return false;
4093
4094   // Can we evaluate this function call?
4095   if (Definition && Definition->isConstexpr() &&
4096       !Definition->isInvalidDecl() && Body)
4097     return true;
4098
4099   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4100     const FunctionDecl *DiagDecl = Definition ? Definition : Declaration;
4101     
4102     // If this function is not constexpr because it is an inherited
4103     // non-constexpr constructor, diagnose that directly.
4104     auto *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(DiagDecl);
4105     if (CD && CD->isInheritingConstructor()) {
4106       auto *Inherited = CD->getInheritedConstructor().getConstructor();
4107       if (!Inherited->isConstexpr()) 
4108         DiagDecl = CD = Inherited;
4109     }
4110
4111     // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function
4112     // or an inheriting constructor, we should be much more explicit about why
4113     // it's not constexpr.
4114     if (CD && CD->isInheritingConstructor())
4115       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_inhctor, 1)
4116         << CD->getInheritedConstructor().getConstructor()->getParent();
4117     else
4118       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4119         << DiagDecl->isConstexpr() << (bool)CD << DiagDecl;
4120     Info.Note(DiagDecl->getLocation(), diag::note_declared_at);
4121   } else {
4122     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4123   }
4124   return false;
4125 }
4126
4127 /// Determine if a class has any fields that might need to be copied by a
4128 /// trivial copy or move operation.
4129 static bool hasFields(const CXXRecordDecl *RD) {
4130   if (!RD || RD->isEmpty())
4131     return false;
4132   for (auto *FD : RD->fields()) {
4133     if (FD->isUnnamedBitfield())
4134       continue;
4135     return true;
4136   }
4137   for (auto &Base : RD->bases())
4138     if (hasFields(Base.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
4139       return true;
4140   return false;
4141 }
4142
4143 namespace {
4144 typedef SmallVector<APValue, 8> ArgVector;
4145 }
4146
4147 /// EvaluateArgs - Evaluate the arguments to a function call.
4148 static bool EvaluateArgs(ArrayRef<const Expr*> Args, ArgVector &ArgValues,
4149                          EvalInfo &Info) {
4150   bool Success = true;
4151   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
4152        I != E; ++I) {
4153     if (!Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I)) {
4154       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
4155       // initializers even if some of them fail.
4156       if (!Info.noteFailure())
4157         return false;
4158       Success = false;
4159     }
4160   }
4161   return Success;
4162 }
4163
4164 /// Evaluate a function call.
4165 static bool HandleFunctionCall(SourceLocation CallLoc,
4166                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
4167                                ArrayRef<const Expr*> Args, const Stmt *Body,
4168                                EvalInfo &Info, APValue &Result,
4169                                const LValue *ResultSlot) {
4170   ArgVector ArgValues(Args.size());
4171   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
4172     return false;
4173
4174   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
4175     return false;
4176
4177   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Callee, This, ArgValues.data());
4178
4179   // For a trivial copy or move assignment, perform an APValue copy. This is
4180   // essential for unions, where the operations performed by the assignment
4181   // operator cannot be represented as statements.
4182   //
4183   // Skip this for non-union classes with no fields; in that case, the defaulted
4184   // copy/move does not actually read the object.
4185   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
4186   if (MD && MD->isDefaulted() &&
4187       (MD->getParent()->isUnion() ||
4188        (MD->isTrivial() && hasFields(MD->getParent())))) {
4189     assert(This &&
4190            (MD->isCopyAssignmentOperator() || MD->isMoveAssignmentOperator()));
4191     LValue RHS;
4192     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
4193     APValue RHSValue;
4194     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, Args[0], Args[0]->getType(),
4195                                         RHS, RHSValue))
4196       return false;
4197     if (!handleAssignment(Info, Args[0], *This, MD->getThisType(Info.Ctx),
4198                           RHSValue))
4199       return false;
4200     This->moveInto(Result);
4201     return true;
4202   } else if (MD && isLambdaCallOperator(MD)) {
4203     // We're in a lambda; determine the lambda capture field maps.
4204     MD->getParent()->getCaptureFields(Frame.LambdaCaptureFields,
4205                                       Frame.LambdaThisCaptureField);
4206   }
4207
4208   StmtResult Ret = {Result, ResultSlot};
4209   EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Ret, Info, Body);
4210   if (ESR == ESR_Succeeded) {
4211     if (Callee->getReturnType()->isVoidType())
4212       return true;
4213     Info.FFDiag(Callee->getLocEnd(), diag::note_constexpr_no_return);
4214   }
4215   return ESR == ESR_Returned;
4216 }
4217
4218 /// Evaluate a constructor call.
4219 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
4220                                   APValue *ArgValues,
4221                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
4222                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
4223   SourceLocation CallLoc = E->getExprLoc();
4224   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
4225     return false;
4226
4227   const CXXRecordDecl *RD = Definition->getParent();
4228   if (RD->getNumVBases()) {
4229     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
4230     return false;
4231   }
4232
4233   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Definition, &This, ArgValues);
4234
4235   // FIXME: Creating an APValue just to hold a nonexistent return value is
4236   // wasteful.
4237   APValue RetVal;
4238   StmtResult Ret = {RetVal, nullptr};
4239
4240   // If it's a delegating constructor, delegate.
4241   if (Definition->isDelegatingConstructor()) {
4242     CXXConstructorDecl::init_const_iterator I = Definition->init_begin();
4243     {
4244       FullExpressionRAII InitScope(Info);
4245       if (!EvaluateInPlace(Result, Info, This, (*I)->getInit()))
4246         return false;
4247     }
4248     return EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
4249   }
4250
4251   // For a trivial copy or move constructor, perform an APValue copy. This is
4252   // essential for unions (or classes with anonymous union members), where the
4253   // operations performed by the constructor cannot be represented by
4254   // ctor-initializers.
4255   //
4256   // Skip this for empty non-union classes; we should not perform an
4257   // lvalue-to-rvalue conversion on them because their copy constructor does not
4258   // actually read them.
4259   if (Definition->isDefaulted() && Definition->isCopyOrMoveConstructor() &&
4260       (Definition->getParent()->isUnion() ||
4261        (Definition->isTrivial() && hasFields(Definition->getParent())))) {
4262     LValue RHS;
4263     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
4264     return handleLValueToRValueConversion(
4265         Info, E, Definition->getParamDecl(0)->getType().getNonReferenceType(),
4266         RHS, Result);
4267   }
4268
4269   // Reserve space for the struct members.
4270   if (!RD->isUnion() && Result.isUninit())
4271     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), RD->getNumBases(),
4272                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
4273
4274   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
4275   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
4276
4277   // A scope for temporaries lifetime-extended by reference members.
4278   BlockScopeRAII LifetimeExtendedScope(Info);
4279
4280   bool Success = true;
4281   unsigned BasesSeen = 0;
4282 #ifndef NDEBUG
4283   CXXRecordDecl::base_class_const_iterator BaseIt = RD->bases_begin();
4284 #endif
4285   for (const auto *I : Definition->inits()) {
4286     LValue Subobject = This;
4287     APValue *Value = &Result;
4288
4289     // Determine the subobject to initialize.
4290     FieldDecl *FD = nullptr;
4291     if (I->isBaseInitializer()) {
4292       QualType BaseType(I->getBaseClass(), 0);
4293 #ifndef NDEBUG
4294       // Non-virtual base classes are initialized in the order in the class
4295       // definition. We have already checked for virtual base classes.
4296       assert(!BaseIt->isVirtual() && "virtual base for literal type");
4297       assert(Info.Ctx.hasSameType(BaseIt->getType(), BaseType) &&
4298              "base class initializers not in expected order");
4299       ++BaseIt;
4300 #endif
4301       if (!HandleLValueDirectBase(Info, I->getInit(), Subobject, RD,
4302                                   BaseType->getAsCXXRecordDecl(), &Layout))
4303         return false;
4304       Value = &Result.getStructBase(BasesSeen++);
4305     } else if ((FD = I->getMember())) {
4306       if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD, &Layout))
4307         return false;
4308       if (RD->isUnion()) {
4309         Result = APValue(FD);
4310         Value = &Result.getUnionValue();
4311       } else {
4312         Value = &Result.getStructField(FD->getFieldIndex());
4313       }
4314     } else if (IndirectFieldDecl *IFD = I->getIndirectMember()) {
4315       // Walk the indirect field decl's chain to find the object to initialize,
4316       // and make sure we've initialized every step along it.
4317       for (auto *C : IFD->chain()) {
4318         FD = cast<FieldDecl>(C);
4319         CXXRecordDecl *CD = cast<CXXRecordDecl>(FD->getParent());
4320         // Switch the union field if it differs. This happens if we had
4321         // preceding zero-initialization, and we're now initializing a union
4322         // subobject other than the first.
4323         // FIXME: In this case, the values of the other subobjects are
4324         // specified, since zero-initialization sets all padding bits to zero.
4325         if (Value->isUninit() ||
4326             (Value->isUnion() && Value->getUnionField() != FD)) {
4327           if (CD->isUnion())
4328             *Value = APValue(FD);
4329           else
4330             *Value = APValue(APValue::UninitStruct(), CD->getNumBases(),
4331                              std::distance(CD->field_begin(), CD->field_end()));
4332         }
4333         if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD))
4334           return false;
4335         if (CD->isUnion())
4336           Value = &Value->getUnionValue();
4337         else
4338           Value = &Value->getStructField(FD->getFieldIndex());
4339       }
4340     } else {
4341       llvm_unreachable("unknown base initializer kind");
4342     }
4343
4344     FullExpressionRAII InitScope(Info);
4345     if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Subobject, I->getInit()) ||
4346         (FD && FD->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, I->getInit(),
4347                                                           *Value, FD))) {
4348       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
4349       // initializers even if some of them fail.
4350       if (!Info.noteFailure())
4351         return false;
4352       Success = false;
4353     }
4354   }
4355
4356   return Success &&
4357          EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
4358 }
4359
4360 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
4361                                   ArrayRef<const Expr*> Args,
4362                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
4363                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
4364   ArgVector ArgValues(Args.size());
4365   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
4366     return false;
4367
4368   return HandleConstructorCall(E, This, ArgValues.data(), Definition,
4369                                Info, Result);
4370 }
4371
4372 //===----------------------------------------------------------------------===//
4373 // Generic Evaluation
4374 //===----------------------------------------------------------------------===//
4375 namespace {
4376
4377 template <class Derived>
4378 class ExprEvaluatorBase
4379   : public ConstStmtVisitor<Derived, bool> {
4380 private:
4381   Derived &getDerived() { return static_cast<Derived&>(*this); }
4382   bool DerivedSuccess(const APValue &V, const Expr *E) {
4383     return getDerived().Success(V, E);
4384   }
4385   bool DerivedZeroInitialization(const Expr *E) {
4386     return getDerived().ZeroInitialization(E);
4387   }
4388
4389   // Check whether a conditional operator with a non-constant condition is a
4390   // potential constant expression. If neither arm is a potential constant
4391   // expression, then the conditional operator is not either.
4392   template<typename ConditionalOperator>
4393   void CheckPotentialConstantConditional(const ConditionalOperator *E) {
4394     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
4395
4396     // Speculatively evaluate both arms.
4397     SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diag;
4398     {
4399       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
4400       StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
4401       if (Diag.empty())
4402         return;
4403     }
4404
4405     {
4406       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
4407       Diag.clear();
4408       StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
4409       if (Diag.empty())
4410         return;
4411     }
4412
4413     Error(E, diag::note_constexpr_conditional_never_const);
4414   }
4415
4416
4417   template<typename ConditionalOperator>
4418   bool HandleConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
4419     bool BoolResult;
4420     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getCond(), BoolResult, Info)) {
4421       if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && Info.noteFailure()) {
4422         CheckPotentialConstantConditional(E);
4423         return false;
4424       }
4425       if (Info.noteFailure()) {
4426         StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
4427         StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
4428       }
4429       return false;
4430     }
4431
4432     Expr *EvalExpr = BoolResult ? E->getTrueExpr() : E->getFalseExpr();
4433     return StmtVisitorTy::Visit(EvalExpr);
4434   }
4435
4436 protected:
4437   EvalInfo &Info;
4438   typedef ConstStmtVisitor<Derived, bool> StmtVisitorTy;
4439   typedef ExprEvaluatorBase ExprEvaluatorBaseTy;
4440
4441   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
4442     return Info.CCEDiag(E, D);
4443   }
4444
4445   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Error(E); }
4446
4447 public:
4448   ExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info) : Info(Info) {}
4449
4450   EvalInfo &getEvalInfo() { return Info; }
4451
4452   /// Report an evaluation error. This should only be called when an error is
4453   /// first discovered. When propagating an error, just return false.
4454   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
4455     Info.FFDiag(E, D);
4456     return false;
4457   }
4458   bool Error(const Expr *E) {
4459     return Error(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4460   }
4461
4462   bool VisitStmt(const Stmt *) {
4463     llvm_unreachable("Expression evaluator should not be called on stmts");
4464   }
4465   bool VisitExpr(const Expr *E) {
4466     return Error(E);
4467   }
4468
4469   bool VisitParenExpr(const ParenExpr *E)
4470     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4471   bool VisitUnaryExtension(const UnaryOperator *E)
4472     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4473   bool VisitUnaryPlus(const UnaryOperator *E)
4474     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4475   bool VisitChooseExpr(const ChooseExpr *E)
4476     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getChosenSubExpr()); }
4477   bool VisitGenericSelectionExpr(const GenericSelectionExpr *E)
4478     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getResultExpr()); }
4479   bool VisitSubstNonTypeTemplateParmExpr(const SubstNonTypeTemplateParmExpr *E)
4480     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getReplacement()); }
4481   bool VisitCXXDefaultArgExpr(const CXXDefaultArgExpr *E)
4482     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr()); }
4483   bool VisitCXXDefaultInitExpr(const CXXDefaultInitExpr *E) {
4484     // The initializer may not have been parsed yet, or might be erroneous.
4485     if (!E->getExpr())
4486       return Error(E);
4487     return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr());
4488   }
4489   // We cannot create any objects for which cleanups are required, so there is
4490   // nothing to do here; all cleanups must come from unevaluated subexpressions.
4491   bool VisitExprWithCleanups(const ExprWithCleanups *E)
4492     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4493
4494   bool VisitCXXReinterpretCastExpr(const CXXReinterpretCastExpr *E) {
4495     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 0;
4496     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
4497   }
4498   bool VisitCXXDynamicCastExpr(const CXXDynamicCastExpr *E) {
4499     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 1;
4500     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
4501   }
4502
4503   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4504     switch (E->getOpcode()) {
4505     default:
4506       return Error(E);
4507
4508     case BO_Comma:
4509       VisitIgnoredValue(E->getLHS());
4510       return StmtVisitorTy::Visit(E->getRHS());
4511
4512     case BO_PtrMemD:
4513     case BO_PtrMemI: {
4514       LValue Obj;
4515       if (!HandleMemberPointerAccess(Info, E, Obj))
4516         return false;
4517       APValue Result;
4518       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Obj, Result))
4519         return false;
4520       return DerivedSuccess(Result, E);
4521     }
4522     }
4523   }
4524
4525   bool VisitBinaryConditionalOperator(const BinaryConditionalOperator *E) {
4526     // Evaluate and cache the common expression. We treat it as a temporary,
4527     // even though it's not quite the same thing.
4528     if (!Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getOpaqueValue(), false),
4529                   Info, E->getCommon()))
4530       return false;
4531
4532     return HandleConditionalOperator(E);
4533   }
4534
4535   bool VisitConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
4536     bool IsBcpCall = false;
4537     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
4538     // the result is a constant expression if it can be folded without
4539     // side-effects. This is an important GNU extension. See GCC PR38377
4540     // for discussion.
4541     if (const CallExpr *CallCE =
4542           dyn_cast<CallExpr>(E->getCond()->IgnoreParenCasts()))
4543       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
4544         IsBcpCall = true;
4545
4546     // Always assume __builtin_constant_p(...) ? ... : ... is a potential
4547     // constant expression; we can't check whether it's potentially foldable.
4548     if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && IsBcpCall)
4549       return false;
4550
4551     FoldConstant Fold(Info, IsBcpCall);
4552     if (!HandleConditionalOperator(E)) {
4553       Fold.keepDiagnostics();
4554       return false;
4555     }
4556
4557     return true;
4558   }
4559
4560   bool VisitOpaqueValueExpr(const OpaqueValueExpr *E) {
4561     if (APValue *Value = Info.CurrentCall->getTemporary(E))
4562       return DerivedSuccess(*Value, E);
4563
4564     const Expr *Source = E->getSourceExpr();
4565     if (!Source)
4566       return Error(E);
4567     if (Source == E) { // sanity checking.
4568       assert(0 && "OpaqueValueExpr recursively refers to itself");
4569       return Error(E);
4570     }
4571     return StmtVisitorTy::Visit(Source);
4572   }
4573
4574   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
4575     APValue Result;
4576     if (!handleCallExpr(E, Result, nullptr))
4577       return false;
4578     return DerivedSuccess(Result, E);
4579   }
4580
4581   bool handleCallExpr(const CallExpr *E, APValue &Result,
4582                      const LValue *ResultSlot) {
4583     const Expr *Callee = E->getCallee()->IgnoreParens();
4584     QualType CalleeType = Callee->getType();
4585
4586     const FunctionDecl *FD = nullptr;
4587     LValue *This = nullptr, ThisVal;
4588     auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
4589     bool HasQualifier = false;
4590
4591     // Extract function decl and 'this' pointer from the callee.
4592     if (CalleeType->isSpecificBuiltinType(BuiltinType::BoundMember)) {
4593       const ValueDecl *Member = nullptr;
4594       if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(Callee)) {
4595         // Explicit bound member calls, such as x.f() or p->g();
4596         if (!EvaluateObjectArgument(Info, ME->getBase(), ThisVal))
4597           return false;
4598         Member = ME->getMemberDecl();
4599         This = &ThisVal;
4600         HasQualifier = ME->hasQualifier();
4601       } else if (const BinaryOperator *BE = dyn_cast<BinaryOperator>(Callee)) {
4602         // Indirect bound member calls ('.*' or '->*').
4603         Member = HandleMemberPointerAccess(Info, BE, ThisVal, false);
4604         if (!Member) return false;
4605         This = &ThisVal;
4606       } else
4607         return Error(Callee);
4608
4609       FD = dyn_cast<FunctionDecl>(Member);
4610       if (!FD)
4611         return Error(Callee);
4612     } else if (CalleeType->isFunctionPointerType()) {
4613       LValue Call;
4614       if (!EvaluatePointer(Callee, Call, Info))
4615         return false;
4616
4617       if (!Call.getLValueOffset().isZero())
4618         return Error(Callee);
4619       FD = dyn_cast_or_null<FunctionDecl>(
4620                              Call.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>());
4621       if (!FD)
4622         return Error(Callee);
4623       // Don't call function pointers which have been cast to some other type.
4624       // Per DR (no number yet), the caller and callee can differ in noexcept.
4625       if (!Info.Ctx.hasSameFunctionTypeIgnoringExceptionSpec(
4626         CalleeType->getPointeeType(), FD->getType())) {
4627         return Error(E);
4628       }
4629
4630       // Overloaded operator calls to member functions are represented as normal
4631       // calls with '*this' as the first argument.
4632       const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
4633       if (MD && !MD->isStatic()) {
4634         // FIXME: When selecting an implicit conversion for an overloaded
4635         // operator delete, we sometimes try to evaluate calls to conversion
4636         // operators without a 'this' parameter!
4637         if (Args.empty())
4638           return Error(E);
4639
4640         if (!EvaluateObjectArgument(Info, Args[0], ThisVal))
4641           return false;
4642         This = &ThisVal;
4643         Args = Args.slice(1);
4644       } else if (MD && MD->isLambdaStaticInvoker()) {   
4645         // Map the static invoker for the lambda back to the call operator.
4646         // Conveniently, we don't have to slice out the 'this' argument (as is
4647         // being done for the non-static case), since a static member function
4648         // doesn't have an implicit argument passed in.
4649         const CXXRecordDecl *ClosureClass = MD->getParent();
4650         assert(
4651             ClosureClass->captures_begin() == ClosureClass->captures_end() &&
4652             "Number of captures must be zero for conversion to function-ptr");
4653
4654         const CXXMethodDecl *LambdaCallOp =
4655             ClosureClass->getLambdaCallOperator();
4656
4657         // Set 'FD', the function that will be called below, to the call
4658         // operator.  If the closure object represents a generic lambda, find
4659         // the corresponding specialization of the call operator.
4660
4661         if (ClosureClass->isGenericLambda()) {
4662           assert(MD->isFunctionTemplateSpecialization() &&
4663                  "A generic lambda's static-invoker function must be a "
4664                  "template specialization");
4665           const TemplateArgumentList *TAL = MD->getTemplateSpecializationArgs();
4666           FunctionTemplateDecl *CallOpTemplate =
4667               LambdaCallOp->getDescribedFunctionTemplate();
4668           void *InsertPos = nullptr;
4669           FunctionDecl *CorrespondingCallOpSpecialization =
4670               CallOpTemplate->findSpecialization(TAL->asArray(), InsertPos);
4671           assert(CorrespondingCallOpSpecialization &&
4672                  "We must always have a function call operator specialization "
4673                  "that corresponds to our static invoker specialization");
4674           FD = cast<CXXMethodDecl>(CorrespondingCallOpSpecialization);
4675         } else
4676           FD = LambdaCallOp;
4677       }
4678
4679       
4680     } else
4681       return Error(E);
4682
4683     if (This && !This->checkSubobject(Info, E, CSK_This))
4684       return false;
4685
4686     // DR1358 allows virtual constexpr functions in some cases. Don't allow
4687     // calls to such functions in constant expressions.
4688     if (This && !HasQualifier &&
4689         isa<CXXMethodDecl>(FD) && cast<CXXMethodDecl>(FD)->isVirtual())
4690       return Error(E, diag::note_constexpr_virtual_call);
4691
4692     const FunctionDecl *Definition = nullptr;
4693     Stmt *Body = FD->getBody(Definition);
4694
4695     if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body) ||
4696         !HandleFunctionCall(E->getExprLoc(), Definition, This, Args, Body, Info,
4697                             Result, ResultSlot))
4698       return false;
4699
4700     return true;
4701   }
4702
4703   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
4704     return StmtVisitorTy::Visit(E->getInitializer());
4705   }
4706   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
4707     if (E->getNumInits() == 0)
4708       return DerivedZeroInitialization(E);
4709     if (E->getNumInits() == 1)
4710       return StmtVisitorTy::Visit(E->getInit(0));
4711     return Error(E);
4712   }
4713   bool VisitImplicitValueInitExpr(const ImplicitValueInitExpr *E) {
4714     return DerivedZeroInitialization(E);
4715   }
4716   bool VisitCXXScalarValueInitExpr(const CXXScalarValueInitExpr *E) {
4717     return DerivedZeroInitialization(E);
4718   }
4719   bool VisitCXXNullPtrLiteralExpr(const CXXNullPtrLiteralExpr *E) {
4720     return DerivedZeroInitialization(E);
4721   }
4722
4723   /// A member expression where the object is a prvalue is itself a prvalue.
4724   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4725     assert(!E->isArrow() && "missing call to bound member function?");
4726
4727     APValue Val;
4728     if (!Evaluate(Val, Info, E->getBase()))
4729       return false;
4730
4731     QualType BaseTy = E->getBase()->getType();
4732
4733     const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl());
4734     if (!FD) return Error(E);
4735     assert(!FD->getType()->isReferenceType() && "prvalue reference?");
4736     assert(BaseTy->castAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4737            FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4738
4739     CompleteObject Obj(&Val, BaseTy);
4740     SubobjectDesignator Designator(BaseTy);
4741     Designator.addDeclUnchecked(FD);
4742
4743     APValue Result;
4744     return extractSubobject(Info, E, Obj, Designator, Result) &&
4745            DerivedSuccess(Result, E);
4746   }
4747
4748   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4749     switch (E->getCastKind()) {
4750     default:
4751       break;
4752
4753     case CK_AtomicToNonAtomic: {
4754       APValue AtomicVal;
4755       // This does not need to be done in place even for class/array types:
4756       // atomic-to-non-atomic conversion implies copying the object
4757       // representation.
4758       if (!Evaluate(AtomicVal, Info, E->getSubExpr()))
4759         return false;
4760       return DerivedSuccess(AtomicVal, E);
4761     }
4762
4763     case CK_NoOp:
4764     case CK_UserDefinedConversion:
4765       return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr());
4766
4767     case CK_LValueToRValue: {
4768       LValue LVal;
4769       if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal, Info))
4770         return false;
4771       APValue RVal;
4772       // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
4773       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4774                                           LVal, RVal))
4775         return false;
4776       return DerivedSuccess(RVal, E);
4777     }
4778     }
4779
4780     return Error(E);
4781   }
4782
4783   bool VisitUnaryPostInc(const UnaryOperator *UO) {
4784     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4785   }
4786   bool VisitUnaryPostDec(const UnaryOperator *UO) {
4787     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4788   }
4789   bool VisitUnaryPostIncDec(const UnaryOperator *UO) {
4790     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4791       return Error(UO);
4792
4793     LValue LVal;
4794     if (!EvaluateLValue(UO->getSubExpr(), LVal, Info))
4795       return false;
4796     APValue RVal;
4797     if (!handleIncDec(this->Info, UO, LVal, UO->getSubExpr()->getType(),
4798                       UO->isIncrementOp(), &RVal))
4799       return false;
4800     return DerivedSuccess(RVal, UO);
4801   }
4802
4803   bool VisitStmtExpr(const StmtExpr *E) {
4804     // We will have checked the full-expressions inside the statement expression
4805     // when they were completed, and don't need to check them again now.
4806     if (Info.checkingForOverflow())
4807       return Error(E);
4808
4809     BlockScopeRAII Scope(Info);
4810     const CompoundStmt *CS = E->getSubStmt();
4811     if (CS->body_empty())
4812       return true;
4813
4814     for (CompoundStmt::const_body_iterator BI = CS->body_begin(),
4815                                            BE = CS->body_end();
4816          /**/; ++BI) {
4817       if (BI + 1 == BE) {
4818         const Expr *FinalExpr = dyn_cast<Expr>(*BI);
4819         if (!FinalExpr) {
4820           Info.FFDiag((*BI)->getLocStart(),
4821                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4822           return false;
4823         }
4824         return this->Visit(FinalExpr);
4825       }
4826
4827       APValue ReturnValue;
4828       StmtResult Result = { ReturnValue, nullptr };
4829       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, *BI);
4830       if (ESR != ESR_Succeeded) {
4831         // FIXME: If the statement-expression terminated due to 'return',
4832         // 'break', or 'continue', it would be nice to propagate that to
4833         // the outer statement evaluation rather than bailing out.
4834         if (ESR != ESR_Failed)
4835           Info.FFDiag((*BI)->getLocStart(),
4836                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4837         return false;
4838       }
4839     }
4840
4841     llvm_unreachable("Return from function from the loop above.");
4842   }
4843
4844   /// Visit a value which is evaluated, but whose value is ignored.
4845   void VisitIgnoredValue(const Expr *E) {
4846     EvaluateIgnoredValue(Info, E);
4847   }
4848
4849   /// Potentially visit a MemberExpr's base expression.
4850   void VisitIgnoredBaseExpression(const Expr *E) {
4851     // While MSVC doesn't evaluate the base expression, it does diagnose the
4852     // presence of side-effecting behavior.
4853     if (Info.getLangOpts().MSVCCompat && !E->HasSideEffects(Info.Ctx))
4854       return;
4855     VisitIgnoredValue(E);
4856   }
4857 };
4858
4859 }
4860
4861 //===----------------------------------------------------------------------===//
4862 // Common base class for lvalue and temporary evaluation.
4863 //===----------------------------------------------------------------------===//
4864 namespace {
4865 template<class Derived>
4866 class LValueExprEvaluatorBase
4867   : public ExprEvaluatorBase<Derived> {
4868 protected:
4869   LValue &Result;
4870   bool InvalidBaseOK;
4871   typedef LValueExprEvaluatorBase LValueExprEvaluatorBaseTy;
4872   typedef ExprEvaluatorBase<Derived> ExprEvaluatorBaseTy;
4873
4874   bool Success(APValue::LValueBase B) {
4875     Result.set(B);
4876     return true;
4877   }
4878
4879   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
4880     return EvaluatePointer(E, Result, this->Info, InvalidBaseOK);
4881   }
4882
4883 public:
4884   LValueExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
4885       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result),
4886         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
4887
4888   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
4889     Result.setFrom(this->Info.Ctx, V);
4890     return true;
4891   }
4892
4893   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4894     // Handle non-static data members.
4895     QualType BaseTy;
4896     bool EvalOK;
4897     if (E->isArrow()) {
4898       EvalOK = evaluatePointer(E->getBase(), Result);
4899       BaseTy = E->getBase()->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
4900     } else if (E->getBase()->isRValue()) {
4901       assert(E->getBase()->getType()->isRecordType());
4902       EvalOK = EvaluateTemporary(E->getBase(), Result, this->Info);
4903       BaseTy = E->getBase()->getType();
4904     } else {
4905       EvalOK = this->Visit(E->getBase());
4906       BaseTy = E->getBase()->getType();
4907     }
4908     if (!EvalOK) {
4909       if (!InvalidBaseOK)
4910         return false;
4911       Result.setInvalid(E);
4912       return true;
4913     }
4914
4915     const ValueDecl *MD = E->getMemberDecl();
4916     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl())) {
4917       assert(BaseTy->getAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4918              FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4919       (void)BaseTy;
4920       if (!HandleLValueMember(this->Info, E, Result, FD))
4921         return false;
4922     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MD)) {
4923       if (!HandleLValueIndirectMember(this->Info, E, Result, IFD))
4924         return false;
4925     } else
4926       return this->Error(E);
4927
4928     if (MD->getType()->isReferenceType()) {
4929       APValue RefValue;
4930       if (!handleLValueToRValueConversion(this->Info, E, MD->getType(), Result,
4931                                           RefValue))
4932         return false;
4933       return Success(RefValue, E);
4934     }
4935     return true;
4936   }
4937
4938   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4939     switch (E->getOpcode()) {
4940     default:
4941       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
4942
4943     case BO_PtrMemD:
4944     case BO_PtrMemI:
4945       return HandleMemberPointerAccess(this->Info, E, Result);
4946     }
4947   }
4948
4949   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4950     switch (E->getCastKind()) {
4951     default:
4952       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
4953
4954     case CK_DerivedToBase:
4955     case CK_UncheckedDerivedToBase:
4956       if (!this->Visit(E->getSubExpr()))
4957         return false;
4958
4959       // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
4960       // the derived class to the base class.
4961       return HandleLValueBasePath(this->Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4962                                   Result);
4963     }
4964   }
4965 };
4966 }
4967
4968 //===----------------------------------------------------------------------===//
4969 // LValue Evaluation
4970 //
4971 // This is used for evaluating lvalues (in C and C++), xvalues (in C++11),
4972 // function designators (in C), decl references to void objects (in C), and
4973 // temporaries (if building with -Wno-address-of-temporary).
4974 //
4975 // LValue evaluation produces values comprising a base expression of one of the
4976 // following types:
4977 // - Declarations
4978 //  * VarDecl
4979 //  * FunctionDecl
4980 // - Literals
4981 //  * CompoundLiteralExpr in C (and in global scope in C++)
4982 //  * StringLiteral
4983 //  * CXXTypeidExpr
4984 //  * PredefinedExpr
4985 //  * ObjCStringLiteralExpr
4986 //  * ObjCEncodeExpr
4987 //  * AddrLabelExpr
4988 //  * BlockExpr
4989 //  * CallExpr for a MakeStringConstant builtin
4990 // - Locals and temporaries
4991 //  * MaterializeTemporaryExpr
4992 //  * Any Expr, with a CallIndex indicating the function in which the temporary
4993 //    was evaluated, for cases where the MaterializeTemporaryExpr is missing
4994 //    from the AST (FIXME).
4995 //  * A MaterializeTemporaryExpr that has static storage duration, with no
4996 //    CallIndex, for a lifetime-extended temporary.
4997 // plus an offset in bytes.
4998 //===----------------------------------------------------------------------===//
4999 namespace {
5000 class LValueExprEvaluator
5001   : public LValueExprEvaluatorBase<LValueExprEvaluator> {
5002 public:
5003   LValueExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK) :
5004     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, InvalidBaseOK) {}
5005
5006   bool VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD);
5007   bool VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO);
5008
5009   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E);
5010   bool VisitPredefinedExpr(const PredefinedExpr *E) { return Success(E); }
5011   bool VisitMaterializeTemporaryExpr(const MaterializeTemporaryExpr *E);
5012   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E);
5013   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E);
5014   bool VisitStringLiteral(const StringLiteral *E) { return Success(E); }
5015   bool VisitObjCEncodeExpr(const ObjCEncodeExpr *E) { return Success(E); }
5016   bool VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E);
5017   bool VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E);
5018   bool VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E);
5019   bool VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E);
5020   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
5021   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
5022   bool VisitUnaryPreInc(const UnaryOperator *UO) {
5023     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
5024   }
5025   bool VisitUnaryPreDec(const UnaryOperator *UO) {
5026     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
5027   }
5028   bool VisitBinAssign(const BinaryOperator *BO);
5029   bool VisitCompoundAssignOperator(const CompoundAssignOperator *CAO);
5030
5031   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5032     switch (E->getCastKind()) {
5033     default:
5034       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5035
5036     case CK_LValueBitCast:
5037       this->CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5038       if (!Visit(E->getSubExpr()))
5039         return false;
5040       Result.Designator.setInvalid();
5041       return true;
5042
5043     case CK_BaseToDerived:
5044       if (!Visit(E->getSubExpr()))
5045         return false;
5046       return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
5047     }
5048   }
5049 };
5050 } // end anonymous namespace
5051
5052 /// Evaluate an expression as an lvalue. This can be legitimately called on
5053 /// expressions which are not glvalues, in three cases:
5054 ///  * function designators in C, and
5055 ///  * "extern void" objects
5056 ///  * @selector() expressions in Objective-C
5057 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
5058                            bool InvalidBaseOK) {
5059   assert(E->isGLValue() || E->getType()->isFunctionType() ||
5060          E->getType()->isVoidType() || isa<ObjCSelectorExpr>(E));
5061   return LValueExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
5062 }
5063
5064 bool LValueExprEvaluator::VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
5065   if (const FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(E->getDecl()))
5066     return Success(FD);
5067   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getDecl()))
5068     return VisitVarDecl(E, VD);
5069   if (const BindingDecl *BD = dyn_cast<BindingDecl>(E->getDecl()))
5070     return Visit(BD->getBinding());
5071   return Error(E);
5072 }
5073
5074
5075 bool LValueExprEvaluator::VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD) {
5076
5077   // If we are within a lambda's call operator, check whether the 'VD' referred
5078   // to within 'E' actually represents a lambda-capture that maps to a
5079   // data-member/field within the closure object, and if so, evaluate to the
5080   // field or what the field refers to.
5081   if (Info.CurrentCall && isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee)) {
5082     if (auto *FD = Info.CurrentCall->LambdaCaptureFields.lookup(VD)) {
5083       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
5084         return false;
5085       // Start with 'Result' referring to the complete closure object...
5086       Result = *Info.CurrentCall->This;
5087       // ... then update it to refer to the field of the closure object
5088       // that represents the capture.
5089       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, FD))
5090         return false;
5091       // And if the field is of reference type, update 'Result' to refer to what
5092       // the field refers to.
5093       if (FD->getType()->isReferenceType()) {
5094         APValue RVal;
5095         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, FD->getType(), Result,
5096                                             RVal))
5097           return false;
5098         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
5099       }
5100       return true;
5101     }
5102   }
5103   CallStackFrame *Frame = nullptr;
5104   if (VD->hasLocalStorage() && Info.CurrentCall->Index > 1) {
5105     // Only if a local variable was declared in the function currently being
5106     // evaluated, do we expect to be able to find its value in the current
5107     // frame. (Otherwise it was likely declared in an enclosing context and
5108     // could either have a valid evaluatable value (for e.g. a constexpr
5109     // variable) or be ill-formed (and trigger an appropriate evaluation
5110     // diagnostic)).
5111     if (Info.CurrentCall->Callee &&
5112         Info.CurrentCall->Callee->Equals(VD->getDeclContext())) {
5113       Frame = Info.CurrentCall;
5114     }
5115   }
5116
5117   if (!VD->getType()->isReferenceType()) {
5118     if (Frame) {
5119       Result.set(VD, Frame->Index);
5120       return true;
5121     }
5122     return Success(VD);
5123   }
5124
5125   APValue *V;
5126   if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, V))
5127     return false;
5128   if (V->isUninit()) {
5129     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
5130       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_use_uninit_reference);
5131     return false;
5132   }
5133   return Success(*V, E);
5134 }
5135
5136 bool LValueExprEvaluator::VisitMaterializeTemporaryExpr(
5137     const MaterializeTemporaryExpr *E) {
5138   // Walk through the expression to find the materialized temporary itself.
5139   SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
5140   SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
5141   const Expr *Inner = E->GetTemporaryExpr()->
5142       skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs, Adjustments);
5143
5144   // If we passed any comma operators, evaluate their LHSs.
5145   for (unsigned I = 0, N = CommaLHSs.size(); I != N; ++I)
5146     if (!EvaluateIgnoredValue(Info, CommaLHSs[I]))
5147       return false;
5148
5149   // A materialized temporary with static storage duration can appear within the
5150   // result of a constant expression evaluation, so we need to preserve its
5151   // value for use outside this evaluation.
5152   APValue *Value;
5153   if (E->getStorageDuration() == SD_Static) {
5154     Value = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(E, true);
5155     *Value = APValue();
5156     Result.set(E);
5157   } else {
5158     Value = &Info.CurrentCall->
5159         createTemporary(E, E->getStorageDuration() == SD_Automatic);
5160     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
5161   }
5162
5163   QualType Type = Inner->getType();
5164
5165   // Materialize the temporary itself.
5166   if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Result, Inner) ||
5167       (E->getStorageDuration() == SD_Static &&
5168        !CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), Type, *Value))) {
5169     *Value = APValue();
5170     return false;
5171   }
5172
5173   // Adjust our lvalue to refer to the desired subobject.
5174   for (unsigned I = Adjustments.size(); I != 0; /**/) {
5175     --I;
5176     switch (Adjustments[I].Kind) {
5177     case SubobjectAdjustment::DerivedToBaseAdjustment:
5178       if (!HandleLValueBasePath(Info, Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath,
5179                                 Type, Result))
5180         return false;
5181       Type = Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath->getType();
5182       break;
5183
5184     case SubobjectAdjustment::FieldAdjustment:
5185       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, Adjustments[I].Field))
5186         return false;
5187       Type = Adjustments[I].Field->getType();
5188       break;
5189
5190     case SubobjectAdjustment::MemberPointerAdjustment:
5191       if (!HandleMemberPointerAccess(this->Info, Type, Result,
5192                                      Adjustments[I].Ptr.RHS))
5193         return false;
5194       Type = Adjustments[I].Ptr.MPT->getPointeeType();
5195       break;
5196     }
5197   }
5198
5199   return true;
5200 }
5201
5202 bool
5203 LValueExprEvaluator::VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
5204   assert((!Info.getLangOpts().CPlusPlus || E->isFileScope()) &&
5205          "lvalue compound literal in c++?");
5206   // Defer visiting the literal until the lvalue-to-rvalue conversion. We can
5207   // only see this when folding in C, so there's no standard to follow here.
5208   return Success(E);
5209 }
5210
5211 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E) {
5212   if (!E->isPotentiallyEvaluated())
5213     return Success(E);
5214
5215   Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_typeid_polymorphic)
5216     << E->getExprOperand()->getType()
5217     << E->getExprOperand()->getSourceRange();
5218   return false;
5219 }
5220
5221 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E) {
5222   return Success(E);
5223 }
5224
5225 bool LValueExprEvaluator::VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
5226   // Handle static data members.
5227   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getMemberDecl())) {
5228     VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
5229     return VisitVarDecl(E, VD);
5230   }
5231
5232   // Handle static member functions.
5233   if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(E->getMemberDecl())) {
5234     if (MD->isStatic()) {
5235       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
5236       return Success(MD);
5237     }
5238   }
5239
5240   // Handle non-static data members.
5241   return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
5242 }
5243
5244 bool LValueExprEvaluator::VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E) {
5245   // FIXME: Deal with vectors as array subscript bases.
5246   if (E->getBase()->getType()->isVectorType())
5247     return Error(E);
5248
5249   bool Success = true;
5250   if (!evaluatePointer(E->getBase(), Result)) {
5251     if (!Info.noteFailure())
5252       return false;
5253     Success = false;
5254   }
5255
5256   APSInt Index;
5257   if (!EvaluateInteger(E->getIdx(), Index, Info))
5258     return false;
5259
5260   return Success &&
5261          HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, E->getType(), Index);
5262 }
5263
5264 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E) {
5265   return evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result);
5266 }
5267
5268 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
5269   if (!Visit(E->getSubExpr()))
5270     return false;
5271   // __real is a no-op on scalar lvalues.
5272   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType())
5273     HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), false);
5274   return true;
5275 }
5276
5277 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
5278   assert(E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType() &&
5279          "lvalue __imag__ on scalar?");
5280   if (!Visit(E->getSubExpr()))
5281     return false;
5282   HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), true);
5283   return true;
5284 }
5285
5286 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO) {
5287   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5288     return Error(UO);
5289
5290   if (!this->Visit(UO->getSubExpr()))
5291     return false;
5292
5293   return handleIncDec(
5294       this->Info, UO, Result, UO->getSubExpr()->getType(),
5295       UO->isIncrementOp(), nullptr);
5296 }
5297
5298 bool LValueExprEvaluator::VisitCompoundAssignOperator(
5299     const CompoundAssignOperator *CAO) {
5300   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5301     return Error(CAO);
5302
5303   APValue RHS;
5304
5305   // The overall lvalue result is the result of evaluating the LHS.
5306   if (!this->Visit(CAO->getLHS())) {
5307     if (Info.noteFailure())
5308       Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS());
5309     return false;
5310   }
5311
5312   if (!Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS()))
5313     return false;
5314
5315   return handleCompoundAssignment(
5316       this->Info, CAO,
5317       Result, CAO->getLHS()->getType(), CAO->getComputationLHSType(),
5318       CAO->getOpForCompoundAssignment(CAO->getOpcode()), RHS);
5319 }
5320
5321 bool LValueExprEvaluator::VisitBinAssign(const BinaryOperator *E) {
5322   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5323     return Error(E);
5324
5325   APValue NewVal;
5326
5327   if (!this->Visit(E->getLHS())) {
5328     if (Info.noteFailure())
5329       Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS());
5330     return false;
5331   }
5332
5333   if (!Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS()))
5334     return false;
5335
5336   return handleAssignment(this->Info, E, Result, E->getLHS()->getType(),
5337                           NewVal);
5338 }
5339
5340 //===----------------------------------------------------------------------===//
5341 // Pointer Evaluation
5342 //===----------------------------------------------------------------------===//
5343
5344 /// \brief Attempts to compute the number of bytes available at the pointer
5345 /// returned by a function with the alloc_size attribute. Returns true if we
5346 /// were successful. Places an unsigned number into `Result`.
5347 ///
5348 /// This expects the given CallExpr to be a call to a function with an
5349 /// alloc_size attribute.
5350 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
5351                                             const CallExpr *Call,
5352                                             llvm::APInt &Result) {
5353   const AllocSizeAttr *AllocSize = getAllocSizeAttr(Call);
5354
5355   // alloc_size args are 1-indexed, 0 means not present.
5356   assert(AllocSize && AllocSize->getElemSizeParam() != 0);
5357   unsigned SizeArgNo = AllocSize->getElemSizeParam() - 1;
5358   unsigned BitsInSizeT = Ctx.getTypeSize(Ctx.getSizeType());
5359   if (Call->getNumArgs() <= SizeArgNo)
5360     return false;
5361
5362   auto EvaluateAsSizeT = [&](const Expr *E, APSInt &Into) {
5363     if (!E->EvaluateAsInt(Into, Ctx, Expr::SE_AllowSideEffects))
5364       return false;
5365     if (Into.isNegative() || !Into.isIntN(BitsInSizeT))
5366       return false;
5367     Into = Into.zextOrSelf(BitsInSizeT);
5368     return true;
5369   };
5370
5371   APSInt SizeOfElem;
5372   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(SizeArgNo), SizeOfElem))
5373     return false;
5374
5375   if (!AllocSize->getNumElemsParam()) {
5376     Result = std::move(SizeOfElem);
5377     return true;
5378   }
5379
5380   APSInt NumberOfElems;
5381   // Argument numbers start at 1
5382   unsigned NumArgNo = AllocSize->getNumElemsParam() - 1;
5383   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(NumArgNo), NumberOfElems))
5384     return false;
5385
5386   bool Overflow;
5387   llvm::APInt BytesAvailable = SizeOfElem.umul_ov(NumberOfElems, Overflow);
5388   if (Overflow)
5389     return false;
5390
5391   Result = std::move(BytesAvailable);
5392   return true;
5393 }
5394
5395 /// \brief Convenience function. LVal's base must be a call to an alloc_size
5396 /// function.
5397 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
5398                                             const LValue &LVal,
5399                                             llvm::APInt &Result) {
5400   assert(isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
5401          "Can't get the size of a non alloc_size function");
5402   const auto *Base = LVal.getLValueBase().get<const Expr *>();
5403   const CallExpr *CE = tryUnwrapAllocSizeCall(Base);
5404   return getBytesReturnedByAllocSizeCall(Ctx, CE, Result);
5405 }
5406
5407 /// \brief Attempts to evaluate the given LValueBase as the result of a call to
5408 /// a function with the alloc_size attribute. If it was possible to do so, this
5409 /// function will return true, make Result's Base point to said function call,
5410 /// and mark Result's Base as invalid.
5411 static bool evaluateLValueAsAllocSize(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base,
5412                                       LValue &Result) {
5413   if (Base.isNull())
5414     return false;
5415
5416   // Because we do no form of static analysis, we only support const variables.
5417   //
5418   // Additionally, we can't support parameters, nor can we support static
5419   // variables (in the latter case, use-before-assign isn't UB; in the former,
5420   // we have no clue what they'll be assigned to).
5421   const auto *VD =
5422       dyn_cast_or_null<VarDecl>(Base.dyn_cast<const ValueDecl *>());
5423   if (!VD || !VD->isLocalVarDecl() || !VD->getType().isConstQualified())
5424     return false;
5425
5426   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer();
5427   if (!Init)
5428     return false;
5429
5430   const Expr *E = Init->IgnoreParens();
5431   if (!tryUnwrapAllocSizeCall(E))
5432     return false;
5433
5434   // Store E instead of E unwrapped so that the type of the LValue's base is
5435   // what the user wanted.
5436   Result.setInvalid(E);
5437
5438   QualType Pointee = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5439   Result.addUnsizedArray(Info, Pointee);
5440   return true;
5441 }
5442
5443 namespace {
5444 class PointerExprEvaluator
5445   : public ExprEvaluatorBase<PointerExprEvaluator> {
5446   LValue &Result;
5447   bool InvalidBaseOK;
5448
5449   bool Success(const Expr *E) {
5450     Result.set(E);
5451     return true;
5452   }
5453
5454   bool evaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result) {
5455     return EvaluateLValue(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
5456   }
5457
5458   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
5459     return EvaluatePointer(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
5460   }
5461
5462   bool visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E);
5463 public:
5464
5465   PointerExprEvaluator(EvalInfo &info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
5466       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result),
5467         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
5468
5469   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5470     Result.setFrom(Info.Ctx, V);
5471     return true;
5472   }
5473   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
5474     auto Offset = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(E->getType());
5475     Result.set((Expr*)nullptr, 0, false, true, Offset);
5476     return true;
5477   }
5478
5479   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
5480   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
5481   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
5482   bool VisitObjCStringLiteral(const ObjCStringLiteral *E)
5483       { return Success(E); }
5484   bool VisitObjCBoxedExpr(const ObjCBoxedExpr *E) {
5485     if (Info.noteFailure())
5486       EvaluateIgnoredValue(Info, E->getSubExpr());
5487     return Error(E);
5488   }
5489   bool VisitAddrLabelExpr(const AddrLabelExpr *E)
5490       { return Success(E); }
5491   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
5492   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
5493   bool VisitBlockExpr(const BlockExpr *E) {
5494     if (!E->getBlockDecl()->hasCaptures())
5495       return Success(E);
5496     return Error(E);
5497   }
5498   bool VisitCXXThisExpr(const CXXThisExpr *E) {
5499     // Can't look at 'this' when checking a potential constant expression.
5500     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
5501       return false;
5502     if (!Info.CurrentCall->This) {
5503       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
5504         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_this) << E->isImplicit();
5505       else
5506         Info.FFDiag(E);
5507       return false;
5508     }
5509     Result = *Info.CurrentCall->This;
5510     // If we are inside a lambda's call operator, the 'this' expression refers
5511     // to the enclosing '*this' object (either by value or reference) which is
5512     // either copied into the closure object's field that represents the '*this'
5513     // or refers to '*this'.
5514     if (isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee)) {
5515       // Update 'Result' to refer to the data member/field of the closure object
5516       // that represents the '*this' capture.
5517       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result,
5518                              Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField)) 
5519         return false;
5520       // If we captured '*this' by reference, replace the field with its referent.
5521       if (Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField->getType()
5522               ->isPointerType()) {
5523         APValue RVal;
5524         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Result,
5525                                             RVal))
5526           return false;
5527
5528         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
5529       }
5530     }
5531     return true;
5532   }
5533
5534   // FIXME: Missing: @protocol, @selector
5535 };
5536 } // end anonymous namespace
5537
5538 static bool EvaluatePointer(const Expr* E, LValue& Result, EvalInfo &Info,
5539                             bool InvalidBaseOK) {
5540   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
5541   return PointerExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
5542 }
5543
5544 bool PointerExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
5545   if (E->getOpcode() != BO_Add &&
5546       E->getOpcode() != BO_Sub)
5547     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
5548
5549   const Expr *PExp = E->getLHS();
5550   const Expr *IExp = E->getRHS();
5551   if (IExp->getType()->isPointerType())
5552     std::swap(PExp, IExp);
5553
5554   bool EvalPtrOK = evaluatePointer(PExp, Result);
5555   if (!EvalPtrOK && !Info.noteFailure())
5556     return false;
5557
5558   llvm::APSInt Offset;
5559   if (!EvaluateInteger(IExp, Offset, Info) || !EvalPtrOK)
5560     return false;
5561
5562   if (E->getOpcode() == BO_Sub)
5563     negateAsSigned(Offset);
5564
5565   QualType Pointee = PExp->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5566   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, Pointee, Offset);
5567 }
5568
5569 bool PointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
5570   return evaluateLValue(E->getSubExpr(), Result);
5571 }
5572
5573 bool PointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr* E) {
5574   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
5575
5576   switch (E->getCastKind()) {
5577   default:
5578     break;
5579
5580   case CK_BitCast:
5581   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
5582   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
5583   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
5584   case CK_AddressSpaceConversion:
5585     if (!Visit(SubExpr))
5586       return false;
5587     // Bitcasts to cv void* are static_casts, not reinterpret_casts, so are
5588     // permitted in constant expressions in C++11. Bitcasts from cv void* are
5589     // also static_casts, but we disallow them as a resolution to DR1312.
5590     if (!E->getType()->isVoidPointerType()) {
5591       Result.Designator.setInvalid();
5592       if (SubExpr->getType()->isVoidPointerType())
5593         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast)
5594           << 3 << SubExpr->getType();
5595       else
5596         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5597     }
5598     if (E->getCastKind() == CK_AddressSpaceConversion && Result.IsNullPtr)
5599       ZeroInitialization(E);
5600     return true;
5601
5602   case CK_DerivedToBase:
5603   case CK_UncheckedDerivedToBase:
5604     if (!evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result))
5605       return false;
5606     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
5607       return true;
5608
5609     // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
5610     // the derived class to the base class.
5611     return HandleLValueBasePath(Info, E, E->getSubExpr()->getType()->
5612                                   castAs<PointerType>()->getPointeeType(),
5613                                 Result);
5614
5615   case CK_BaseToDerived:
5616     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5617       return false;
5618     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
5619       return true;
5620     return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
5621
5622   case CK_NullToPointer:
5623     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
5624     return ZeroInitialization(E);
5625
5626   case CK_IntegralToPointer: {
5627     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5628
5629     APValue Value;
5630     if (!EvaluateIntegerOrLValue(SubExpr, Value, Info))
5631       break;
5632
5633     if (Value.isInt()) {
5634       unsigned Size = Info.Ctx.getTypeSize(E->getType());
5635       uint64_t N = Value.getInt().extOrTrunc(Size).getZExtValue();
5636       Result.Base = (Expr*)nullptr;
5637       Result.InvalidBase = false;
5638       Result.Offset = CharUnits::fromQuantity(N);
5639       Result.CallIndex = 0;
5640       Result.Designator.setInvalid();
5641       Result.IsNullPtr = false;
5642       return true;
5643     } else {
5644       // Cast is of an lvalue, no need to change value.
5645       Result.setFrom(Info.Ctx, Value);
5646       return true;
5647     }
5648   }
5649   case CK_ArrayToPointerDecay:
5650     if (SubExpr->isGLValue()) {
5651       if (!evaluateLValue(SubExpr, Result))
5652         return false;
5653     } else {
5654       Result.set(SubExpr, Info.CurrentCall->Index);
5655       if (!EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(SubExpr, false),
5656                            Info, Result, SubExpr))
5657         return false;
5658     }
5659     // The result is a pointer to the first element of the array.
5660     if (const ConstantArrayType *CAT
5661           = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(SubExpr->getType()))
5662       Result.addArray(Info, E, CAT);
5663     else
5664       Result.Designator.setInvalid();
5665     return true;
5666
5667   case CK_FunctionToPointerDecay:
5668     return evaluateLValue(SubExpr, Result);
5669
5670   case CK_LValueToRValue: {
5671     LValue LVal;
5672     if (!evaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal))
5673       return false;
5674
5675     APValue RVal;
5676     // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
5677     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
5678                                         LVal, RVal))
5679       return InvalidBaseOK &&
5680              evaluateLValueAsAllocSize(Info, LVal.Base, Result);
5681     return Success(RVal, E);
5682   }
5683   }
5684
5685   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5686 }
5687
5688 static CharUnits GetAlignOfType(EvalInfo &Info, QualType T) {
5689   // C++ [expr.alignof]p3:
5690   //     When alignof is applied to a reference type, the result is the
5691   //     alignment of the referenced type.
5692   if (const ReferenceType *Ref = T->getAs<ReferenceType>())
5693     T = Ref->getPointeeType();
5694
5695   // __alignof is defined to return the preferred alignment.
5696   if (T.getQualifiers().hasUnaligned())
5697     return CharUnits::One();
5698   return Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
5699     Info.Ctx.getPreferredTypeAlign(T.getTypePtr()));
5700 }
5701
5702 static CharUnits GetAlignOfExpr(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
5703   E = E->IgnoreParens();
5704
5705   // The kinds of expressions that we have special-case logic here for
5706   // should be kept up to date with the special checks for those
5707   // expressions in Sema.
5708
5709   // alignof decl is always accepted, even if it doesn't make sense: we default
5710   // to 1 in those cases.
5711   if (const DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E))
5712     return Info.Ctx.getDeclAlign(DRE->getDecl(),
5713                                  /*RefAsPointee*/true);
5714
5715   if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(E))
5716     return Info.Ctx.getDeclAlign(ME->getMemberDecl(),
5717                                  /*RefAsPointee*/true);
5718
5719   return GetAlignOfType(Info, E->getType());
5720 }
5721
5722 // To be clear: this happily visits unsupported builtins. Better name welcomed.
5723 bool PointerExprEvaluator::visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E) {
5724   if (ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E))
5725     return true;
5726
5727   if (!(InvalidBaseOK && getAllocSizeAttr(E)))
5728     return false;
5729
5730   Result.setInvalid(E);
5731   QualType PointeeTy = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5732   Result.addUnsizedArray(Info, PointeeTy);
5733   return true;
5734 }
5735
5736 bool PointerExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
5737   if (IsStringLiteralCall(E))
5738     return Success(E);
5739
5740   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
5741     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
5742
5743   return visitNonBuiltinCallExpr(E);
5744 }
5745
5746 bool PointerExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
5747                                                 unsigned BuiltinOp) {
5748   switch (BuiltinOp) {
5749   case Builtin::BI__builtin_addressof:
5750     return evaluateLValue(E->getArg(0), Result);
5751   case Builtin::BI__builtin_assume_aligned: {
5752     // We need to be very careful here because: if the pointer does not have the
5753     // asserted alignment, then the behavior is undefined, and undefined
5754     // behavior is non-constant.
5755     if (!evaluatePointer(E->getArg(0), Result))
5756       return false;
5757
5758     LValue OffsetResult(Result);
5759     APSInt Alignment;
5760     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Alignment, Info))
5761       return false;
5762     CharUnits Align = CharUnits::fromQuantity(Alignment.getZExtValue());
5763
5764     if (E->getNumArgs() > 2) {
5765       APSInt Offset;
5766       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), Offset, Info))
5767         return false;
5768
5769       int64_t AdditionalOffset = -Offset.getZExtValue();
5770       OffsetResult.Offset += CharUnits::fromQuantity(AdditionalOffset);
5771     }
5772
5773     // If there is a base object, then it must have the correct alignment.
5774     if (OffsetResult.Base) {
5775       CharUnits BaseAlignment;
5776       if (const ValueDecl *VD =
5777           OffsetResult.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
5778         BaseAlignment = Info.Ctx.getDeclAlign(VD);
5779       } else {
5780         BaseAlignment =
5781           GetAlignOfExpr(Info, OffsetResult.Base.get<const Expr*>());
5782       }
5783
5784       if (BaseAlignment < Align) {
5785         Result.Designator.setInvalid();
5786         // FIXME: Add support to Diagnostic for long / long long.
5787         CCEDiag(E->getArg(0),
5788                 diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 0
5789           << (unsigned)BaseAlignment.getQuantity()
5790           << (unsigned)Align.getQuantity();
5791         return false;
5792       }
5793     }
5794
5795     // The offset must also have the correct alignment.
5796     if (OffsetResult.Offset.alignTo(Align) != OffsetResult.Offset) {
5797       Result.Designator.setInvalid();
5798
5799       (OffsetResult.Base
5800            ? CCEDiag(E->getArg(0),
5801                      diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 1
5802            : CCEDiag(E->getArg(0),
5803                      diag::note_constexpr_baa_value_insufficient_alignment))
5804         << (int)OffsetResult.Offset.getQuantity()
5805         << (unsigned)Align.getQuantity();
5806       return false;
5807     }
5808
5809     return true;
5810   }
5811
5812   case Builtin::BIstrchr:
5813   case Builtin::BIwcschr:
5814   case Builtin::BImemchr:
5815   case Builtin::BIwmemchr:
5816     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
5817       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
5818         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
5819         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
5820     else
5821       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
5822     // Fall through.
5823   case Builtin::BI__builtin_strchr:
5824   case Builtin::BI__builtin_wcschr:
5825   case Builtin::BI__builtin_memchr:
5826   case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
5827   case Builtin::BI__builtin_wmemchr: {
5828     if (!Visit(E->getArg(0)))
5829       return false;
5830     APSInt Desired;
5831     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Desired, Info))
5832       return false;
5833     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
5834     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrchr &&
5835         BuiltinOp != Builtin::BIwcschr &&
5836         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strchr &&
5837         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcschr) {
5838       APSInt N;
5839       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
5840         return false;
5841       MaxLength = N.getExtValue();
5842     }
5843
5844     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
5845
5846     // Figure out what value we're actually looking for (after converting to
5847     // the corresponding unsigned type if necessary).
5848     uint64_t DesiredVal;
5849     bool StopAtNull = false;
5850     switch (BuiltinOp) {
5851     case Builtin::BIstrchr:
5852     case Builtin::BI__builtin_strchr:
5853       // strchr compares directly to the passed integer, and therefore
5854       // always fails if given an int that is not a char.
5855       if (!APSInt::isSameValue(HandleIntToIntCast(Info, E, CharTy,
5856                                                   E->getArg(1)->getType(),
5857                                                   Desired),
5858                                Desired))
5859         return ZeroInitialization(E);
5860       StopAtNull = true;
5861       // Fall through.
5862     case Builtin::BImemchr:
5863     case Builtin::BI__builtin_memchr:
5864     case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
5865       // memchr compares by converting both sides to unsigned char. That's also
5866       // correct for strchr if we get this far (to cope with plain char being
5867       // unsigned in the strchr case).
5868       DesiredVal = Desired.trunc(Info.Ctx.getCharWidth()).getZExtValue();
5869       break;
5870
5871     case Builtin::BIwcschr:
5872     case Builtin::BI__builtin_wcschr:
5873       StopAtNull = true;
5874       // Fall through.
5875     case Builtin::BIwmemchr:
5876     case Builtin::BI__builtin_wmemchr:
5877       // wcschr and wmemchr are given a wchar_t to look for. Just use it.
5878       DesiredVal = Desired.getZExtValue();
5879       break;
5880     }
5881
5882     for (; MaxLength; --MaxLength) {
5883       APValue Char;
5884       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, Result, Char) ||
5885           !Char.isInt())
5886         return false;
5887       if (Char.getInt().getZExtValue() == DesiredVal)
5888         return true;
5889       if (StopAtNull && !Char.getInt())
5890         break;
5891       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, CharTy, 1))
5892         return false;
5893     }
5894     // Not found: return nullptr.
5895     return ZeroInitialization(E);
5896   }
5897
5898   default:
5899     return visitNonBuiltinCallExpr(E);
5900   }
5901 }
5902
5903 //===----------------------------------------------------------------------===//
5904 // Member Pointer Evaluation
5905 //===----------------------------------------------------------------------===//
5906
5907 namespace {
5908 class MemberPointerExprEvaluator
5909   : public ExprEvaluatorBase<MemberPointerExprEvaluator> {
5910   MemberPtr &Result;
5911
5912   bool Success(const ValueDecl *D) {
5913     Result = MemberPtr(D);
5914     return true;
5915   }
5916 public:
5917
5918   MemberPointerExprEvaluator(EvalInfo &Info, MemberPtr &Result)
5919     : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result) {}
5920
5921   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5922     Result.setFrom(V);
5923     return true;
5924   }
5925   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
5926     return Success((const ValueDecl*)nullptr);
5927   }
5928
5929   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
5930   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
5931 };
5932 } // end anonymous namespace
5933
5934 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
5935                                   EvalInfo &Info) {
5936   assert(E->isRValue() && E->getType()->isMemberPointerType());
5937   return MemberPointerExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
5938 }
5939
5940 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5941   switch (E->getCastKind()) {
5942   default:
5943     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5944
5945   case CK_NullToMemberPointer:
5946     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
5947     return ZeroInitialization(E);
5948
5949   case CK_BaseToDerivedMemberPointer: {
5950     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5951       return false;
5952     if (E->path_empty())
5953       return true;
5954     // Base-to-derived member pointer casts store the path in derived-to-base
5955     // order, so iterate backwards. The CXXBaseSpecifier also provides us with
5956     // the wrong end of the derived->base arc, so stagger the path by one class.
5957     typedef std::reverse_iterator<CastExpr::path_const_iterator> ReverseIter;
5958     for (ReverseIter PathI(E->path_end() - 1), PathE(E->path_begin());
5959          PathI != PathE; ++PathI) {
5960       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
5961       const CXXRecordDecl *Derived = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
5962       if (!Result.castToDerived(Derived))
5963         return Error(E);
5964     }
5965     const Type *FinalTy = E->getType()->castAs<MemberPointerType>()->getClass();
5966     if (!Result.castToDerived(FinalTy->getAsCXXRecordDecl()))
5967       return Error(E);
5968     return true;
5969   }
5970
5971   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
5972     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5973       return false;
5974     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
5975          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
5976       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
5977       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
5978       if (!Result.castToBase(Base))
5979         return Error(E);
5980     }
5981     return true;
5982   }
5983 }
5984
5985 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
5986   // C++11 [expr.unary.op]p3 has very strict rules on how the address of a
5987   // member can be formed.
5988   return Success(cast<DeclRefExpr>(E->getSubExpr())->getDecl());
5989 }
5990
5991 //===----------------------------------------------------------------------===//
5992 // Record Evaluation
5993 //===----------------------------------------------------------------------===//
5994
5995 namespace {
5996   class RecordExprEvaluator
5997   : public ExprEvaluatorBase<RecordExprEvaluator> {
5998     const LValue &This;
5999     APValue &Result;
6000   public:
6001
6002     RecordExprEvaluator(EvalInfo &info, const LValue &This, APValue &Result)
6003       : ExprEvaluatorBaseTy(info), This(This), Result(Result) {}
6004
6005     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6006       Result = V;
6007       return true;
6008     }
6009     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
6010       return ZeroInitialization(E, E->getType());
6011     }
6012     bool ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T);
6013
6014     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6015       return handleCallExpr(E, Result, &This);
6016     }
6017     bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
6018     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6019     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6020       return VisitCXXConstructExpr(E, E->getType());
6021     }
6022     bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E);
6023     bool VisitCXXInheritedCtorInitExpr(const CXXInheritedCtorInitExpr *E);
6024     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E, QualType T);
6025     bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E);
6026   };
6027 }
6028
6029 /// Perform zero-initialization on an object of non-union class type.
6030 /// C++11 [dcl.init]p5:
6031 ///  To zero-initialize an object or reference of type T means:
6032 ///    [...]
6033 ///    -- if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type,
6034 ///       each non-static data member and each base-class subobject is
6035 ///       zero-initialized
6036 static bool HandleClassZeroInitialization(EvalInfo &Info, const Expr *E,
6037                                           const RecordDecl *RD,
6038                                           const LValue &This, APValue &Result) {
6039   assert(!RD->isUnion() && "Expected non-union class type");
6040   const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
6041   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CD ? CD->getNumBases() : 0,
6042                    std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
6043
6044   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6045   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
6046
6047   if (CD) {
6048     unsigned Index = 0;
6049     for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
6050            End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++Index) {
6051       const CXXRecordDecl *Base = I->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6052       LValue Subobject = This;
6053       if (!HandleLValueDirectBase(Info, E, Subobject, CD, Base, &Layout))
6054         return false;
6055       if (!HandleClassZeroInitialization(Info, E, Base, Subobject,
6056                                          Result.getStructBase(Index)))
6057         return false;
6058     }
6059   }
6060
6061   for (const auto *I : RD->fields()) {
6062     // -- if T is a reference type, no initialization is performed.
6063     if (I->getType()->isReferenceType())
6064       continue;
6065
6066     LValue Subobject = This;
6067     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, I, &Layout))
6068       return false;
6069
6070     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
6071     if (!EvaluateInPlace(
6072           Result.getStructField(I->getFieldIndex()), Info, Subobject, &VIE))
6073       return false;
6074   }
6075
6076   return true;
6077 }
6078
6079 bool RecordExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T) {
6080   const RecordDecl *RD = T->castAs<RecordType>()->getDecl();
6081   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6082   if (RD->isUnion()) {
6083     // C++11 [dcl.init]p5: If T is a (possibly cv-qualified) union type, the
6084     // object's first non-static named data member is zero-initialized
6085     RecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin();
6086     if (I == RD->field_end()) {
6087       Result = APValue((const FieldDecl*)nullptr);
6088       return true;
6089     }
6090
6091     LValue Subobject = This;
6092     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, *I))
6093       return false;
6094     Result = APValue(*I);
6095     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
6096     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, &VIE);
6097   }
6098
6099   if (isa<CXXRecordDecl>(RD) && cast<CXXRecordDecl>(RD)->getNumVBases()) {
6100     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
6101     return false;
6102   }
6103
6104   return HandleClassZeroInitialization(Info, E, RD, This, Result);
6105 }
6106
6107 bool RecordExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6108   switch (E->getCastKind()) {
6109   default:
6110     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6111
6112   case CK_ConstructorConversion:
6113     return Visit(E->getSubExpr());
6114
6115   case CK_DerivedToBase:
6116   case CK_UncheckedDerivedToBase: {
6117     APValue DerivedObject;
6118     if (!Evaluate(DerivedObject, Info, E->getSubExpr()))
6119       return false;
6120     if (!DerivedObject.isStruct())
6121       return Error(E->getSubExpr());
6122
6123     // Derived-to-base rvalue conversion: just slice off the derived part.
6124     APValue *Value = &DerivedObject;
6125     const CXXRecordDecl *RD = E->getSubExpr()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6126     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
6127          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
6128       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "record rvalue with virtual base");
6129       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6130       Value = &Value->getStructBase(getBaseIndex(RD, Base));
6131       RD = Base;
6132     }
6133     Result = *Value;
6134     return true;
6135   }
6136   }
6137 }
6138
6139 bool RecordExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6140   if (E->isTransparent())
6141     return Visit(E->getInit(0));
6142
6143   const RecordDecl *RD = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
6144   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6145   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
6146
6147   if (RD->isUnion()) {
6148     const FieldDecl *Field = E->getInitializedFieldInUnion();
6149     Result = APValue(Field);
6150     if (!Field)
6151       return true;
6152
6153     // If the initializer list for a union does not contain any elements, the
6154     // first element of the union is value-initialized.
6155     // FIXME: The element should be initialized from an initializer list.
6156     //        Is this difference ever observable for initializer lists which
6157     //        we don't build?
6158     ImplicitValueInitExpr VIE(Field->getType());
6159     const Expr *InitExpr = E->getNumInits() ? E->getInit(0) : &VIE;
6160
6161     LValue Subobject = This;
6162     if (!HandleLValueMember(Info, InitExpr, Subobject, Field, &Layout))
6163       return false;
6164
6165     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
6166     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
6167                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(InitExpr));
6168
6169     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, InitExpr);
6170   }
6171
6172   auto *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
6173   if (Result.isUninit())
6174     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CXXRD ? CXXRD->getNumBases() : 0,
6175                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
6176   unsigned ElementNo = 0;
6177   bool Success = true;
6178
6179   // Initialize base classes.
6180   if (CXXRD) {
6181     for (const auto &Base : CXXRD->bases()) {
6182       assert(ElementNo < E->getNumInits() && "missing init for base class");
6183       const Expr *Init = E->getInit(ElementNo);
6184
6185       LValue Subobject = This;
6186       if (!HandleLValueBase(Info, Init, Subobject, CXXRD, &Base))
6187         return false;
6188
6189       APValue &FieldVal = Result.getStructBase(ElementNo);
6190       if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init)) {
6191         if (!Info.noteFailure())
6192           return false;
6193         Success = false;
6194       }
6195       ++ElementNo;
6196     }
6197   }
6198
6199   // Initialize members.
6200   for (const auto *Field : RD->fields()) {
6201     // Anonymous bit-fields are not considered members of the class for
6202     // purposes of aggregate initialization.
6203     if (Field->isUnnamedBitfield())
6204       continue;
6205
6206     LValue Subobject = This;
6207
6208     bool HaveInit = ElementNo < E->getNumInits();
6209
6210     // FIXME: Diagnostics here should point to the end of the initializer
6211     // list, not the start.
6212     if (!HandleLValueMember(Info, HaveInit ? E->getInit(ElementNo) : E,
6213                             Subobject, Field, &Layout))
6214       return false;
6215
6216     // Perform an implicit value-initialization for members beyond the end of
6217     // the initializer list.
6218     ImplicitValueInitExpr VIE(HaveInit ? Info.Ctx.IntTy : Field->getType());
6219     const Expr *Init = HaveInit ? E->getInit(ElementNo++) : &VIE;
6220     if (Init->isValueDependent()) {
6221       Success = false;
6222       continue;
6223     }
6224
6225     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
6226     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
6227                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(Init));
6228
6229     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
6230     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init) ||
6231         (Field->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, Init,
6232                                                        FieldVal, Field))) {
6233       if (!Info.noteFailure())
6234         return false;
6235       Success = false;
6236     }
6237   }
6238
6239   return Success;
6240 }
6241
6242 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6243                                                 QualType T) {
6244   // Note that E's type is not necessarily the type of our class here; we might
6245   // be initializing an array element instead.
6246   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
6247   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
6248
6249   bool ZeroInit = E->requiresZeroInitialization();
6250   if (CheckTrivialDefaultConstructor(Info, E->getExprLoc(), FD, ZeroInit)) {
6251     // If we've already performed zero-initialization, we're already done.
6252     if (!Result.isUninit())
6253       return true;
6254
6255     // We can get here in two different ways:
6256     //  1) We're performing value-initialization, and should zero-initialize
6257     //     the object, or
6258     //  2) We're performing default-initialization of an object with a trivial
6259     //     constexpr default constructor, in which case we should start the
6260     //     lifetimes of all the base subobjects (there can be no data member
6261     //     subobjects in this case) per [basic.life]p1.
6262     // Either way, ZeroInitialization is appropriate.
6263     return ZeroInitialization(E, T);
6264   }
6265
6266   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
6267   auto Body = FD->getBody(Definition);
6268
6269   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
6270     return false;
6271
6272   // Avoid materializing a temporary for an elidable copy/move constructor.
6273   if (E->isElidable() && !ZeroInit)
6274     if (const MaterializeTemporaryExpr *ME
6275           = dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(E->getArg(0)))
6276       return Visit(ME->GetTemporaryExpr());
6277
6278   if (ZeroInit && !ZeroInitialization(E, T))
6279     return false;
6280
6281   auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
6282   return HandleConstructorCall(E, This, Args,
6283                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
6284                                Result);
6285 }
6286
6287 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXInheritedCtorInitExpr(
6288     const CXXInheritedCtorInitExpr *E) {
6289   if (!Info.CurrentCall) {
6290     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
6291     return false;
6292   }
6293
6294   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
6295   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl())
6296     return false;
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   return HandleConstructorCall(E, This, Info.CurrentCall->Arguments,
6305                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
6306                                Result);
6307 }
6308
6309 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXStdInitializerListExpr(
6310     const CXXStdInitializerListExpr *E) {
6311   const ConstantArrayType *ArrayType =
6312       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getSubExpr()->getType());
6313
6314   LValue Array;
6315   if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), Array, Info))
6316     return false;
6317
6318   // Get a pointer to the first element of the array.
6319   Array.addArray(Info, E, ArrayType);
6320
6321   // FIXME: Perform the checks on the field types in SemaInit.
6322   RecordDecl *Record = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
6323   RecordDecl::field_iterator Field = Record->field_begin();
6324   if (Field == Record->field_end())
6325     return Error(E);
6326
6327   // Start pointer.
6328   if (!Field->getType()->isPointerType() ||
6329       !Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
6330                             ArrayType->getElementType()))
6331     return Error(E);
6332
6333   // FIXME: What if the initializer_list type has base classes, etc?
6334   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), 0, 2);
6335   Array.moveInto(Result.getStructField(0));
6336
6337   if (++Field == Record->field_end())
6338     return Error(E);
6339
6340   if (Field->getType()->isPointerType() &&
6341       Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
6342                            ArrayType->getElementType())) {
6343     // End pointer.
6344     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Array,
6345                                      ArrayType->getElementType(),
6346                                      ArrayType->getSize().getZExtValue()))
6347       return false;
6348     Array.moveInto(Result.getStructField(1));
6349   } else if (Info.Ctx.hasSameType(Field->getType(), Info.Ctx.getSizeType()))
6350     // Length.
6351     Result.getStructField(1) = APValue(APSInt(ArrayType->getSize()));
6352   else
6353     return Error(E);
6354
6355   if (++Field != Record->field_end())
6356     return Error(E);
6357
6358   return true;
6359 }
6360
6361 bool RecordExprEvaluator::VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
6362   const CXXRecordDecl *ClosureClass = E->getLambdaClass();
6363   if (ClosureClass->isInvalidDecl()) return false;
6364
6365   if (Info.checkingPotentialConstantExpression()) return true;
6366   
6367   const size_t NumFields =
6368       std::distance(ClosureClass->field_begin(), ClosureClass->field_end());
6369
6370   assert(NumFields == (size_t)std::distance(E->capture_init_begin(),
6371                                             E->capture_init_end()) &&
6372          "The number of lambda capture initializers should equal the number of "
6373          "fields within the closure type");
6374
6375   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), /*NumBases*/0, NumFields);
6376   // Iterate through all the lambda's closure object's fields and initialize
6377   // them.
6378   auto *CaptureInitIt = E->capture_init_begin();
6379   const LambdaCapture *CaptureIt = ClosureClass->captures_begin();
6380   bool Success = true;
6381   for (const auto *Field : ClosureClass->fields()) {
6382     assert(CaptureInitIt != E->capture_init_end());
6383     // Get the initializer for this field
6384     Expr *const CurFieldInit = *CaptureInitIt++;
6385     
6386     // If there is no initializer, either this is a VLA or an error has
6387     // occurred.
6388     if (!CurFieldInit)
6389       return Error(E);
6390
6391     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
6392     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, This, CurFieldInit)) {
6393       if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6394         return false;
6395       Success = false;
6396     }
6397     ++CaptureIt;
6398   }
6399   return Success;
6400 }
6401
6402 static bool EvaluateRecord(const Expr *E, const LValue &This,
6403                            APValue &Result, EvalInfo &Info) {
6404   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType() &&
6405          "can't evaluate expression as a record rvalue");
6406   return RecordExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
6407 }
6408
6409 //===----------------------------------------------------------------------===//
6410 // Temporary Evaluation
6411 //
6412 // Temporaries are represented in the AST as rvalues, but generally behave like
6413 // lvalues. The full-object of which the temporary is a subobject is implicitly
6414 // materialized so that a reference can bind to it.
6415 //===----------------------------------------------------------------------===//
6416 namespace {
6417 class TemporaryExprEvaluator
6418   : public LValueExprEvaluatorBase<TemporaryExprEvaluator> {
6419 public:
6420   TemporaryExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result) :
6421     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, false) {}
6422
6423   /// Visit an expression which constructs the value of this temporary.
6424   bool VisitConstructExpr(const Expr *E) {
6425     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
6426     return EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(E, false),
6427                            Info, Result, E);
6428   }
6429
6430   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6431     switch (E->getCastKind()) {
6432     default:
6433       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6434
6435     case CK_ConstructorConversion:
6436       return VisitConstructExpr(E->getSubExpr());
6437     }
6438   }
6439   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6440     return VisitConstructExpr(E);
6441   }
6442   bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6443     return VisitConstructExpr(E);
6444   }
6445   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6446     return VisitConstructExpr(E);
6447   }
6448   bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E) {
6449     return VisitConstructExpr(E);
6450   }
6451   bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
6452     return VisitConstructExpr(E);
6453   }
6454 };
6455 } // end anonymous namespace
6456
6457 /// Evaluate an expression of record type as a temporary.
6458 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info) {
6459   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType());
6460   return TemporaryExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
6461 }
6462
6463 //===----------------------------------------------------------------------===//
6464 // Vector Evaluation
6465 //===----------------------------------------------------------------------===//
6466
6467 namespace {
6468   class VectorExprEvaluator
6469   : public ExprEvaluatorBase<VectorExprEvaluator> {
6470     APValue &Result;
6471   public:
6472
6473     VectorExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &Result)
6474       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
6475
6476     bool Success(ArrayRef<APValue> V, const Expr *E) {
6477       assert(V.size() == E->getType()->castAs<VectorType>()->getNumElements());
6478       // FIXME: remove this APValue copy.
6479       Result = APValue(V.data(), V.size());
6480       return true;
6481     }
6482     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6483       assert(V.isVector());
6484       Result = V;
6485       return true;
6486     }
6487     bool ZeroInitialization(const Expr *E);
6488
6489     bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E)
6490       { return Visit(E->getSubExpr()); }
6491     bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
6492     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6493     bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
6494     // FIXME: Missing: unary -, unary ~, binary add/sub/mul/div,
6495     //                 binary comparisons, binary and/or/xor,
6496     //                 shufflevector, ExtVectorElementExpr
6497   };
6498 } // end anonymous namespace
6499
6500 static bool EvaluateVector(const Expr* E, APValue& Result, EvalInfo &Info) {
6501   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVectorType() &&"not a vector rvalue");
6502   return VectorExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
6503 }
6504
6505 bool VectorExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6506   const VectorType *VTy = E->getType()->castAs<VectorType>();
6507   unsigned NElts = VTy->getNumElements();
6508
6509   const Expr *SE = E->getSubExpr();
6510   QualType SETy = SE->getType();
6511
6512   switch (E->getCastKind()) {
6513   case CK_VectorSplat: {
6514     APValue Val = APValue();
6515     if (SETy->isIntegerType()) {
6516       APSInt IntResult;
6517       if (!EvaluateInteger(SE, IntResult, Info))
6518         return false;
6519       Val = APValue(std::move(IntResult));
6520     } else if (SETy->isRealFloatingType()) {
6521       APFloat FloatResult(0.0);
6522       if (!EvaluateFloat(SE, FloatResult, Info))
6523         return false;
6524       Val = APValue(std::move(FloatResult));
6525     } else {
6526       return Error(E);
6527     }
6528
6529     // Splat and create vector APValue.
6530     SmallVector<APValue, 4> Elts(NElts, Val);
6531     return Success(Elts, E);
6532   }
6533   case CK_BitCast: {
6534     // Evaluate the operand into an APInt we can extract from.
6535     llvm::APInt SValInt;
6536     if (!EvalAndBitcastToAPInt(Info, SE, SValInt))
6537       return false;
6538     // Extract the elements
6539     QualType EltTy = VTy->getElementType();
6540     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
6541     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
6542     SmallVector<APValue, 4> Elts;
6543     if (EltTy->isRealFloatingType()) {
6544       const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy);
6545       unsigned FloatEltSize = EltSize;
6546       if (&Sem == &APFloat::x87DoubleExtended())
6547         FloatEltSize = 80;
6548       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
6549         llvm::APInt Elt;
6550         if (BigEndian)
6551           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+FloatEltSize).trunc(FloatEltSize);
6552         else
6553           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).trunc(FloatEltSize);
6554         Elts.push_back(APValue(APFloat(Sem, Elt)));
6555       }
6556     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
6557       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
6558         llvm::APInt Elt;
6559         if (BigEndian)
6560           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
6561         else
6562           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
6563         Elts.push_back(APValue(APSInt(Elt, EltTy->isSignedIntegerType())));
6564       }
6565     } else {
6566       return Error(E);
6567     }
6568     return Success(Elts, E);
6569   }
6570   default:
6571     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6572   }
6573 }
6574
6575 bool
6576 VectorExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6577   const VectorType *VT = E->getType()->castAs<VectorType>();
6578   unsigned NumInits = E->getNumInits();
6579   unsigned NumElements = VT->getNumElements();
6580
6581   QualType EltTy = VT->getElementType();
6582   SmallVector<APValue, 4> Elements;
6583
6584   // The number of initializers can be less than the number of
6585   // vector elements. For OpenCL, this can be due to nested vector
6586   // initialization. For GCC compatibility, missing trailing elements 
6587   // should be initialized with zeroes.
6588   unsigned CountInits = 0, CountElts = 0;
6589   while (CountElts < NumElements) {
6590     // Handle nested vector initialization.
6591     if (CountInits < NumInits 
6592         && E->getInit(CountInits)->getType()->isVectorType()) {
6593       APValue v;
6594       if (!EvaluateVector(E->getInit(CountInits), v, Info))
6595         return Error(E);
6596       unsigned vlen = v.getVectorLength();
6597       for (unsigned j = 0; j < vlen; j++) 
6598         Elements.push_back(v.getVectorElt(j));
6599       CountElts += vlen;
6600     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
6601       llvm::APSInt sInt(32);
6602       if (CountInits < NumInits) {
6603         if (!EvaluateInteger(E->getInit(CountInits), sInt, Info))
6604           return false;
6605       } else // trailing integer zero.
6606         sInt = Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy);
6607       Elements.push_back(APValue(sInt));
6608       CountElts++;
6609     } else {
6610       llvm::APFloat f(0.0);
6611       if (CountInits < NumInits) {
6612         if (!EvaluateFloat(E->getInit(CountInits), f, Info))
6613           return false;
6614       } else // trailing float zero.
6615         f = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy));
6616       Elements.push_back(APValue(f));
6617       CountElts++;
6618     }
6619     CountInits++;
6620   }
6621   return Success(Elements, E);
6622 }
6623
6624 bool
6625 VectorExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
6626   const VectorType *VT = E->getType()->getAs<VectorType>();
6627   QualType EltTy = VT->getElementType();
6628   APValue ZeroElement;
6629   if (EltTy->isIntegerType())
6630     ZeroElement = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy));
6631   else
6632     ZeroElement =
6633         APValue(APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy)));
6634
6635   SmallVector<APValue, 4> Elements(VT->getNumElements(), ZeroElement);
6636   return Success(Elements, E);
6637 }
6638
6639 bool VectorExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
6640   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
6641   return ZeroInitialization(E);
6642 }
6643
6644 //===----------------------------------------------------------------------===//
6645 // Array Evaluation
6646 //===----------------------------------------------------------------------===//
6647
6648 namespace {
6649   class ArrayExprEvaluator
6650   : public ExprEvaluatorBase<ArrayExprEvaluator> {
6651     const LValue &This;
6652     APValue &Result;
6653   public:
6654
6655     ArrayExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue &This, APValue &Result)
6656       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
6657
6658     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6659       assert((V.isArray() || V.isLValue()) &&
6660              "expected array or string literal");
6661       Result = V;
6662       return true;
6663     }
6664
6665     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
6666       const ConstantArrayType *CAT =
6667           Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
6668       if (!CAT)
6669         return Error(E);
6670
6671       Result = APValue(APValue::UninitArray(), 0,
6672                        CAT->getSize().getZExtValue());
6673       if (!Result.hasArrayFiller()) return true;
6674
6675       // Zero-initialize all elements.
6676       LValue Subobject = This;
6677       Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6678       ImplicitValueInitExpr VIE(CAT->getElementType());
6679       return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject, &VIE);
6680     }
6681
6682     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6683       return handleCallExpr(E, Result, &This);
6684     }
6685     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6686     bool VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E);
6687     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E);
6688     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6689                                const LValue &Subobject,
6690                                APValue *Value, QualType Type);
6691   };
6692 } // end anonymous namespace
6693
6694 static bool EvaluateArray(const Expr *E, const LValue &This,
6695                           APValue &Result, EvalInfo &Info) {
6696   assert(E->isRValue() && E->getType()->isArrayType() && "not an array rvalue");
6697   return ArrayExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
6698 }
6699
6700 bool ArrayExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6701   const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
6702   if (!CAT)
6703     return Error(E);
6704
6705   // C++11 [dcl.init.string]p1: A char array [...] can be initialized by [...]
6706   // an appropriately-typed string literal enclosed in braces.
6707   if (E->isStringLiteralInit()) {
6708     LValue LV;
6709     if (!EvaluateLValue(E->getInit(0), LV, Info))
6710       return false;
6711     APValue Val;
6712     LV.moveInto(Val);
6713     return Success(Val, E);
6714   }
6715
6716   bool Success = true;
6717
6718   assert((!Result.isArray() || Result.getArrayInitializedElts() == 0) &&
6719          "zero-initialized array shouldn't have any initialized elts");
6720   APValue Filler;
6721   if (Result.isArray() && Result.hasArrayFiller())
6722     Filler = Result.getArrayFiller();
6723
6724   unsigned NumEltsToInit = E->getNumInits();
6725   unsigned NumElts = CAT->getSize().getZExtValue();
6726   const Expr *FillerExpr = E->hasArrayFiller() ? E->getArrayFiller() : nullptr;
6727
6728   // If the initializer might depend on the array index, run it for each
6729   // array element. For now, just whitelist non-class value-initialization.
6730   if (NumEltsToInit != NumElts && !isa<ImplicitValueInitExpr>(FillerExpr))
6731     NumEltsToInit = NumElts;
6732
6733   Result = APValue(APValue::UninitArray(), NumEltsToInit, NumElts);
6734
6735   // If the array was previously zero-initialized, preserve the
6736   // zero-initialized values.
6737   if (!Filler.isUninit()) {
6738     for (unsigned I = 0, E = Result.getArrayInitializedElts(); I != E; ++I)
6739       Result.getArrayInitializedElt(I) = Filler;
6740     if (Result.hasArrayFiller())
6741       Result.getArrayFiller() = Filler;
6742   }
6743
6744   LValue Subobject = This;
6745   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6746   for (unsigned Index = 0; Index != NumEltsToInit; ++Index) {
6747     const Expr *Init =
6748         Index < E->getNumInits() ? E->getInit(Index) : FillerExpr;
6749     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
6750                          Info, Subobject, Init) ||
6751         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, Init, Subobject,
6752                                      CAT->getElementType(), 1)) {
6753       if (!Info.noteFailure())
6754         return false;
6755       Success = false;
6756     }
6757   }
6758
6759   if (!Result.hasArrayFiller())
6760     return Success;
6761
6762   // If we get here, we have a trivial filler, which we can just evaluate
6763   // once and splat over the rest of the array elements.
6764   assert(FillerExpr && "no array filler for incomplete init list");
6765   return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject,
6766                          FillerExpr) && Success;
6767 }
6768
6769 bool ArrayExprEvaluator::VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E) {
6770   if (E->getCommonExpr() &&
6771       !Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getCommonExpr(), false),
6772                 Info, E->getCommonExpr()->getSourceExpr()))
6773     return false;
6774
6775   auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(E->getType()->castAsArrayTypeUnsafe());
6776
6777   uint64_t Elements = CAT->getSize().getZExtValue();
6778   Result = APValue(APValue::UninitArray(), Elements, Elements);
6779
6780   LValue Subobject = This;
6781   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6782
6783   bool Success = true;
6784   for (EvalInfo::ArrayInitLoopIndex Index(Info); Index != Elements; ++Index) {
6785     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
6786                          Info, Subobject, E->getSubExpr()) ||
6787         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Subobject,
6788                                      CAT->getElementType(), 1)) {
6789       if (!Info.noteFailure())
6790         return false;
6791       Success = false;
6792     }
6793   }
6794
6795   return Success;
6796 }
6797
6798 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6799   return VisitCXXConstructExpr(E, This, &Result, E->getType());
6800 }
6801
6802 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6803                                                const LValue &Subobject,
6804                                                APValue *Value,
6805                                                QualType Type) {
6806   bool HadZeroInit = !Value->isUninit();
6807
6808   if (const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(Type)) {
6809     unsigned N = CAT->getSize().getZExtValue();
6810
6811     // Preserve the array filler if we had prior zero-initialization.
6812     APValue Filler =
6813       HadZeroInit && Value->hasArrayFiller() ? Value->getArrayFiller()
6814                                              : APValue();
6815
6816     *Value = APValue(APValue::UninitArray(), N, N);
6817
6818     if (HadZeroInit)
6819       for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
6820         Value->getArrayInitializedElt(I) = Filler;
6821
6822     // Initialize the elements.
6823     LValue ArrayElt = Subobject;
6824     ArrayElt.addArray(Info, E, CAT);
6825     for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
6826       if (!VisitCXXConstructExpr(E, ArrayElt, &Value->getArrayInitializedElt(I),
6827                                  CAT->getElementType()) ||
6828           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, ArrayElt,
6829                                        CAT->getElementType(), 1))
6830         return false;
6831
6832     return true;
6833   }
6834
6835   if (!Type->isRecordType())
6836     return Error(E);
6837
6838   return RecordExprEvaluator(Info, Subobject, *Value)
6839              .VisitCXXConstructExpr(E, Type);
6840 }
6841
6842 //===----------------------------------------------------------------------===//
6843 // Integer Evaluation
6844 //
6845 // As a GNU extension, we support casting pointers to sufficiently-wide integer
6846 // types and back in constant folding. Integer values are thus represented
6847 // either as an integer-valued APValue, or as an lvalue-valued APValue.
6848 //===----------------------------------------------------------------------===//
6849
6850 namespace {
6851 class IntExprEvaluator
6852   : public ExprEvaluatorBase<IntExprEvaluator> {
6853   APValue &Result;
6854 public:
6855   IntExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &result)
6856     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
6857
6858   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E, APValue &Result) {
6859     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
6860            "Invalid evaluation result.");
6861     assert(SI.isSigned() == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType() &&
6862            "Invalid evaluation result.");
6863     assert(SI.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
6864            "Invalid evaluation result.");
6865     Result = APValue(SI);
6866     return true;
6867   }
6868   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E) {
6869     return Success(SI, E, Result);
6870   }
6871
6872   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E, APValue &Result) {
6873     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
6874            "Invalid evaluation result.");
6875     assert(I.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
6876            "Invalid evaluation result.");
6877     Result = APValue(APSInt(I));
6878     Result.getInt().setIsUnsigned(
6879                             E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
6880     return true;
6881   }
6882   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E) {
6883     return Success(I, E, Result);
6884   }
6885
6886   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
6887     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
6888            "Invalid evaluation result.");
6889     Result = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(Value, E->getType()));
6890     return true;
6891   }
6892   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E) {
6893     return Success(Value, E, Result);
6894   }
6895
6896   bool Success(CharUnits Size, const Expr *E) {
6897     return Success(Size.getQuantity(), E);
6898   }
6899
6900   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6901     if (V.isLValue() || V.isAddrLabelDiff()) {
6902       Result = V;
6903       return true;
6904     }
6905     return Success(V.getInt(), E);
6906   }
6907
6908   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Success(0, E); }
6909
6910   //===--------------------------------------------------------------------===//
6911   //                            Visitor Methods
6912   //===--------------------------------------------------------------------===//
6913
6914   bool VisitIntegerLiteral(const IntegerLiteral *E) {
6915     return Success(E->getValue(), E);
6916   }
6917   bool VisitCharacterLiteral(const CharacterLiteral *E) {
6918     return Success(E->getValue(), E);
6919   }
6920
6921   bool CheckReferencedDecl(const Expr *E, const Decl *D);
6922   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
6923     if (CheckReferencedDecl(E, E->getDecl()))
6924       return true;
6925
6926     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitDeclRefExpr(E);
6927   }
6928   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
6929     if (CheckReferencedDecl(E, E->getMemberDecl())) {
6930       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
6931       return true;
6932     }
6933
6934     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
6935   }
6936
6937   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
6938   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
6939   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
6940   bool VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *E);
6941   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
6942
6943   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
6944   bool VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E);
6945
6946   bool VisitCXXBoolLiteralExpr(const CXXBoolLiteralExpr *E) {
6947     return Success(E->getValue(), E);
6948   }
6949
6950   bool VisitObjCBoolLiteralExpr(const ObjCBoolLiteralExpr *E) {
6951     return Success(E->getValue(), E);
6952   }
6953
6954   bool VisitArrayInitIndexExpr(const ArrayInitIndexExpr *E) {
6955     if (Info.ArrayInitIndex == uint64_t(-1)) {
6956       // We were asked to evaluate this subexpression independent of the
6957       // enclosing ArrayInitLoopExpr. We can't do that.
6958       Info.FFDiag(E);
6959       return false;
6960     }
6961     return Success(Info.ArrayInitIndex, E);
6962   }
6963     
6964   // Note, GNU defines __null as an integer, not a pointer.
6965   bool VisitGNUNullExpr(const GNUNullExpr *E) {
6966     return ZeroInitialization(E);
6967   }
6968
6969   bool VisitTypeTraitExpr(const TypeTraitExpr *E) {
6970     return Success(E->getValue(), E);
6971   }
6972
6973   bool VisitArrayTypeTraitExpr(const ArrayTypeTraitExpr *E) {
6974     return Success(E->getValue(), E);
6975   }
6976
6977   bool VisitExpressionTraitExpr(const ExpressionTraitExpr *E) {
6978     return Success(E->getValue(), E);
6979   }
6980
6981   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
6982   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
6983
6984   bool VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E);
6985   bool VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E);
6986
6987   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
6988 };
6989 } // end anonymous namespace
6990
6991 /// EvaluateIntegerOrLValue - Evaluate an rvalue integral-typed expression, and
6992 /// produce either the integer value or a pointer.
6993 ///
6994 /// GCC has a heinous extension which folds casts between pointer types and
6995 /// pointer-sized integral types. We support this by allowing the evaluation of
6996 /// an integer rvalue to produce a pointer (represented as an lvalue) instead.
6997 /// Some simple arithmetic on such values is supported (they are treated much
6998 /// like char*).
6999 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
7000                                     EvalInfo &Info) {
7001   assert(E->isRValue() && E->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
7002   return IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
7003 }
7004
7005 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info) {
7006   APValue Val;
7007   if (!EvaluateIntegerOrLValue(E, Val, Info))
7008     return false;
7009   if (!Val.isInt()) {
7010     // FIXME: It would be better to produce the diagnostic for casting
7011     //        a pointer to an integer.
7012     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7013     return false;
7014   }
7015   Result = Val.getInt();
7016   return true;
7017 }
7018
7019 /// Check whether the given declaration can be directly converted to an integral
7020 /// rvalue. If not, no diagnostic is produced; there are other things we can
7021 /// try.
7022 bool IntExprEvaluator::CheckReferencedDecl(const Expr* E, const Decl* D) {
7023   // Enums are integer constant exprs.
7024   if (const EnumConstantDecl *ECD = dyn_cast<EnumConstantDecl>(D)) {
7025     // Check for signedness/width mismatches between E type and ECD value.
7026     bool SameSign = (ECD->getInitVal().isSigned()
7027                      == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType());
7028     bool SameWidth = (ECD->getInitVal().getBitWidth()
7029                       == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
7030     if (SameSign && SameWidth)
7031       return Success(ECD->getInitVal(), E);
7032     else {
7033       // Get rid of mismatch (otherwise Success assertions will fail)
7034       // by computing a new value matching the type of E.
7035       llvm::APSInt Val = ECD->getInitVal();
7036       if (!SameSign)
7037         Val.setIsSigned(!ECD->getInitVal().isSigned());
7038       if (!SameWidth)
7039         Val = Val.extOrTrunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
7040       return Success(Val, E);
7041     }
7042   }
7043   return false;
7044 }
7045
7046 /// EvaluateBuiltinClassifyType - Evaluate __builtin_classify_type the same way
7047 /// as GCC.
7048 static int EvaluateBuiltinClassifyType(const CallExpr *E,
7049                                        const LangOptions &LangOpts) {
7050   // The following enum mimics the values returned by GCC.
7051   // FIXME: Does GCC differ between lvalue and rvalue references here?
7052   enum gcc_type_class {
7053     no_type_class = -1,
7054     void_type_class, integer_type_class, char_type_class,
7055     enumeral_type_class, boolean_type_class,
7056     pointer_type_class, reference_type_class, offset_type_class,
7057     real_type_class, complex_type_class,
7058     function_type_class, method_type_class,
7059     record_type_class, union_type_class,
7060     array_type_class, string_type_class,
7061     lang_type_class
7062   };
7063
7064   // If no argument was supplied, default to "no_type_class". This isn't
7065   // ideal, however it is what gcc does.
7066   if (E->getNumArgs() == 0)
7067     return no_type_class;
7068
7069   QualType CanTy = E->getArg(0)->getType().getCanonicalType();
7070   const BuiltinType *BT = dyn_cast<BuiltinType>(CanTy);
7071
7072   switch (CanTy->getTypeClass()) {
7073 #define TYPE(ID, BASE)
7074 #define DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7075 #define NON_CANONICAL_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7076 #define NON_CANONICAL_UNLESS_DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7077 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
7078       llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7079
7080   case Type::Builtin:
7081     switch (BT->getKind()) {
7082 #define BUILTIN_TYPE(ID, SINGLETON_ID)
7083 #define SIGNED_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: return integer_type_class;
7084 #define FLOATING_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: return real_type_class;
7085 #define PLACEHOLDER_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: break;
7086 #include "clang/AST/BuiltinTypes.def"
7087     case BuiltinType::Void:
7088       return void_type_class;
7089
7090     case BuiltinType::Bool:
7091       return boolean_type_class;
7092
7093     case BuiltinType::Char_U: // gcc doesn't appear to use char_type_class
7094     case BuiltinType::UChar:
7095     case BuiltinType::UShort:
7096     case BuiltinType::UInt:
7097     case BuiltinType::ULong:
7098     case BuiltinType::ULongLong:
7099     case BuiltinType::UInt128:
7100       return integer_type_class;
7101
7102     case BuiltinType::NullPtr:
7103       return pointer_type_class;
7104
7105     case BuiltinType::WChar_U:
7106     case BuiltinType::Char16:
7107     case BuiltinType::Char32:
7108     case BuiltinType::ObjCId:
7109     case BuiltinType::ObjCClass:
7110     case BuiltinType::ObjCSel:
7111 #define IMAGE_TYPE(ImgType, Id, SingletonId, Access, Suffix) \
7112     case BuiltinType::Id:
7113 #include "clang/Basic/OpenCLImageTypes.def"
7114     case BuiltinType::OCLSampler:
7115     case BuiltinType::OCLEvent:
7116     case BuiltinType::OCLClkEvent:
7117     case BuiltinType::OCLQueue:
7118     case BuiltinType::OCLReserveID:
7119     case BuiltinType::Dependent:
7120       llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7121     };
7122
7123   case Type::Enum:
7124     return LangOpts.CPlusPlus ? enumeral_type_class : integer_type_class;
7125     break;
7126
7127   case Type::Pointer:
7128     return pointer_type_class;
7129     break;
7130
7131   case Type::MemberPointer:
7132     if (CanTy->isMemberDataPointerType())
7133       return offset_type_class;
7134     else {
7135       // We expect member pointers to be either data or function pointers,
7136       // nothing else.
7137       assert(CanTy->isMemberFunctionPointerType());
7138       return method_type_class;
7139     }
7140
7141   case Type::Complex:
7142     return complex_type_class;
7143
7144   case Type::FunctionNoProto:
7145   case Type::FunctionProto:
7146     return LangOpts.CPlusPlus ? function_type_class : pointer_type_class;
7147
7148   case Type::Record:
7149     if (const RecordType *RT = CanTy->getAs<RecordType>()) {
7150       switch (RT->getDecl()->getTagKind()) {
7151       case TagTypeKind::TTK_Struct:
7152       case TagTypeKind::TTK_Class:
7153       case TagTypeKind::TTK_Interface:
7154         return record_type_class;
7155
7156       case TagTypeKind::TTK_Enum:
7157         return LangOpts.CPlusPlus ? enumeral_type_class : integer_type_class;
7158
7159       case TagTypeKind::TTK_Union:
7160         return union_type_class;
7161       }
7162     }
7163     llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7164
7165   case Type::ConstantArray:
7166   case Type::VariableArray:
7167   case Type::IncompleteArray:
7168     return LangOpts.CPlusPlus ? array_type_class : pointer_type_class;
7169
7170   case Type::BlockPointer:
7171   case Type::LValueReference:
7172   case Type::RValueReference:
7173   case Type::Vector:
7174   case Type::ExtVector:
7175   case Type::Auto:
7176   case Type::DeducedTemplateSpecialization:
7177   case Type::ObjCObject:
7178   case Type::ObjCInterface:
7179   case Type::ObjCObjectPointer:
7180   case Type::Pipe:
7181   case Type::Atomic:
7182     llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7183   }
7184
7185   llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7186 }
7187
7188 /// EvaluateBuiltinConstantPForLValue - Determine the result of
7189 /// __builtin_constant_p when applied to the given lvalue.
7190 ///
7191 /// An lvalue is only "constant" if it is a pointer or reference to the first
7192 /// character of a string literal.
7193 template<typename LValue>
7194 static bool EvaluateBuiltinConstantPForLValue(const LValue &LV) {
7195   const Expr *E = LV.getLValueBase().template dyn_cast<const Expr*>();
7196   return E && isa<StringLiteral>(E) && LV.getLValueOffset().isZero();
7197 }
7198
7199 /// EvaluateBuiltinConstantP - Evaluate __builtin_constant_p as similarly to
7200 /// GCC as we can manage.
7201 static bool EvaluateBuiltinConstantP(ASTContext &Ctx, const Expr *Arg) {
7202   QualType ArgType = Arg->getType();
7203
7204   // __builtin_constant_p always has one operand. The rules which gcc follows
7205   // are not precisely documented, but are as follows:
7206   //
7207   //  - If the operand is of integral, floating, complex or enumeration type,
7208   //    and can be folded to a known value of that type, it returns 1.
7209   //  - If the operand and can be folded to a pointer to the first character
7210   //    of a string literal (or such a pointer cast to an integral type), it
7211   //    returns 1.
7212   //
7213   // Otherwise, it returns 0.
7214   //
7215   // FIXME: GCC also intends to return 1 for literals of aggregate types, but
7216   // its support for this does not currently work.
7217   if (ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
7218     Expr::EvalResult Result;
7219     if (!Arg->EvaluateAsRValue(Result, Ctx) || Result.HasSideEffects)
7220       return false;
7221
7222     APValue &V = Result.Val;
7223     if (V.getKind() == APValue::Int)
7224       return true;
7225     if (V.getKind() == APValue::LValue)
7226       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(V);
7227   } else if (ArgType->isFloatingType() || ArgType->isAnyComplexType()) {
7228     return Arg->isEvaluatable(Ctx);
7229   } else if (ArgType->isPointerType() || Arg->isGLValue()) {
7230     LValue LV;
7231     Expr::EvalStatus Status;
7232     EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
7233     if ((Arg->isGLValue() ? EvaluateLValue(Arg, LV, Info)
7234                           : EvaluatePointer(Arg, LV, Info)) &&
7235         !Status.HasSideEffects)
7236       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(LV);
7237   }
7238
7239   // Anything else isn't considered to be sufficiently constant.
7240   return false;
7241 }
7242
7243 /// Retrieves the "underlying object type" of the given expression,
7244 /// as used by __builtin_object_size.
7245 static QualType getObjectType(APValue::LValueBase B) {
7246   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
7247     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
7248       return VD->getType();
7249   } else if (const Expr *E = B.get<const Expr*>()) {
7250     if (isa<CompoundLiteralExpr>(E))
7251       return E->getType();
7252   }
7253
7254   return QualType();
7255 }
7256
7257 /// A more selective version of E->IgnoreParenCasts for
7258 /// tryEvaluateBuiltinObjectSize. This ignores some casts/parens that serve only
7259 /// to change the type of E.
7260 /// Ex. For E = `(short*)((char*)(&foo))`, returns `&foo`
7261 ///
7262 /// Always returns an RValue with a pointer representation.
7263 static const Expr *ignorePointerCastsAndParens(const Expr *E) {
7264   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
7265
7266   auto *NoParens = E->IgnoreParens();
7267   auto *Cast = dyn_cast<CastExpr>(NoParens);
7268   if (Cast == nullptr)
7269     return NoParens;
7270
7271   // We only conservatively allow a few kinds of casts, because this code is
7272   // inherently a simple solution that seeks to support the common case.
7273   auto CastKind = Cast->getCastKind();
7274   if (CastKind != CK_NoOp && CastKind != CK_BitCast &&
7275       CastKind != CK_AddressSpaceConversion)
7276     return NoParens;
7277
7278   auto *SubExpr = Cast->getSubExpr();
7279   if (!SubExpr->getType()->hasPointerRepresentation() || !SubExpr->isRValue())
7280     return NoParens;
7281   return ignorePointerCastsAndParens(SubExpr);
7282 }
7283
7284 /// Checks to see if the given LValue's Designator is at the end of the LValue's
7285 /// record layout. e.g.
7286 ///   struct { struct { int a, b; } fst, snd; } obj;
7287 ///   obj.fst   // no
7288 ///   obj.snd   // yes
7289 ///   obj.fst.a // no
7290 ///   obj.fst.b // no
7291 ///   obj.snd.a // no
7292 ///   obj.snd.b // yes
7293 ///
7294 /// Please note: this function is specialized for how __builtin_object_size
7295 /// views "objects".
7296 ///
7297 /// If this encounters an invalid RecordDecl, it will always return true.
7298 static bool isDesignatorAtObjectEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
7299   assert(!LVal.Designator.Invalid);
7300
7301   auto IsLastOrInvalidFieldDecl = [&Ctx](const FieldDecl *FD, bool &Invalid) {
7302     const RecordDecl *Parent = FD->getParent();
7303     Invalid = Parent->isInvalidDecl();
7304     if (Invalid || Parent->isUnion())
7305       return true;
7306     const ASTRecordLayout &Layout = Ctx.getASTRecordLayout(Parent);
7307     return FD->getFieldIndex() + 1 == Layout.getFieldCount();
7308   };
7309
7310   auto &Base = LVal.getLValueBase();
7311   if (auto *ME = dyn_cast_or_null<MemberExpr>(Base.dyn_cast<const Expr *>())) {
7312     if (auto *FD = dyn_cast<FieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
7313       bool Invalid;
7314       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
7315         return Invalid;
7316     } else if (auto *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
7317       for (auto *FD : IFD->chain()) {
7318         bool Invalid;
7319         if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(cast<FieldDecl>(FD), Invalid))
7320           return Invalid;
7321       }
7322     }
7323   }
7324
7325   unsigned I = 0;
7326   QualType BaseType = getType(Base);
7327   if (LVal.Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray) {
7328     assert(isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
7329            "Unsized array in non-alloc_size call?");
7330     // If this is an alloc_size base, we should ignore the initial array index
7331     ++I;
7332     BaseType = BaseType->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7333   }
7334
7335   for (unsigned E = LVal.Designator.Entries.size(); I != E; ++I) {
7336     const auto &Entry = LVal.Designator.Entries[I];
7337     if (BaseType->isArrayType()) {
7338       // Because __builtin_object_size treats arrays as objects, we can ignore
7339       // the index iff this is the last array in the Designator.
7340       if (I + 1 == E)
7341         return true;
7342       const auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(Ctx.getAsArrayType(BaseType));
7343       uint64_t Index = Entry.ArrayIndex;
7344       if (Index + 1 != CAT->getSize())
7345         return false;
7346       BaseType = CAT->getElementType();
7347     } else if (BaseType->isAnyComplexType()) {
7348       const auto *CT = BaseType->castAs<ComplexType>();
7349       uint64_t Index = Entry.ArrayIndex;
7350       if (Index != 1)
7351         return false;
7352       BaseType = CT->getElementType();
7353     } else if (auto *FD = getAsField(Entry)) {
7354       bool Invalid;
7355       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
7356         return Invalid;
7357       BaseType = FD->getType();
7358     } else {
7359       assert(getAsBaseClass(Entry) && "Expecting cast to a base class");
7360       return false;
7361     }
7362   }
7363   return true;
7364 }
7365
7366 /// Tests to see if the LValue has a user-specified designator (that isn't
7367 /// necessarily valid). Note that this always returns 'true' if the LValue has
7368 /// an unsized array as its first designator entry, because there's currently no
7369 /// way to tell if the user typed *foo or foo[0].
7370 static bool refersToCompleteObject(const LValue &LVal) {
7371   if (LVal.Designator.Invalid)
7372     return false;
7373
7374   if (!LVal.Designator.Entries.empty())
7375     return LVal.Designator.isMostDerivedAnUnsizedArray();
7376
7377   if (!LVal.InvalidBase)
7378     return true;
7379
7380   // If `E` is a MemberExpr, then the first part of the designator is hiding in
7381   // the LValueBase.
7382   const auto *E = LVal.Base.dyn_cast<const Expr *>();
7383   return !E || !isa<MemberExpr>(E);
7384 }
7385
7386 /// Attempts to detect a user writing into a piece of memory that's impossible
7387 /// to figure out the size of by just using types.
7388 static bool isUserWritingOffTheEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
7389   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
7390   // Notes:
7391   // - Users can only write off of the end when we have an invalid base. Invalid
7392   //   bases imply we don't know where the memory came from.
7393   // - We used to be a bit more aggressive here; we'd only be conservative if
7394   //   the array at the end was flexible, or if it had 0 or 1 elements. This
7395   //   broke some common standard library extensions (PR30346), but was
7396   //   otherwise seemingly fine. It may be useful to reintroduce this behavior
7397   //   with some sort of whitelist. OTOH, it seems that GCC is always
7398   //   conservative with the last element in structs (if it's an array), so our
7399   //   current behavior is more compatible than a whitelisting approach would
7400   //   be.
7401   return LVal.InvalidBase &&
7402          Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength &&
7403          Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
7404          isDesignatorAtObjectEnd(Ctx, LVal);
7405 }
7406
7407 /// Converts the given APInt to CharUnits, assuming the APInt is unsigned.
7408 /// Fails if the conversion would cause loss of precision.
7409 static bool convertUnsignedAPIntToCharUnits(const llvm::APInt &Int,
7410                                             CharUnits &Result) {
7411   auto CharUnitsMax = std::numeric_limits<CharUnits::QuantityType>::max();
7412   if (Int.ugt(CharUnitsMax))
7413     return false;
7414   Result = CharUnits::fromQuantity(Int.getZExtValue());
7415   return true;
7416 }
7417
7418 /// Helper for tryEvaluateBuiltinObjectSize -- Given an LValue, this will
7419 /// determine how many bytes exist from the beginning of the object to either
7420 /// the end of the current subobject, or the end of the object itself, depending
7421 /// on what the LValue looks like + the value of Type.
7422 ///
7423 /// If this returns false, the value of Result is undefined.
7424 static bool determineEndOffset(EvalInfo &Info, SourceLocation ExprLoc,
7425                                unsigned Type, const LValue &LVal,
7426                                CharUnits &EndOffset) {
7427   bool DetermineForCompleteObject = refersToCompleteObject(LVal);
7428
7429   auto CheckedHandleSizeof = [&](QualType Ty, CharUnits &Result) {
7430     if (Ty.isNull() || Ty->isIncompleteType() || Ty->isFunctionType())
7431       return false;
7432     return HandleSizeof(Info, ExprLoc, Ty, Result);
7433   };
7434
7435   // We want to evaluate the size of the entire object. This is a valid fallback
7436   // for when Type=1 and the designator is invalid, because we're asked for an
7437   // upper-bound.
7438   if (!(Type & 1) || LVal.Designator.Invalid || DetermineForCompleteObject) {
7439     // Type=3 wants a lower bound, so we can't fall back to this.
7440     if (Type == 3 && !DetermineForCompleteObject)
7441       return false;
7442
7443     llvm::APInt APEndOffset;
7444     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
7445         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
7446       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
7447
7448     if (LVal.InvalidBase)
7449       return false;
7450
7451     QualType BaseTy = getObjectType(LVal.getLValueBase());
7452     return CheckedHandleSizeof(BaseTy, EndOffset);
7453   }
7454
7455   // We want to evaluate the size of a subobject.
7456   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
7457
7458   // The following is a moderately common idiom in C:
7459   //
7460   // struct Foo { int a; char c[1]; };
7461   // struct Foo *F = (struct Foo *)malloc(sizeof(struct Foo) + strlen(Bar));
7462   // strcpy(&F->c[0], Bar);
7463   //
7464   // In order to not break too much legacy code, we need to support it.
7465   if (isUserWritingOffTheEnd(Info.Ctx, LVal)) {
7466     // If we can resolve this to an alloc_size call, we can hand that back,
7467     // because we know for certain how many bytes there are to write to.
7468     llvm::APInt APEndOffset;
7469     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
7470         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
7471       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
7472
7473     // If we cannot determine the size of the initial allocation, then we can't
7474     // given an accurate upper-bound. However, we are still able to give
7475     // conservative lower-bounds for Type=3.
7476     if (Type == 1)
7477       return false;
7478   }
7479
7480   CharUnits BytesPerElem;
7481   if (!CheckedHandleSizeof(Designator.MostDerivedType, BytesPerElem))
7482     return false;
7483
7484   // According to the GCC documentation, we want the size of the subobject
7485   // denoted by the pointer. But that's not quite right -- what we actually
7486   // want is the size of the immediately-enclosing array, if there is one.
7487   int64_t ElemsRemaining;
7488   if (Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
7489       Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength) {
7490     uint64_t ArraySize = Designator.getMostDerivedArraySize();
7491     uint64_t ArrayIndex = Designator.Entries.back().ArrayIndex;
7492     ElemsRemaining = ArraySize <= ArrayIndex ? 0 : ArraySize - ArrayIndex;
7493   } else {
7494     ElemsRemaining = Designator.isOnePastTheEnd() ? 0 : 1;
7495   }
7496
7497   EndOffset = LVal.getLValueOffset() + BytesPerElem * ElemsRemaining;
7498   return true;
7499 }
7500
7501 /// \brief Tries to evaluate the __builtin_object_size for @p E. If successful,
7502 /// returns true and stores the result in @p Size.
7503 ///
7504 /// If @p WasError is non-null, this will report whether the failure to evaluate
7505 /// is to be treated as an Error in IntExprEvaluator.
7506 static bool tryEvaluateBuiltinObjectSize(const Expr *E, unsigned Type,
7507                                          EvalInfo &Info, uint64_t &Size) {
7508   // Determine the denoted object.
7509   LValue LVal;
7510   {
7511     // The operand of __builtin_object_size is never evaluated for side-effects.
7512     // If there are any, but we can determine the pointed-to object anyway, then
7513     // ignore the side-effects.
7514     SpeculativeEvaluationRAII SpeculativeEval(Info);
7515     FoldOffsetRAII Fold(Info);
7516
7517     if (E->isGLValue()) {
7518       // It's possible for us to be given GLValues if we're called via
7519       // Expr::tryEvaluateObjectSize.
7520       APValue RVal;
7521       if (!EvaluateAsRValue(Info, E, RVal))
7522         return false;
7523       LVal.setFrom(Info.Ctx, RVal);
7524     } else if (!EvaluatePointer(ignorePointerCastsAndParens(E), LVal, Info,
7525                                 /*InvalidBaseOK=*/true))
7526       return false;
7527   }
7528
7529   // If we point to before the start of the object, there are no accessible
7530   // bytes.
7531   if (LVal.getLValueOffset().isNegative()) {
7532     Size = 0;
7533     return true;
7534   }
7535
7536   CharUnits EndOffset;
7537   if (!determineEndOffset(Info, E->getExprLoc(), Type, LVal, EndOffset))
7538     return false;
7539
7540   // If we've fallen outside of the end offset, just pretend there's nothing to
7541   // write to/read from.
7542   if (EndOffset <= LVal.getLValueOffset())
7543     Size = 0;
7544   else
7545     Size = (EndOffset - LVal.getLValueOffset()).getQuantity();
7546   return true;
7547 }
7548
7549 bool IntExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
7550   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
7551     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
7552
7553   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7554 }
7555
7556 bool IntExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
7557                                             unsigned BuiltinOp) {
7558   switch (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee()) {
7559   default:
7560     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7561
7562   case Builtin::BI__builtin_object_size: {
7563     // The type was checked when we built the expression.
7564     unsigned Type =
7565         E->getArg(1)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
7566     assert(Type <= 3 && "unexpected type");
7567
7568     uint64_t Size;
7569     if (tryEvaluateBuiltinObjectSize(E->getArg(0), Type, Info, Size))
7570       return Success(Size, E);
7571
7572     if (E->getArg(0)->HasSideEffects(Info.Ctx))
7573       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
7574
7575     // Expression had no side effects, but we couldn't statically determine the
7576     // size of the referenced object.
7577     switch (Info.EvalMode) {
7578     case EvalInfo::EM_ConstantExpression:
7579     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression:
7580     case EvalInfo::EM_ConstantFold:
7581     case EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow:
7582     case EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects:
7583     case EvalInfo::EM_OffsetFold:
7584       // Leave it to IR generation.
7585       return Error(E);
7586     case EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated:
7587     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
7588       // Reduce it to a constant now.
7589       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
7590     }
7591
7592     llvm_unreachable("unexpected EvalMode");
7593   }
7594
7595   case Builtin::BI__builtin_bswap16:
7596   case Builtin::BI__builtin_bswap32:
7597   case Builtin::BI__builtin_bswap64: {
7598     APSInt Val;
7599     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7600       return false;
7601
7602     return Success(Val.byteSwap(), E);
7603   }
7604
7605   case Builtin::BI__builtin_classify_type:
7606     return Success(EvaluateBuiltinClassifyType(E, Info.getLangOpts()), E);
7607
7608   // FIXME: BI__builtin_clrsb
7609   // FIXME: BI__builtin_clrsbl
7610   // FIXME: BI__builtin_clrsbll
7611
7612   case Builtin::BI__builtin_clz:
7613   case Builtin::BI__builtin_clzl:
7614   case Builtin::BI__builtin_clzll:
7615   case Builtin::BI__builtin_clzs: {
7616     APSInt Val;
7617     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7618       return false;
7619     if (!Val)
7620       return Error(E);
7621
7622     return Success(Val.countLeadingZeros(), E);
7623   }
7624
7625   case Builtin::BI__builtin_constant_p:
7626     return Success(EvaluateBuiltinConstantP(Info.Ctx, E->getArg(0)), E);
7627
7628   case Builtin::BI__builtin_ctz:
7629   case Builtin::BI__builtin_ctzl:
7630   case Builtin::BI__builtin_ctzll:
7631   case Builtin::BI__builtin_ctzs: {
7632     APSInt Val;
7633     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7634       return false;
7635     if (!Val)
7636       return Error(E);
7637
7638     return Success(Val.countTrailingZeros(), E);
7639   }
7640
7641   case Builtin::BI__builtin_eh_return_data_regno: {
7642     int Operand = E->getArg(0)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
7643     Operand = Info.Ctx.getTargetInfo().getEHDataRegisterNumber(Operand);
7644     return Success(Operand, E);
7645   }
7646
7647   case Builtin::BI__builtin_expect:
7648     return Visit(E->getArg(0));
7649
7650   case Builtin::BI__builtin_ffs:
7651   case Builtin::BI__builtin_ffsl:
7652   case Builtin::BI__builtin_ffsll: {
7653     APSInt Val;
7654     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7655       return false;
7656
7657     unsigned N = Val.countTrailingZeros();
7658     return Success(N == Val.getBitWidth() ? 0 : N + 1, E);
7659   }
7660
7661   case Builtin::BI__builtin_fpclassify: {
7662     APFloat Val(0.0);
7663     if (!EvaluateFloat(E->getArg(5), Val, Info))
7664       return false;
7665     unsigned Arg;
7666     switch (Val.getCategory()) {
7667     case APFloat::fcNaN: Arg = 0; break;
7668     case APFloat::fcInfinity: Arg = 1; break;
7669     case APFloat::fcNormal: Arg = Val.isDenormal() ? 3 : 2; break;
7670     case APFloat::fcZero: Arg = 4; break;
7671     }
7672     return Visit(E->getArg(Arg));
7673   }
7674
7675   case Builtin::BI__builtin_isinf_sign: {
7676     APFloat Val(0.0);
7677     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7678            Success(Val.isInfinity() ? (Val.isNegative() ? -1 : 1) : 0, E);
7679   }
7680
7681   case Builtin::BI__builtin_isinf: {
7682     APFloat Val(0.0);
7683     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7684            Success(Val.isInfinity() ? 1 : 0, E);
7685   }
7686
7687   case Builtin::BI__builtin_isfinite: {
7688     APFloat Val(0.0);
7689     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7690            Success(Val.isFinite() ? 1 : 0, E);
7691   }
7692
7693   case Builtin::BI__builtin_isnan: {
7694     APFloat Val(0.0);
7695     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7696            Success(Val.isNaN() ? 1 : 0, E);
7697   }
7698
7699   case Builtin::BI__builtin_isnormal: {
7700     APFloat Val(0.0);
7701     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7702            Success(Val.isNormal() ? 1 : 0, E);
7703   }
7704
7705   case Builtin::BI__builtin_parity:
7706   case Builtin::BI__builtin_parityl:
7707   case Builtin::BI__builtin_parityll: {
7708     APSInt Val;
7709     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7710       return false;
7711
7712     return Success(Val.countPopulation() % 2, E);
7713   }
7714
7715   case Builtin::BI__builtin_popcount:
7716   case Builtin::BI__builtin_popcountl:
7717   case Builtin::BI__builtin_popcountll: {
7718     APSInt Val;
7719     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7720       return false;
7721
7722     return Success(Val.countPopulation(), E);
7723   }
7724
7725   case Builtin::BIstrlen:
7726   case Builtin::BIwcslen:
7727     // A call to strlen is not a constant expression.
7728     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7729       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7730         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7731         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7732     else
7733       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7734     // Fall through.
7735   case Builtin::BI__builtin_strlen:
7736   case Builtin::BI__builtin_wcslen: {
7737     // As an extension, we support __builtin_strlen() as a constant expression,
7738     // and support folding strlen() to a constant.
7739     LValue String;
7740     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String, Info))
7741       return false;
7742
7743     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
7744
7745     // Fast path: if it's a string literal, search the string value.
7746     if (const StringLiteral *S = dyn_cast_or_null<StringLiteral>(
7747             String.getLValueBase().dyn_cast<const Expr *>())) {
7748       // The string literal may have embedded null characters. Find the first
7749       // one and truncate there.
7750       StringRef Str = S->getBytes();
7751       int64_t Off = String.Offset.getQuantity();
7752       if (Off >= 0 && (uint64_t)Off <= (uint64_t)Str.size() &&
7753           S->getCharByteWidth() == 1 &&
7754           // FIXME: Add fast-path for wchar_t too.
7755           Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(CharTy, Info.Ctx.CharTy)) {
7756         Str = Str.substr(Off);
7757
7758         StringRef::size_type Pos = Str.find(0);
7759         if (Pos != StringRef::npos)
7760           Str = Str.substr(0, Pos);
7761
7762         return Success(Str.size(), E);
7763       }
7764
7765       // Fall through to slow path to issue appropriate diagnostic.
7766     }
7767
7768     // Slow path: scan the bytes of the string looking for the terminating 0.
7769     for (uint64_t Strlen = 0; /**/; ++Strlen) {
7770       APValue Char;
7771       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String, Char) ||
7772           !Char.isInt())
7773         return false;
7774       if (!Char.getInt())
7775         return Success(Strlen, E);
7776       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String, CharTy, 1))
7777         return false;
7778     }
7779   }
7780
7781   case Builtin::BIstrcmp:
7782   case Builtin::BIwcscmp:
7783   case Builtin::BIstrncmp:
7784   case Builtin::BIwcsncmp:
7785   case Builtin::BImemcmp:
7786   case Builtin::BIwmemcmp:
7787     // A call to strlen is not a constant expression.
7788     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7789       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7790         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7791         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7792     else
7793       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7794     // Fall through.
7795   case Builtin::BI__builtin_strcmp:
7796   case Builtin::BI__builtin_wcscmp:
7797   case Builtin::BI__builtin_strncmp:
7798   case Builtin::BI__builtin_wcsncmp:
7799   case Builtin::BI__builtin_memcmp:
7800   case Builtin::BI__builtin_wmemcmp: {
7801     LValue String1, String2;
7802     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String1, Info) ||
7803         !EvaluatePointer(E->getArg(1), String2, Info))
7804       return false;
7805
7806     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
7807
7808     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
7809     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrcmp &&
7810         BuiltinOp != Builtin::BIwcscmp &&
7811         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strcmp &&
7812         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcscmp) {
7813       APSInt N;
7814       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
7815         return false;
7816       MaxLength = N.getExtValue();
7817     }
7818     bool StopAtNull = (BuiltinOp != Builtin::BImemcmp &&
7819                        BuiltinOp != Builtin::BIwmemcmp &&
7820                        BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_memcmp &&
7821                        BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wmemcmp);
7822     for (; MaxLength; --MaxLength) {
7823       APValue Char1, Char2;
7824       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String1, Char1) ||
7825           !handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String2, Char2) ||
7826           !Char1.isInt() || !Char2.isInt())
7827         return false;
7828       if (Char1.getInt() != Char2.getInt())
7829         return Success(Char1.getInt() < Char2.getInt() ? -1 : 1, E);
7830       if (StopAtNull && !Char1.getInt())
7831         return Success(0, E);
7832       assert(!(StopAtNull && !Char2.getInt()));
7833       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String1, CharTy, 1) ||
7834           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String2, CharTy, 1))
7835         return false;
7836     }
7837     // We hit the strncmp / memcmp limit.
7838     return Success(0, E);
7839   }
7840
7841   case Builtin::BI__atomic_always_lock_free:
7842   case Builtin::BI__atomic_is_lock_free:
7843   case Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free: {
7844     APSInt SizeVal;
7845     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), SizeVal, Info))
7846       return false;
7847
7848     // For __atomic_is_lock_free(sizeof(_Atomic(T))), if the size is a power
7849     // of two less than the maximum inline atomic width, we know it is
7850     // lock-free.  If the size isn't a power of two, or greater than the
7851     // maximum alignment where we promote atomics, we know it is not lock-free
7852     // (at least not in the sense of atomic_is_lock_free).  Otherwise,
7853     // the answer can only be determined at runtime; for example, 16-byte
7854     // atomics have lock-free implementations on some, but not all,
7855     // x86-64 processors.
7856
7857     // Check power-of-two.
7858     CharUnits Size = CharUnits::fromQuantity(SizeVal.getZExtValue());
7859     if (Size.isPowerOfTwo()) {
7860       // Check against inlining width.
7861       unsigned InlineWidthBits =
7862           Info.Ctx.getTargetInfo().getMaxAtomicInlineWidth();
7863       if (Size <= Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(InlineWidthBits)) {
7864         if (BuiltinOp == Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free ||
7865             Size == CharUnits::One() ||
7866             E->getArg(1)->isNullPointerConstant(Info.Ctx,
7867                                                 Expr::NPC_NeverValueDependent))
7868           // OK, we will inline appropriately-aligned operations of this size,
7869           // and _Atomic(T) is appropriately-aligned.
7870           return Success(1, E);
7871
7872         QualType PointeeType = E->getArg(1)->IgnoreImpCasts()->getType()->
7873           castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7874         if (!PointeeType->isIncompleteType() &&
7875             Info.Ctx.getTypeAlignInChars(PointeeType) >= Size) {
7876           // OK, we will inline operations on this object.
7877           return Success(1, E);
7878         }
7879       }
7880     }
7881
7882     return BuiltinOp == Builtin::BI__atomic_always_lock_free ?
7883         Success(0, E) : Error(E);
7884   }
7885   }
7886 }
7887
7888 static bool HasSameBase(const LValue &A, const LValue &B) {
7889   if (!A.getLValueBase())
7890     return !B.getLValueBase();
7891   if (!B.getLValueBase())
7892     return false;
7893
7894   if (A.getLValueBase().getOpaqueValue() !=
7895       B.getLValueBase().getOpaqueValue()) {
7896     const Decl *ADecl = GetLValueBaseDecl(A);
7897     if (!ADecl)
7898       return false;
7899     const Decl *BDecl = GetLValueBaseDecl(B);
7900     if (!BDecl || ADecl->getCanonicalDecl() != BDecl->getCanonicalDecl())
7901       return false;
7902   }
7903
7904   return IsGlobalLValue(A.getLValueBase()) ||
7905          A.getLValueCallIndex() == B.getLValueCallIndex();
7906 }
7907
7908 /// \brief Determine whether this is a pointer past the end of the complete
7909 /// object referred to by the lvalue.
7910 static bool isOnePastTheEndOfCompleteObject(const ASTContext &Ctx,
7911                                             const LValue &LV) {
7912   // A null pointer can be viewed as being "past the end" but we don't
7913   // choose to look at it that way here.
7914   if (!LV.getLValueBase())
7915     return false;
7916
7917   // If the designator is valid and refers to a subobject, we're not pointing
7918   // past the end.
7919   if (!LV.getLValueDesignator().Invalid &&
7920       !LV.getLValueDesignator().isOnePastTheEnd())
7921     return false;
7922
7923   // A pointer to an incomplete type might be past-the-end if the type's size is
7924   // zero.  We cannot tell because the type is incomplete.
7925   QualType Ty = getType(LV.getLValueBase());
7926   if (Ty->isIncompleteType())
7927     return true;
7928
7929   // We're a past-the-end pointer if we point to the byte after the object,
7930   // no matter what our type or path is.
7931   auto Size = Ctx.getTypeSizeInChars(Ty);
7932   return LV.getLValueOffset() == Size;
7933 }
7934
7935 namespace {
7936
7937 /// \brief Data recursive integer evaluator of certain binary operators.
7938 ///
7939 /// We use a data recursive algorithm for binary operators so that we are able
7940 /// to handle extreme cases of chained binary operators without causing stack
7941 /// overflow.
7942 class DataRecursiveIntBinOpEvaluator {
7943   struct EvalResult {
7944     APValue Val;
7945     bool Failed;
7946
7947     EvalResult() : Failed(false) { }
7948
7949     void swap(EvalResult &RHS) {
7950       Val.swap(RHS.Val);
7951       Failed = RHS.Failed;
7952       RHS.Failed = false;
7953     }
7954   };
7955
7956   struct Job {
7957     const Expr *E;
7958     EvalResult LHSResult; // meaningful only for binary operator expression.
7959     enum { AnyExprKind, BinOpKind, BinOpVisitedLHSKind } Kind;
7960
7961     Job() = default;
7962     Job(Job &&) = default;
7963
7964     void startSpeculativeEval(EvalInfo &Info) {
7965       SpecEvalRAII = SpeculativeEvaluationRAII(Info);
7966     }
7967
7968   private:
7969     SpeculativeEvaluationRAII SpecEvalRAII;
7970   };
7971
7972   SmallVector<Job, 16> Queue;
7973
7974   IntExprEvaluator &IntEval;
7975   EvalInfo &Info;
7976   APValue &FinalResult;
7977
7978 public:
7979   DataRecursiveIntBinOpEvaluator(IntExprEvaluator &IntEval, APValue &Result)
7980     : IntEval(IntEval), Info(IntEval.getEvalInfo()), FinalResult(Result) { }
7981
7982   /// \brief True if \param E is a binary operator that we are going to handle
7983   /// data recursively.
7984   /// We handle binary operators that are comma, logical, or that have operands
7985   /// with integral or enumeration type.
7986   static bool shouldEnqueue(const BinaryOperator *E) {
7987     return E->getOpcode() == BO_Comma ||
7988            E->isLogicalOp() ||
7989            (E->isRValue() &&
7990             E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
7991             E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
7992             E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
7993   }
7994
7995   bool Traverse(const BinaryOperator *E) {
7996     enqueue(E);
7997     EvalResult PrevResult;
7998     while (!Queue.empty())
7999       process(PrevResult);
8000
8001     if (PrevResult.Failed) return false;
8002
8003     FinalResult.swap(PrevResult.Val);
8004     return true;
8005   }
8006
8007 private:
8008   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
8009     return IntEval.Success(Value, E, Result);
8010   }
8011   bool Success(const APSInt &Value, const Expr *E, APValue &Result) {
8012     return IntEval.Success(Value, E, Result);
8013   }
8014   bool Error(const Expr *E) {
8015     return IntEval.Error(E);
8016   }
8017   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
8018     return IntEval.Error(E, D);
8019   }
8020
8021   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
8022     return Info.CCEDiag(E, D);
8023   }
8024
8025   // \brief Returns true if visiting the RHS is necessary, false otherwise.
8026   bool VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
8027                          bool &SuppressRHSDiags);
8028
8029   bool VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
8030                   const BinaryOperator *E, APValue &Result);
8031
8032   void EvaluateExpr(const Expr *E, EvalResult &Result) {
8033     Result.Failed = !Evaluate(Result.Val, Info, E);
8034     if (Result.Failed)
8035       Result.Val = APValue();
8036   }
8037
8038   void process(EvalResult &Result);
8039
8040   void enqueue(const Expr *E) {
8041     E = E->IgnoreParens();
8042     Queue.resize(Queue.size()+1);
8043     Queue.back().E = E;
8044     Queue.back().Kind = Job::AnyExprKind;
8045   }
8046 };
8047
8048 }
8049
8050 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
8051        VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
8052                          bool &SuppressRHSDiags) {
8053   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
8054     // Ignore LHS but note if we could not evaluate it.
8055     if (LHSResult.Failed)
8056       return Info.noteSideEffect();
8057     return true;
8058   }
8059
8060   if (E->isLogicalOp()) {
8061     bool LHSAsBool;
8062     if (!LHSResult.Failed && HandleConversionToBool(LHSResult.Val, LHSAsBool)) {
8063       // We were able to evaluate the LHS, see if we can get away with not
8064       // evaluating the RHS: 0 && X -> 0, 1 || X -> 1
8065       if (LHSAsBool == (E->getOpcode() == BO_LOr)) {
8066         Success(LHSAsBool, E, LHSResult.Val);
8067         return false; // Ignore RHS
8068       }
8069     } else {
8070       LHSResult.Failed = true;
8071
8072       // Since we weren't able to evaluate the left hand side, it
8073       // might have had side effects.
8074       if (!Info.noteSideEffect())
8075         return false;
8076
8077       // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
8078       // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
8079       // Don't ignore RHS and suppress diagnostics from this arm.
8080       SuppressRHSDiags = true;
8081     }
8082
8083     return true;
8084   }
8085
8086   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8087          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8088
8089   if (LHSResult.Failed && !Info.noteFailure())
8090     return false; // Ignore RHS;
8091
8092   return true;
8093 }
8094
8095 static void addOrSubLValueAsInteger(APValue &LVal, const APSInt &Index,
8096                                     bool IsSub) {
8097   // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
8098   // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
8099   // offsets.
8100   assert(!LVal.hasLValuePath() && "have designator for integer lvalue");
8101   CharUnits &Offset = LVal.getLValueOffset();
8102   uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
8103   uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
8104   Offset = CharUnits::fromQuantity(IsSub ? Offset64 - Index64
8105                                          : Offset64 + Index64);
8106 }
8107
8108 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
8109        VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
8110                   const BinaryOperator *E, APValue &Result) {
8111   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
8112     if (RHSResult.Failed)
8113       return false;
8114     Result = RHSResult.Val;
8115     return true;
8116   }
8117   
8118   if (E->isLogicalOp()) {
8119     bool lhsResult, rhsResult;
8120     bool LHSIsOK = HandleConversionToBool(LHSResult.Val, lhsResult);
8121     bool RHSIsOK = HandleConversionToBool(RHSResult.Val, rhsResult);
8122     
8123     if (LHSIsOK) {
8124       if (RHSIsOK) {
8125         if (E->getOpcode() == BO_LOr)
8126           return Success(lhsResult || rhsResult, E, Result);
8127         else
8128           return Success(lhsResult && rhsResult, E, Result);
8129       }
8130     } else {
8131       if (RHSIsOK) {
8132         // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
8133         // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
8134         if (rhsResult == (E->getOpcode() == BO_LOr))
8135           return Success(rhsResult, E, Result);
8136       }
8137     }
8138     
8139     return false;
8140   }
8141   
8142   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8143          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8144   
8145   if (LHSResult.Failed || RHSResult.Failed)
8146     return false;
8147   
8148   const APValue &LHSVal = LHSResult.Val;
8149   const APValue &RHSVal = RHSResult.Val;
8150   
8151   // Handle cases like (unsigned long)&a + 4.
8152   if (E->isAdditiveOp() && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isInt()) {
8153     Result = LHSVal;
8154     addOrSubLValueAsInteger(Result, RHSVal.getInt(), E->getOpcode() == BO_Sub);
8155     return true;
8156   }
8157   
8158   // Handle cases like 4 + (unsigned long)&a
8159   if (E->getOpcode() == BO_Add &&
8160       RHSVal.isLValue() && LHSVal.isInt()) {
8161     Result = RHSVal;
8162     addOrSubLValueAsInteger(Result, LHSVal.getInt(), /*IsSub*/false);
8163     return true;
8164   }
8165   
8166   if (E->getOpcode() == BO_Sub && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isLValue()) {
8167     // Handle (intptr_t)&&A - (intptr_t)&&B.
8168     if (!LHSVal.getLValueOffset().isZero() ||
8169         !RHSVal.getLValueOffset().isZero())
8170       return false;
8171     const Expr *LHSExpr = LHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
8172     const Expr *RHSExpr = RHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
8173     if (!LHSExpr || !RHSExpr)
8174       return false;
8175     const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
8176     const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
8177     if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
8178       return false;
8179     // Make sure both labels come from the same function.
8180     if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
8181         RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
8182       return false;
8183     Result = APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr);
8184     return true;
8185   }
8186
8187   // All the remaining cases expect both operands to be an integer
8188   if (!LHSVal.isInt() || !RHSVal.isInt())
8189     return Error(E);
8190
8191   // Set up the width and signedness manually, in case it can't be deduced
8192   // from the operation we're performing.
8193   // FIXME: Don't do this in the cases where we can deduce it.
8194   APSInt Value(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()),
8195                E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
8196   if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHSVal.getInt(), E->getOpcode(),
8197                          RHSVal.getInt(), Value))
8198     return false;
8199   return Success(Value, E, Result);
8200 }
8201
8202 void DataRecursiveIntBinOpEvaluator::process(EvalResult &Result) {
8203   Job &job = Queue.back();
8204   
8205   switch (job.Kind) {
8206     case Job::AnyExprKind: {
8207       if (const BinaryOperator *Bop = dyn_cast<BinaryOperator>(job.E)) {
8208         if (shouldEnqueue(Bop)) {
8209           job.Kind = Job::BinOpKind;
8210           enqueue(Bop->getLHS());
8211           return;
8212         }
8213       }
8214       
8215       EvaluateExpr(job.E, Result);
8216       Queue.pop_back();
8217       return;
8218     }
8219       
8220     case Job::BinOpKind: {
8221       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
8222       bool SuppressRHSDiags = false;
8223       if (!VisitBinOpLHSOnly(Result, Bop, SuppressRHSDiags)) {
8224         Queue.pop_back();
8225         return;
8226       }
8227       if (SuppressRHSDiags)
8228         job.startSpeculativeEval(Info);
8229       job.LHSResult.swap(Result);
8230       job.Kind = Job::BinOpVisitedLHSKind;
8231       enqueue(Bop->getRHS());
8232       return;
8233     }
8234       
8235     case Job::BinOpVisitedLHSKind: {
8236       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
8237       EvalResult RHS;
8238       RHS.swap(Result);
8239       Result.Failed = !VisitBinOp(job.LHSResult, RHS, Bop, Result.Val);
8240       Queue.pop_back();
8241       return;
8242     }
8243   }
8244   
8245   llvm_unreachable("Invalid Job::Kind!");
8246 }
8247
8248 namespace {
8249 /// Used when we determine that we should fail, but can keep evaluating prior to
8250 /// noting that we had a failure.
8251 class DelayedNoteFailureRAII {
8252   EvalInfo &Info;
8253   bool NoteFailure;
8254
8255 public:
8256   DelayedNoteFailureRAII(EvalInfo &Info, bool NoteFailure = true)
8257       : Info(Info), NoteFailure(NoteFailure) {}
8258   ~DelayedNoteFailureRAII() {
8259     if (NoteFailure) {
8260       bool ContinueAfterFailure = Info.noteFailure();
8261       (void)ContinueAfterFailure;
8262       assert(ContinueAfterFailure &&
8263              "Shouldn't have kept evaluating on failure.");
8264     }
8265   }
8266 };
8267 }
8268
8269 bool IntExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
8270   // We don't call noteFailure immediately because the assignment happens after
8271   // we evaluate LHS and RHS.
8272   if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure() && E->isAssignmentOp())
8273     return Error(E);
8274
8275   DelayedNoteFailureRAII MaybeNoteFailureLater(Info, E->isAssignmentOp());
8276   if (DataRecursiveIntBinOpEvaluator::shouldEnqueue(E))
8277     return DataRecursiveIntBinOpEvaluator(*this, Result).Traverse(E);
8278
8279   QualType LHSTy = E->getLHS()->getType();
8280   QualType RHSTy = E->getRHS()->getType();
8281
8282   if (LHSTy->isAnyComplexType() || RHSTy->isAnyComplexType()) {
8283     ComplexValue LHS, RHS;
8284     bool LHSOK;
8285     if (E->isAssignmentOp()) {
8286       LValue LV;
8287       EvaluateLValue(E->getLHS(), LV, Info);
8288       LHSOK = false;
8289     } else if (LHSTy->isRealFloatingType()) {
8290       LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS.FloatReal, Info);
8291       if (LHSOK) {
8292         LHS.makeComplexFloat();
8293         LHS.FloatImag = APFloat(LHS.FloatReal.getSemantics());
8294       }
8295     } else {
8296       LHSOK = EvaluateComplex(E->getLHS(), LHS, Info);
8297     }
8298     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8299       return false;
8300
8301     if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
8302       if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS.FloatReal, Info) || !LHSOK)
8303         return false;
8304       RHS.makeComplexFloat();
8305       RHS.FloatImag = APFloat(RHS.FloatReal.getSemantics());
8306     } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
8307       return false;
8308
8309     if (LHS.isComplexFloat()) {
8310       APFloat::cmpResult CR_r =
8311         LHS.getComplexFloatReal().compare(RHS.getComplexFloatReal());
8312       APFloat::cmpResult CR_i =
8313         LHS.getComplexFloatImag().compare(RHS.getComplexFloatImag());
8314
8315       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
8316         return Success((CR_r == APFloat::cmpEqual &&
8317                         CR_i == APFloat::cmpEqual), E);
8318       else {
8319         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
8320                "Invalid complex comparison.");
8321         return Success(((CR_r == APFloat::cmpGreaterThan ||
8322                          CR_r == APFloat::cmpLessThan ||
8323                          CR_r == APFloat::cmpUnordered) ||
8324                         (CR_i == APFloat::cmpGreaterThan ||
8325                          CR_i == APFloat::cmpLessThan ||
8326                          CR_i == APFloat::cmpUnordered)), E);
8327       }
8328     } else {
8329       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
8330         return Success((LHS.getComplexIntReal() == RHS.getComplexIntReal() &&
8331                         LHS.getComplexIntImag() == RHS.getComplexIntImag()), E);
8332       else {
8333         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
8334                "Invalid compex comparison.");
8335         return Success((LHS.getComplexIntReal() != RHS.getComplexIntReal() ||
8336                         LHS.getComplexIntImag() != RHS.getComplexIntImag()), E);
8337       }
8338     }
8339   }
8340
8341   if (LHSTy->isRealFloatingType() &&
8342       RHSTy->isRealFloatingType()) {
8343     APFloat RHS(0.0), LHS(0.0);
8344
8345     bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info);
8346     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8347       return false;
8348
8349     if (!EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS, Info) || !LHSOK)
8350       return false;
8351
8352     APFloat::cmpResult CR = LHS.compare(RHS);
8353
8354     switch (E->getOpcode()) {
8355     default:
8356       llvm_unreachable("Invalid binary operator!");
8357     case BO_LT:
8358       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan, E);
8359     case BO_GT:
8360       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan, E);
8361     case BO_LE:
8362       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan || CR == APFloat::cmpEqual, E);
8363     case BO_GE:
8364       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan || CR == APFloat::cmpEqual,
8365                      E);
8366     case BO_EQ:
8367       return Success(CR == APFloat::cmpEqual, E);
8368     case BO_NE:
8369       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan
8370                      || CR == APFloat::cmpLessThan
8371                      || CR == APFloat::cmpUnordered, E);
8372     }
8373   }
8374
8375   if (LHSTy->isPointerType() && RHSTy->isPointerType()) {
8376     if (E->getOpcode() == BO_Sub || E->isComparisonOp()) {
8377       LValue LHSValue, RHSValue;
8378
8379       bool LHSOK = EvaluatePointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
8380       if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8381         return false;
8382
8383       if (!EvaluatePointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
8384         return false;
8385
8386       // Reject differing bases from the normal codepath; we special-case
8387       // comparisons to null.
8388       if (!HasSameBase(LHSValue, RHSValue)) {
8389         if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
8390           // Handle &&A - &&B.
8391           if (!LHSValue.Offset.isZero() || !RHSValue.Offset.isZero())
8392             return Error(E);
8393           const Expr *LHSExpr = LHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
8394           const Expr *RHSExpr = RHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
8395           if (!LHSExpr || !RHSExpr)
8396             return Error(E);
8397           const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
8398           const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
8399           if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
8400             return Error(E);
8401           // Make sure both labels come from the same function.
8402           if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
8403               RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
8404             return Error(E);
8405           return Success(APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr), E);
8406         }
8407         // Inequalities and subtractions between unrelated pointers have
8408         // unspecified or undefined behavior.
8409         if (!E->isEqualityOp())
8410           return Error(E);
8411         // A constant address may compare equal to the address of a symbol.
8412         // The one exception is that address of an object cannot compare equal
8413         // to a null pointer constant.
8414         if ((!LHSValue.Base && !LHSValue.Offset.isZero()) ||
8415             (!RHSValue.Base && !RHSValue.Offset.isZero()))
8416           return Error(E);
8417         // It's implementation-defined whether distinct literals will have
8418         // distinct addresses. In clang, the result of such a comparison is
8419         // unspecified, so it is not a constant expression. However, we do know
8420         // that the address of a literal will be non-null.
8421         if ((IsLiteralLValue(LHSValue) || IsLiteralLValue(RHSValue)) &&
8422             LHSValue.Base && RHSValue.Base)
8423           return Error(E);
8424         // We can't tell whether weak symbols will end up pointing to the same
8425         // object.
8426         if (IsWeakLValue(LHSValue) || IsWeakLValue(RHSValue))
8427           return Error(E);
8428         // We can't compare the address of the start of one object with the
8429         // past-the-end address of another object, per C++ DR1652.
8430         if ((LHSValue.Base && LHSValue.Offset.isZero() &&
8431              isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, RHSValue)) ||
8432             (RHSValue.Base && RHSValue.Offset.isZero() &&
8433              isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, LHSValue)))
8434           return Error(E);
8435         // We can't tell whether an object is at the same address as another
8436         // zero sized object.
8437         if ((RHSValue.Base && isZeroSized(LHSValue)) ||
8438             (LHSValue.Base && isZeroSized(RHSValue)))
8439           return Error(E);
8440         // Pointers with different bases cannot represent the same object.
8441         // (Note that clang defaults to -fmerge-all-constants, which can
8442         // lead to inconsistent results for comparisons involving the address
8443         // of a constant; this generally doesn't matter in practice.)
8444         return Success(E->getOpcode() == BO_NE, E);
8445       }
8446
8447       const CharUnits &LHSOffset = LHSValue.getLValueOffset();
8448       const CharUnits &RHSOffset = RHSValue.getLValueOffset();
8449
8450       SubobjectDesignator &LHSDesignator = LHSValue.getLValueDesignator();
8451       SubobjectDesignator &RHSDesignator = RHSValue.getLValueDesignator();
8452
8453       if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
8454         // C++11 [expr.add]p6:
8455         //   Unless both pointers point to elements of the same array object, or
8456         //   one past the last element of the array object, the behavior is
8457         //   undefined.
8458         if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
8459             !AreElementsOfSameArray(getType(LHSValue.Base),
8460                                     LHSDesignator, RHSDesignator))
8461           CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_not_same_array);
8462
8463         QualType Type = E->getLHS()->getType();
8464         QualType ElementType = Type->getAs<PointerType>()->getPointeeType();
8465
8466         CharUnits ElementSize;
8467         if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), ElementType, ElementSize))
8468           return false;
8469
8470         // As an extension, a type may have zero size (empty struct or union in
8471         // C, array of zero length). Pointer subtraction in such cases has
8472         // undefined behavior, so is not constant.
8473         if (ElementSize.isZero()) {
8474           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_zero_size)
8475             << ElementType;
8476           return false;
8477         }
8478
8479         // FIXME: LLVM and GCC both compute LHSOffset - RHSOffset at runtime,
8480         // and produce incorrect results when it overflows. Such behavior
8481         // appears to be non-conforming, but is common, so perhaps we should
8482         // assume the standard intended for such cases to be undefined behavior
8483         // and check for them.
8484
8485         // Compute (LHSOffset - RHSOffset) / Size carefully, checking for
8486         // overflow in the final conversion to ptrdiff_t.
8487         APSInt LHS(
8488           llvm::APInt(65, (int64_t)LHSOffset.getQuantity(), true), false);
8489         APSInt RHS(
8490           llvm::APInt(65, (int64_t)RHSOffset.getQuantity(), true), false);
8491         APSInt ElemSize(
8492           llvm::APInt(65, (int64_t)ElementSize.getQuantity(), true), false);
8493         APSInt TrueResult = (LHS - RHS) / ElemSize;
8494         APSInt Result = TrueResult.trunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
8495
8496         if (Result.extend(65) != TrueResult &&
8497             !HandleOverflow(Info, E, TrueResult, E->getType()))
8498           return false;
8499         return Success(Result, E);
8500       }
8501
8502       // C++11 [expr.rel]p3:
8503       //   Pointers to void (after pointer conversions) can be compared, with a
8504       //   result defined as follows: If both pointers represent the same
8505       //   address or are both the null pointer value, the result is true if the
8506       //   operator is <= or >= and false otherwise; otherwise the result is
8507       //   unspecified.
8508       // We interpret this as applying to pointers to *cv* void.
8509       if (LHSTy->isVoidPointerType() && LHSOffset != RHSOffset &&
8510           E->isRelationalOp())
8511         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_void_comparison);
8512
8513       // C++11 [expr.rel]p2:
8514       // - If two pointers point to non-static data members of the same object,
8515       //   or to subobjects or array elements fo such members, recursively, the
8516       //   pointer to the later declared member compares greater provided the
8517       //   two members have the same access control and provided their class is
8518       //   not a union.
8519       //   [...]
8520       // - Otherwise pointer comparisons are unspecified.
8521       if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
8522           E->isRelationalOp()) {
8523         bool WasArrayIndex;
8524         unsigned Mismatch =
8525           FindDesignatorMismatch(getType(LHSValue.Base), LHSDesignator,
8526                                  RHSDesignator, WasArrayIndex);
8527         // At the point where the designators diverge, the comparison has a
8528         // specified value if:
8529         //  - we are comparing array indices
8530         //  - we are comparing fields of a union, or fields with the same access
8531         // Otherwise, the result is unspecified and thus the comparison is not a
8532         // constant expression.
8533         if (!WasArrayIndex && Mismatch < LHSDesignator.Entries.size() &&
8534             Mismatch < RHSDesignator.Entries.size()) {
8535           const FieldDecl *LF = getAsField(LHSDesignator.Entries[Mismatch]);
8536           const FieldDecl *RF = getAsField(RHSDesignator.Entries[Mismatch]);
8537           if (!LF && !RF)
8538             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_classes);
8539           else if (!LF)
8540             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
8541               << getAsBaseClass(LHSDesignator.Entries[Mismatch])
8542               << RF->getParent() << RF;
8543           else if (!RF)
8544             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
8545               << getAsBaseClass(RHSDesignator.Entries[Mismatch])
8546               << LF->getParent() << LF;
8547           else if (!LF->getParent()->isUnion() &&
8548                    LF->getAccess() != RF->getAccess())
8549             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_differing_access)
8550               << LF << LF->getAccess() << RF << RF->getAccess()
8551               << LF->getParent();
8552         }
8553       }
8554
8555       // The comparison here must be unsigned, and performed with the same
8556       // width as the pointer.
8557       unsigned PtrSize = Info.Ctx.getTypeSize(LHSTy);
8558       uint64_t CompareLHS = LHSOffset.getQuantity();
8559       uint64_t CompareRHS = RHSOffset.getQuantity();
8560       assert(PtrSize <= 64 && "Unexpected pointer width");
8561       uint64_t Mask = ~0ULL >> (64 - PtrSize);
8562       CompareLHS &= Mask;
8563       CompareRHS &= Mask;
8564
8565       // If there is a base and this is a relational operator, we can only
8566       // compare pointers within the object in question; otherwise, the result
8567       // depends on where the object is located in memory.
8568       if (!LHSValue.Base.isNull() && E->isRelationalOp()) {
8569         QualType BaseTy = getType(LHSValue.Base);
8570         if (BaseTy->isIncompleteType())
8571           return Error(E);
8572         CharUnits Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(BaseTy);
8573         uint64_t OffsetLimit = Size.getQuantity();
8574         if (CompareLHS > OffsetLimit || CompareRHS > OffsetLimit)
8575           return Error(E);
8576       }
8577
8578       switch (E->getOpcode()) {
8579       default: llvm_unreachable("missing comparison operator");
8580       case BO_LT: return Success(CompareLHS < CompareRHS, E);
8581       case BO_GT: return Success(CompareLHS > CompareRHS, E);
8582       case BO_LE: return Success(CompareLHS <= CompareRHS, E);
8583       case BO_GE: return Success(CompareLHS >= CompareRHS, E);
8584       case BO_EQ: return Success(CompareLHS == CompareRHS, E);
8585       case BO_NE: return Success(CompareLHS != CompareRHS, E);
8586       }
8587     }
8588   }
8589
8590   if (LHSTy->isMemberPointerType()) {
8591     assert(E->isEqualityOp() && "unexpected member pointer operation");
8592     assert(RHSTy->isMemberPointerType() && "invalid comparison");
8593
8594     MemberPtr LHSValue, RHSValue;
8595
8596     bool LHSOK = EvaluateMemberPointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
8597     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8598       return false;
8599
8600     if (!EvaluateMemberPointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
8601       return false;
8602
8603     // C++11 [expr.eq]p2:
8604     //   If both operands are null, they compare equal. Otherwise if only one is
8605     //   null, they compare unequal.
8606     if (!LHSValue.getDecl() || !RHSValue.getDecl()) {
8607       bool Equal = !LHSValue.getDecl() && !RHSValue.getDecl();
8608       return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
8609     }
8610
8611     //   Otherwise if either is a pointer to a virtual member function, the
8612     //   result is unspecified.
8613     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(LHSValue.getDecl()))
8614       if (MD->isVirtual())
8615         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
8616     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(RHSValue.getDecl()))
8617       if (MD->isVirtual())
8618         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
8619
8620     //   Otherwise they compare equal if and only if they would refer to the
8621     //   same member of the same most derived object or the same subobject if
8622     //   they were dereferenced with a hypothetical object of the associated
8623     //   class type.
8624     bool Equal = LHSValue == RHSValue;
8625     return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
8626   }
8627
8628   if (LHSTy->isNullPtrType()) {
8629     assert(E->isComparisonOp() && "unexpected nullptr operation");
8630     assert(RHSTy->isNullPtrType() && "missing pointer conversion");
8631     // C++11 [expr.rel]p4, [expr.eq]p3: If two operands of type std::nullptr_t
8632     // are compared, the result is true of the operator is <=, >= or ==, and
8633     // false otherwise.
8634     BinaryOperator::Opcode Opcode = E->getOpcode();
8635     return Success(Opcode == BO_EQ || Opcode == BO_LE || Opcode == BO_GE, E);
8636   }
8637
8638   assert((!LHSTy->isIntegralOrEnumerationType() ||
8639           !RHSTy->isIntegralOrEnumerationType()) &&
8640          "DataRecursiveIntBinOpEvaluator should have handled integral types");
8641   // We can't continue from here for non-integral types.
8642   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
8643 }
8644
8645 /// VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr - Evaluate a sizeof, alignof or vec_step with
8646 /// a result as the expression's type.
8647 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(
8648                                     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E) {
8649   switch(E->getKind()) {
8650   case UETT_AlignOf: {
8651     if (E->isArgumentType())
8652       return Success(GetAlignOfType(Info, E->getArgumentType()), E);
8653     else
8654       return Success(GetAlignOfExpr(Info, E->getArgumentExpr()), E);
8655   }
8656
8657   case UETT_VecStep: {
8658     QualType Ty = E->getTypeOfArgument();
8659
8660     if (Ty->isVectorType()) {
8661       unsigned n = Ty->castAs<VectorType>()->getNumElements();
8662
8663       // The vec_step built-in functions that take a 3-component
8664       // vector return 4. (OpenCL 1.1 spec 6.11.12)
8665       if (n == 3)
8666         n = 4;
8667
8668       return Success(n, E);
8669     } else
8670       return Success(1, E);
8671   }
8672
8673   case UETT_SizeOf: {
8674     QualType SrcTy = E->getTypeOfArgument();
8675     // C++ [expr.sizeof]p2: "When applied to a reference or a reference type,
8676     //   the result is the size of the referenced type."
8677     if (const ReferenceType *Ref = SrcTy->getAs<ReferenceType>())
8678       SrcTy = Ref->getPointeeType();
8679
8680     CharUnits Sizeof;
8681     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), SrcTy, Sizeof))
8682       return false;
8683     return Success(Sizeof, E);
8684   }
8685   case UETT_OpenMPRequiredSimdAlign:
8686     assert(E->isArgumentType());
8687     return Success(
8688         Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
8689                     Info.Ctx.getOpenMPDefaultSimdAlign(E->getArgumentType()))
8690             .getQuantity(),
8691         E);
8692   }
8693
8694   llvm_unreachable("unknown expr/type trait");
8695 }
8696
8697 bool IntExprEvaluator::VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *OOE) {
8698   CharUnits Result;
8699   unsigned n = OOE->getNumComponents();
8700   if (n == 0)
8701     return Error(OOE);
8702   QualType CurrentType = OOE->getTypeSourceInfo()->getType();
8703   for (unsigned i = 0; i != n; ++i) {
8704     OffsetOfNode ON = OOE->getComponent(i);
8705     switch (ON.getKind()) {
8706     case OffsetOfNode::Array: {
8707       const Expr *Idx = OOE->getIndexExpr(ON.getArrayExprIndex());
8708       APSInt IdxResult;
8709       if (!EvaluateInteger(Idx, IdxResult, Info))
8710         return false;
8711       const ArrayType *AT = Info.Ctx.getAsArrayType(CurrentType);
8712       if (!AT)
8713         return Error(OOE);
8714       CurrentType = AT->getElementType();
8715       CharUnits ElementSize = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(CurrentType);
8716       Result += IdxResult.getSExtValue() * ElementSize;
8717       break;
8718     }
8719
8720     case OffsetOfNode::Field: {
8721       FieldDecl *MemberDecl = ON.getField();
8722       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8723       if (!RT)
8724         return Error(OOE);
8725       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
8726       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
8727       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
8728       unsigned i = MemberDecl->getFieldIndex();
8729       assert(i < RL.getFieldCount() && "offsetof field in wrong type");
8730       Result += Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL.getFieldOffset(i));
8731       CurrentType = MemberDecl->getType().getNonReferenceType();
8732       break;
8733     }
8734
8735     case OffsetOfNode::Identifier:
8736       llvm_unreachable("dependent __builtin_offsetof");
8737
8738     case OffsetOfNode::Base: {
8739       CXXBaseSpecifier *BaseSpec = ON.getBase();
8740       if (BaseSpec->isVirtual())
8741         return Error(OOE);
8742
8743       // Find the layout of the class whose base we are looking into.
8744       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8745       if (!RT)
8746         return Error(OOE);
8747       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
8748       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
8749       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
8750
8751       // Find the base class itself.
8752       CurrentType = BaseSpec->getType();
8753       const RecordType *BaseRT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8754       if (!BaseRT)
8755         return Error(OOE);
8756       
8757       // Add the offset to the base.
8758       Result += RL.getBaseClassOffset(cast<CXXRecordDecl>(BaseRT->getDecl()));
8759       break;
8760     }
8761     }
8762   }
8763   return Success(Result, OOE);
8764 }
8765
8766 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
8767   switch (E->getOpcode()) {
8768   default:
8769     // Address, indirect, pre/post inc/dec, etc are not valid constant exprs.
8770     // See C99 6.6p3.
8771     return Error(E);
8772   case UO_Extension:
8773     // FIXME: Should extension allow i-c-e extension expressions in its scope?
8774     // If so, we could clear the diagnostic ID.
8775     return Visit(E->getSubExpr());
8776   case UO_Plus:
8777     // The result is just the value.
8778     return Visit(E->getSubExpr());
8779   case UO_Minus: {
8780     if (!Visit(E->getSubExpr()))
8781       return false;
8782     if (!Result.isInt()) return Error(E);
8783     const APSInt &Value = Result.getInt();
8784     if (Value.isSigned() && Value.isMinSignedValue() &&
8785         !HandleOverflow(Info, E, -Value.extend(Value.getBitWidth() + 1),
8786                         E->getType()))
8787       return false;
8788     return Success(-Value, E);
8789   }
8790   case UO_Not: {
8791     if (!Visit(E->getSubExpr()))
8792       return false;
8793     if (!Result.isInt()) return Error(E);
8794     return Success(~Result.getInt(), E);
8795   }
8796   case UO_LNot: {
8797     bool bres;
8798     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getSubExpr(), bres, Info))
8799       return false;
8800     return Success(!bres, E);
8801   }
8802   }
8803 }
8804
8805 /// HandleCast - This is used to evaluate implicit or explicit casts where the
8806 /// result type is integer.
8807 bool IntExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
8808   const Expr *SubExpr = E->getSubExpr();
8809   QualType DestType = E->getType();
8810   QualType SrcType = SubExpr->getType();
8811
8812   switch (E->getCastKind()) {
8813   case CK_BaseToDerived:
8814   case CK_DerivedToBase:
8815   case CK_UncheckedDerivedToBase:
8816   case CK_Dynamic:
8817   case CK_ToUnion:
8818   case CK_ArrayToPointerDecay:
8819   case CK_FunctionToPointerDecay:
8820   case CK_NullToPointer:
8821   case CK_NullToMemberPointer:
8822   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
8823   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
8824   case CK_ReinterpretMemberPointer:
8825   case CK_ConstructorConversion:
8826   case CK_IntegralToPointer:
8827   case CK_ToVoid:
8828   case CK_VectorSplat:
8829   case CK_IntegralToFloating:
8830   case CK_FloatingCast:
8831   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
8832   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
8833   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
8834   case CK_ObjCObjectLValueCast:
8835   case CK_FloatingRealToComplex:
8836   case CK_FloatingComplexToReal:
8837   case CK_FloatingComplexCast:
8838   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex:
8839   case CK_IntegralRealToComplex:
8840   case CK_IntegralComplexCast:
8841   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex:
8842   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
8843   case CK_ZeroToOCLEvent:
8844   case CK_ZeroToOCLQueue:
8845   case CK_NonAtomicToAtomic:
8846   case CK_AddressSpaceConversion:
8847   case CK_IntToOCLSampler:
8848     llvm_unreachable("invalid cast kind for integral value");
8849
8850   case CK_BitCast:
8851   case CK_Dependent:
8852   case CK_LValueBitCast:
8853   case CK_ARCProduceObject:
8854   case CK_ARCConsumeObject:
8855   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
8856   case CK_ARCExtendBlockObject:
8857   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
8858     return Error(E);
8859
8860   case CK_UserDefinedConversion:
8861   case CK_LValueToRValue:
8862   case CK_AtomicToNonAtomic:
8863   case CK_NoOp:
8864     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
8865
8866   case CK_MemberPointerToBoolean:
8867   case CK_PointerToBoolean:
8868   case CK_IntegralToBoolean:
8869   case CK_FloatingToBoolean:
8870   case CK_BooleanToSignedIntegral:
8871   case CK_FloatingComplexToBoolean:
8872   case CK_IntegralComplexToBoolean: {
8873     bool BoolResult;
8874     if (!EvaluateAsBooleanCondition(SubExpr, BoolResult, Info))
8875       return false;
8876     uint64_t IntResult = BoolResult;
8877     if (BoolResult && E->getCastKind() == CK_BooleanToSignedIntegral)
8878       IntResult = (uint64_t)-1;
8879     return Success(IntResult, E);
8880   }
8881
8882   case CK_IntegralCast: {
8883     if (!Visit(SubExpr))
8884       return false;
8885
8886     if (!Result.isInt()) {
8887       // Allow casts of address-of-label differences if they are no-ops
8888       // or narrowing.  (The narrowing case isn't actually guaranteed to
8889       // be constant-evaluatable except in some narrow cases which are hard
8890       // to detect here.  We let it through on the assumption the user knows
8891       // what they are doing.)
8892       if (Result.isAddrLabelDiff())
8893         return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) <= Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
8894       // Only allow casts of lvalues if they are lossless.
8895       return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) == Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
8896     }
8897
8898     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType,
8899                                       Result.getInt()), E);
8900   }
8901
8902   case CK_PointerToIntegral: {
8903     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
8904
8905     LValue LV;
8906     if (!EvaluatePointer(SubExpr, LV, Info))
8907       return false;
8908
8909     if (LV.getLValueBase()) {
8910       // Only allow based lvalue casts if they are lossless.
8911       // FIXME: Allow a larger integer size than the pointer size, and allow
8912       // narrowing back down to pointer width in subsequent integral casts.
8913       // FIXME: Check integer type's active bits, not its type size.
8914       if (Info.Ctx.getTypeSize(DestType) != Info.Ctx.getTypeSize(SrcType))
8915         return Error(E);
8916
8917       LV.Designator.setInvalid();
8918       LV.moveInto(Result);
8919       return true;
8920     }
8921
8922     uint64_t V;
8923     if (LV.isNullPointer())
8924       V = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(SrcType);
8925     else
8926       V = LV.getLValueOffset().getQuantity();
8927
8928     APSInt AsInt = Info.Ctx.MakeIntValue(V, SrcType);
8929     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType, AsInt), E);
8930   }
8931
8932   case CK_IntegralComplexToReal: {
8933     ComplexValue C;
8934     if (!EvaluateComplex(SubExpr, C, Info))
8935       return false;
8936     return Success(C.getComplexIntReal(), E);
8937   }
8938
8939   case CK_FloatingToIntegral: {
8940     APFloat F(0.0);
8941     if (!EvaluateFloat(SubExpr, F, Info))
8942       return false;
8943
8944     APSInt Value;
8945     if (!HandleFloatToIntCast(Info, E, SrcType, F, DestType, Value))
8946       return false;
8947     return Success(Value, E);
8948   }
8949   }
8950
8951   llvm_unreachable("unknown cast resulting in integral value");
8952 }
8953
8954 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
8955   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
8956     ComplexValue LV;
8957     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
8958       return false;
8959     if (!LV.isComplexInt())
8960       return Error(E);
8961     return Success(LV.getComplexIntReal(), E);
8962   }
8963
8964   return Visit(E->getSubExpr());
8965 }
8966
8967 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
8968   if (E->getSubExpr()->getType()->isComplexIntegerType()) {
8969     ComplexValue LV;
8970     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
8971       return false;
8972     if (!LV.isComplexInt())
8973       return Error(E);
8974     return Success(LV.getComplexIntImag(), E);
8975   }
8976
8977   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
8978   return Success(0, E);
8979 }
8980
8981 bool IntExprEvaluator::VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E) {
8982   return Success(E->getPackLength(), E);
8983 }
8984
8985 bool IntExprEvaluator::VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E) {
8986   return Success(E->getValue(), E);
8987 }
8988
8989 //===----------------------------------------------------------------------===//
8990 // Float Evaluation
8991 //===----------------------------------------------------------------------===//
8992
8993 namespace {
8994 class FloatExprEvaluator
8995   : public ExprEvaluatorBase<FloatExprEvaluator> {
8996   APFloat &Result;
8997 public:
8998   FloatExprEvaluator(EvalInfo &info, APFloat &result)
8999     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
9000
9001   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
9002     Result = V.getFloat();
9003     return true;
9004   }
9005
9006   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
9007     Result = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType()));
9008     return true;
9009   }
9010
9011   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
9012
9013   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
9014   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
9015   bool VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E);
9016   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
9017
9018   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
9019   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
9020
9021   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
9022 };
9023 } // end anonymous namespace
9024
9025 static bool EvaluateFloat(const Expr* E, APFloat& Result, EvalInfo &Info) {
9026   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRealFloatingType());
9027   return FloatExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
9028 }
9029
9030 static bool TryEvaluateBuiltinNaN(const ASTContext &Context,
9031                                   QualType ResultTy,
9032                                   const Expr *Arg,
9033                                   bool SNaN,
9034                                   llvm::APFloat &Result) {
9035   const StringLiteral *S = dyn_cast<StringLiteral>(Arg->IgnoreParenCasts());
9036   if (!S) return false;
9037
9038   const llvm::fltSemantics &Sem = Context.getFloatTypeSemantics(ResultTy);
9039
9040   llvm::APInt fill;
9041
9042   // Treat empty strings as if they were zero.
9043   if (S->getString().empty())
9044     fill = llvm::APInt(32, 0);
9045   else if (S->getString().getAsInteger(0, fill))
9046     return false;
9047
9048   if (Context.getTargetInfo().isNan2008()) {
9049     if (SNaN)
9050       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
9051     else
9052       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
9053   } else {
9054     // Prior to IEEE 754-2008, architectures were allowed to choose whether
9055     // the first bit of their significand was set for qNaN or sNaN. MIPS chose
9056     // a different encoding to what became a standard in 2008, and for pre-
9057     // 2008 revisions, MIPS interpreted sNaN-2008 as qNan and qNaN-2008 as
9058     // sNaN. This is now known as "legacy NaN" encoding.
9059     if (SNaN)
9060       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
9061     else
9062       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
9063   }
9064
9065   return true;
9066 }
9067
9068 bool FloatExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
9069   switch (E->getBuiltinCallee()) {
9070   default:
9071     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9072
9073   case Builtin::BI__builtin_huge_val:
9074   case Builtin::BI__builtin_huge_valf:
9075   case Builtin::BI__builtin_huge_vall:
9076   case Builtin::BI__builtin_inf:
9077   case Builtin::BI__builtin_inff:
9078   case Builtin::BI__builtin_infl: {
9079     const llvm::fltSemantics &Sem =
9080       Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
9081     Result = llvm::APFloat::getInf(Sem);
9082     return true;
9083   }
9084
9085   case Builtin::BI__builtin_nans:
9086   case Builtin::BI__builtin_nansf:
9087   case Builtin::BI__builtin_nansl:
9088     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
9089                                true, Result))
9090       return Error(E);
9091     return true;
9092
9093   case Builtin::BI__builtin_nan:
9094   case Builtin::BI__builtin_nanf:
9095   case Builtin::BI__builtin_nanl:
9096     // If this is __builtin_nan() turn this into a nan, otherwise we
9097     // can't constant fold it.
9098     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
9099                                false, Result))
9100       return Error(E);
9101     return true;
9102
9103   case Builtin::BI__builtin_fabs:
9104   case Builtin::BI__builtin_fabsf:
9105   case Builtin::BI__builtin_fabsl:
9106     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info))
9107       return false;
9108
9109     if (Result.isNegative())
9110       Result.changeSign();
9111     return true;
9112
9113   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powi
9114   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powif
9115   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powil
9116
9117   case Builtin::BI__builtin_copysign:
9118   case Builtin::BI__builtin_copysignf:
9119   case Builtin::BI__builtin_copysignl: {
9120     APFloat RHS(0.);
9121     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info) ||
9122         !EvaluateFloat(E->getArg(1), RHS, Info))
9123       return false;
9124     Result.copySign(RHS);
9125     return true;
9126   }
9127   }
9128 }
9129
9130 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
9131   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
9132     ComplexValue CV;
9133     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
9134       return false;
9135     Result = CV.FloatReal;
9136     return true;
9137   }
9138
9139   return Visit(E->getSubExpr());
9140 }
9141
9142 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
9143   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
9144     ComplexValue CV;
9145     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
9146       return false;
9147     Result = CV.FloatImag;
9148     return true;
9149   }
9150
9151   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9152   const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
9153   Result = llvm::APFloat::getZero(Sem);
9154   return true;
9155 }
9156
9157 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
9158   switch (E->getOpcode()) {
9159   default: return Error(E);
9160   case UO_Plus:
9161     return EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info);
9162   case UO_Minus:
9163     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info))
9164       return false;
9165     Result.changeSign();
9166     return true;
9167   }
9168 }
9169
9170 bool FloatExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
9171   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
9172     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
9173
9174   APFloat RHS(0.0);
9175   bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Result, Info);
9176   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
9177     return false;
9178   return EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info) && LHSOK &&
9179          handleFloatFloatBinOp(Info, E, Result, E->getOpcode(), RHS);
9180 }
9181
9182 bool FloatExprEvaluator::VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E) {
9183   Result = E->getValue();
9184   return true;
9185 }
9186
9187 bool FloatExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9188   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
9189
9190   switch (E->getCastKind()) {
9191   default:
9192     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9193
9194   case CK_IntegralToFloating: {
9195     APSInt IntResult;
9196     return EvaluateInteger(SubExpr, IntResult, Info) &&
9197            HandleIntToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), IntResult,
9198                                 E->getType(), Result);
9199   }
9200
9201   case CK_FloatingCast: {
9202     if (!Visit(SubExpr))
9203       return false;
9204     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), E->getType(),
9205                                   Result);
9206   }
9207
9208   case CK_FloatingComplexToReal: {
9209     ComplexValue V;
9210     if (!EvaluateComplex(SubExpr, V, Info))
9211       return false;
9212     Result = V.getComplexFloatReal();
9213     return true;
9214   }
9215   }
9216 }
9217
9218 //===----------------------------------------------------------------------===//
9219 // Complex Evaluation (for float and integer)
9220 //===----------------------------------------------------------------------===//
9221
9222 namespace {
9223 class ComplexExprEvaluator
9224   : public ExprEvaluatorBase<ComplexExprEvaluator> {
9225   ComplexValue &Result;
9226
9227 public:
9228   ComplexExprEvaluator(EvalInfo &info, ComplexValue &Result)
9229     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
9230
9231   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
9232     Result.setFrom(V);
9233     return true;
9234   }
9235
9236   bool ZeroInitialization(const Expr *E);
9237
9238   //===--------------------------------------------------------------------===//
9239   //                            Visitor Methods
9240   //===--------------------------------------------------------------------===//
9241
9242   bool VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E);
9243   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
9244   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
9245   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
9246   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
9247 };
9248 } // end anonymous namespace
9249
9250 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Result,
9251                             EvalInfo &Info) {
9252   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAnyComplexType());
9253   return ComplexExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
9254 }
9255
9256 bool ComplexExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
9257   QualType ElemTy = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9258   if (ElemTy->isRealFloatingType()) {
9259     Result.makeComplexFloat();
9260     APFloat Zero = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(ElemTy));
9261     Result.FloatReal = Zero;
9262     Result.FloatImag = Zero;
9263   } else {
9264     Result.makeComplexInt();
9265     APSInt Zero = Info.Ctx.MakeIntValue(0, ElemTy);
9266     Result.IntReal = Zero;
9267     Result.IntImag = Zero;
9268   }
9269   return true;
9270 }
9271
9272 bool ComplexExprEvaluator::VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E) {
9273   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
9274
9275   if (SubExpr->getType()->isRealFloatingType()) {
9276     Result.makeComplexFloat();
9277     APFloat &Imag = Result.FloatImag;
9278     if (!EvaluateFloat(SubExpr, Imag, Info))
9279       return false;
9280
9281     Result.FloatReal = APFloat(Imag.getSemantics());
9282     return true;
9283   } else {
9284     assert(SubExpr->getType()->isIntegerType() &&
9285            "Unexpected imaginary literal.");
9286
9287     Result.makeComplexInt();
9288     APSInt &Imag = Result.IntImag;
9289     if (!EvaluateInteger(SubExpr, Imag, Info))
9290       return false;
9291
9292     Result.IntReal = APSInt(Imag.getBitWidth(), !Imag.isSigned());
9293     return true;
9294   }
9295 }
9296
9297 bool ComplexExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9298
9299   switch (E->getCastKind()) {
9300   case CK_BitCast:
9301   case CK_BaseToDerived:
9302   case CK_DerivedToBase:
9303   case CK_UncheckedDerivedToBase:
9304   case CK_Dynamic:
9305   case CK_ToUnion:
9306   case CK_ArrayToPointerDecay:
9307   case CK_FunctionToPointerDecay:
9308   case CK_NullToPointer:
9309   case CK_NullToMemberPointer:
9310   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
9311   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
9312   case CK_MemberPointerToBoolean:
9313   case CK_ReinterpretMemberPointer:
9314   case CK_ConstructorConversion:
9315   case CK_IntegralToPointer:
9316   case CK_PointerToIntegral:
9317   case CK_PointerToBoolean:
9318   case CK_ToVoid:
9319   case CK_VectorSplat:
9320   case CK_IntegralCast:
9321   case CK_BooleanToSignedIntegral:
9322   case CK_IntegralToBoolean:
9323   case CK_IntegralToFloating:
9324   case CK_FloatingToIntegral:
9325   case CK_FloatingToBoolean:
9326   case CK_FloatingCast:
9327   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
9328   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
9329   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
9330   case CK_ObjCObjectLValueCast:
9331   case CK_FloatingComplexToReal:
9332   case CK_FloatingComplexToBoolean:
9333   case CK_IntegralComplexToReal:
9334   case CK_IntegralComplexToBoolean:
9335   case CK_ARCProduceObject:
9336   case CK_ARCConsumeObject:
9337   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
9338   case CK_ARCExtendBlockObject:
9339   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
9340   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
9341   case CK_ZeroToOCLEvent:
9342   case CK_ZeroToOCLQueue:
9343   case CK_NonAtomicToAtomic:
9344   case CK_AddressSpaceConversion:
9345   case CK_IntToOCLSampler:
9346     llvm_unreachable("invalid cast kind for complex value");
9347
9348   case CK_LValueToRValue:
9349   case CK_AtomicToNonAtomic:
9350   case CK_NoOp:
9351     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9352
9353   case CK_Dependent:
9354   case CK_LValueBitCast:
9355   case CK_UserDefinedConversion:
9356     return Error(E);
9357
9358   case CK_FloatingRealToComplex: {
9359     APFloat &Real = Result.FloatReal;
9360     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Real, Info))
9361       return false;
9362
9363     Result.makeComplexFloat();
9364     Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9365     return true;
9366   }
9367
9368   case CK_FloatingComplexCast: {
9369     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9370       return false;
9371
9372     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9373     QualType From
9374       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9375
9376     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatReal) &&
9377            HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatImag);
9378   }
9379
9380   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex: {
9381     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9382       return false;
9383
9384     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9385     QualType From
9386       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9387     Result.makeComplexInt();
9388     return HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatReal,
9389                                 To, Result.IntReal) &&
9390            HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatImag,
9391                                 To, Result.IntImag);
9392   }
9393
9394   case CK_IntegralRealToComplex: {
9395     APSInt &Real = Result.IntReal;
9396     if (!EvaluateInteger(E->getSubExpr(), Real, Info))
9397       return false;
9398
9399     Result.makeComplexInt();
9400     Result.IntImag = APSInt(Real.getBitWidth(), !Real.isSigned());
9401     return true;
9402   }
9403
9404   case CK_IntegralComplexCast: {
9405     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9406       return false;
9407
9408     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9409     QualType From
9410       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9411
9412     Result.IntReal = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntReal);
9413     Result.IntImag = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntImag);
9414     return true;
9415   }
9416
9417   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex: {
9418     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9419       return false;
9420
9421     QualType To = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9422     QualType From
9423       = E->getSubExpr()->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9424     Result.makeComplexFloat();
9425     return HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntReal,
9426                                 To, Result.FloatReal) &&
9427            HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntImag,
9428                                 To, Result.FloatImag);
9429   }
9430   }
9431
9432   llvm_unreachable("unknown cast resulting in complex value");
9433 }
9434
9435 bool ComplexExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
9436   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
9437     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
9438
9439   // Track whether the LHS or RHS is real at the type system level. When this is
9440   // the case we can simplify our evaluation strategy.
9441   bool LHSReal = false, RHSReal = false;
9442
9443   bool LHSOK;
9444   if (E->getLHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
9445     LHSReal = true;
9446     APFloat &Real = Result.FloatReal;
9447     LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Real, Info);
9448     if (LHSOK) {
9449       Result.makeComplexFloat();
9450       Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9451     }
9452   } else {
9453     LHSOK = Visit(E->getLHS());
9454   }
9455   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
9456     return false;
9457
9458   ComplexValue RHS;
9459   if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
9460     RHSReal = true;
9461     APFloat &Real = RHS.FloatReal;
9462     if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), Real, Info) || !LHSOK)
9463       return false;
9464     RHS.makeComplexFloat();
9465     RHS.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9466   } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
9467     return false;
9468
9469   assert(!(LHSReal && RHSReal) &&
9470          "Cannot have both operands of a complex operation be real.");
9471   switch (E->getOpcode()) {
9472   default: return Error(E);
9473   case BO_Add:
9474     if (Result.isComplexFloat()) {
9475       Result.getComplexFloatReal().add(RHS.getComplexFloatReal(),
9476                                        APFloat::rmNearestTiesToEven);
9477       if (LHSReal)
9478         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
9479       else if (!RHSReal)
9480         Result.getComplexFloatImag().add(RHS.getComplexFloatImag(),
9481                                          APFloat::rmNearestTiesToEven);
9482     } else {
9483       Result.getComplexIntReal() += RHS.getComplexIntReal();
9484       Result.getComplexIntImag() += RHS.getComplexIntImag();
9485     }
9486     break;
9487   case BO_Sub:
9488     if (Result.isComplexFloat()) {
9489       Result.getComplexFloatReal().subtract(RHS.getComplexFloatReal(),
9490                                             APFloat::rmNearestTiesToEven);
9491       if (LHSReal) {
9492         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
9493         Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9494       } else if (!RHSReal) {
9495         Result.getComplexFloatImag().subtract(RHS.getComplexFloatImag(),
9496                                               APFloat::rmNearestTiesToEven);
9497       }
9498     } else {
9499       Result.getComplexIntReal() -= RHS.getComplexIntReal();
9500       Result.getComplexIntImag() -= RHS.getComplexIntImag();
9501     }
9502     break;
9503   case BO_Mul:
9504     if (Result.isComplexFloat()) {
9505       // This is an implementation of complex multiplication according to the
9506       // constraints laid out in C11 Annex G. The implemantion uses the
9507       // following naming scheme:
9508       //   (a + ib) * (c + id)
9509       ComplexValue LHS = Result;
9510       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
9511       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
9512       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
9513       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
9514       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
9515       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
9516       if (LHSReal) {
9517         assert(!RHSReal && "Cannot have two real operands for a complex op!");
9518         ResR = A * C;
9519         ResI = A * D;
9520       } else if (RHSReal) {
9521         ResR = C * A;
9522         ResI = C * B;
9523       } else {
9524         // In the fully general case, we need to handle NaNs and infinities
9525         // robustly.
9526         APFloat AC = A * C;
9527         APFloat BD = B * D;
9528         APFloat AD = A * D;
9529         APFloat BC = B * C;
9530         ResR = AC - BD;
9531         ResI = AD + BC;
9532         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
9533           bool Recalc = false;
9534           if (A.isInfinity() || B.isInfinity()) {
9535             A = APFloat::copySign(
9536                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
9537             B = APFloat::copySign(
9538                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
9539             if (C.isNaN())
9540               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
9541             if (D.isNaN())
9542               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
9543             Recalc = true;
9544           }
9545           if (C.isInfinity() || D.isInfinity()) {
9546             C = APFloat::copySign(
9547                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
9548             D = APFloat::copySign(
9549                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
9550             if (A.isNaN())
9551               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
9552             if (B.isNaN())
9553               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
9554             Recalc = true;
9555           }
9556           if (!Recalc && (AC.isInfinity() || BD.isInfinity() ||
9557                           AD.isInfinity() || BC.isInfinity())) {
9558             if (A.isNaN())
9559               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
9560             if (B.isNaN())
9561               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
9562             if (C.isNaN())
9563               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
9564             if (D.isNaN())
9565               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
9566             Recalc = true;
9567           }
9568           if (Recalc) {
9569             ResR = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * C - B * D);
9570             ResI = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * D + B * C);
9571           }
9572         }
9573       }
9574     } else {
9575       ComplexValue LHS = Result;
9576       Result.getComplexIntReal() =
9577         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() -
9578          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag());
9579       Result.getComplexIntImag() =
9580         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag() +
9581          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal());
9582     }
9583     break;
9584   case BO_Div:
9585     if (Result.isComplexFloat()) {
9586       // This is an implementation of complex division according to the
9587       // constraints laid out in C11 Annex G. The implemantion uses the
9588       // following naming scheme:
9589       //   (a + ib) / (c + id)
9590       ComplexValue LHS = Result;
9591       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
9592       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
9593       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
9594       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
9595       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
9596       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
9597       if (RHSReal) {
9598         ResR = A / C;
9599         ResI = B / C;
9600       } else {
9601         if (LHSReal) {
9602           // No real optimizations we can do here, stub out with zero.
9603           B = APFloat::getZero(A.getSemantics());
9604         }
9605         int DenomLogB = 0;
9606         APFloat MaxCD = maxnum(abs(C), abs(D));
9607         if (MaxCD.isFinite()) {
9608           DenomLogB = ilogb(MaxCD);
9609           C = scalbn(C, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
9610           D = scalbn(D, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
9611         }
9612         APFloat Denom = C * C + D * D;
9613         ResR = scalbn((A * C + B * D) / Denom, -DenomLogB,
9614                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
9615         ResI = scalbn((B * C - A * D) / Denom, -DenomLogB,
9616                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
9617         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
9618           if (Denom.isPosZero() && (!A.isNaN() || !B.isNaN())) {
9619             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * A;
9620             ResI = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * B;
9621           } else if ((A.isInfinity() || B.isInfinity()) && C.isFinite() &&
9622                      D.isFinite()) {
9623             A = APFloat::copySign(
9624                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
9625             B = APFloat::copySign(
9626                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
9627             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
9628             ResI = APFloat::getInf(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
9629           } else if (MaxCD.isInfinity() && A.isFinite() && B.isFinite()) {
9630             C = APFloat::copySign(
9631                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
9632             D = APFloat::copySign(
9633                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
9634             ResR = APFloat::getZero(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
9635             ResI = APFloat::getZero(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
9636           }
9637         }
9638       }
9639     } else {
9640       if (RHS.getComplexIntReal() == 0 && RHS.getComplexIntImag() == 0)
9641         return Error(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
9642
9643       ComplexValue LHS = Result;
9644       APSInt Den = RHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
9645         RHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag();
9646       Result.getComplexIntReal() =
9647         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
9648          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
9649       Result.getComplexIntImag() =
9650         (LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal() -
9651          LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
9652     }
9653     break;
9654   }
9655
9656   return true;
9657 }
9658
9659 bool ComplexExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
9660   // Get the operand value into 'Result'.
9661   if (!Visit(E->getSubExpr()))
9662     return false;
9663
9664   switch (E->getOpcode()) {
9665   default:
9666     return Error(E);
9667   case UO_Extension:
9668     return true;
9669   case UO_Plus:
9670     // The result is always just the subexpr.
9671     return true;
9672   case UO_Minus:
9673     if (Result.isComplexFloat()) {
9674       Result.getComplexFloatReal().changeSign();
9675       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9676     }
9677     else {
9678       Result.getComplexIntReal() = -Result.getComplexIntReal();
9679       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
9680     }
9681     return true;
9682   case UO_Not:
9683     if (Result.isComplexFloat())
9684       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9685     else
9686       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
9687     return true;
9688   }
9689 }
9690
9691 bool ComplexExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
9692   if (E->getNumInits() == 2) {
9693     if (E->getType()->isComplexType()) {
9694       Result.makeComplexFloat();
9695       if (!EvaluateFloat(E->getInit(0), Result.FloatReal, Info))
9696         return false;
9697       if (!EvaluateFloat(E->getInit(1), Result.FloatImag, Info))
9698         return false;
9699     } else {
9700       Result.makeComplexInt();
9701       if (!EvaluateInteger(E->getInit(0), Result.IntReal, Info))
9702         return false;
9703       if (!EvaluateInteger(E->getInit(1), Result.IntImag, Info))
9704         return false;
9705     }
9706     return true;
9707   }
9708   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitInitListExpr(E);
9709 }
9710
9711 //===----------------------------------------------------------------------===//
9712 // Atomic expression evaluation, essentially just handling the NonAtomicToAtomic
9713 // implicit conversion.
9714 //===----------------------------------------------------------------------===//
9715
9716 namespace {
9717 class AtomicExprEvaluator :
9718     public ExprEvaluatorBase<AtomicExprEvaluator> {
9719   const LValue *This;
9720   APValue &Result;
9721 public:
9722   AtomicExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue *This, APValue &Result)
9723       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
9724
9725   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
9726     Result = V;
9727     return true;
9728   }
9729
9730   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
9731     ImplicitValueInitExpr VIE(
9732         E->getType()->castAs<AtomicType>()->getValueType());
9733     // For atomic-qualified class (and array) types in C++, initialize the
9734     // _Atomic-wrapped subobject directly, in-place.
9735     return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, &VIE)
9736                 : Evaluate(Result, Info, &VIE);
9737   }
9738
9739   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9740     switch (E->getCastKind()) {
9741     default:
9742       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9743     case CK_NonAtomicToAtomic:
9744       return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, E->getSubExpr())
9745                   : Evaluate(Result, Info, E->getSubExpr());
9746     }
9747   }
9748 };
9749 } // end anonymous namespace
9750
9751 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
9752                            EvalInfo &Info) {
9753   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAtomicType());
9754   return AtomicExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
9755 }
9756
9757 //===----------------------------------------------------------------------===//
9758 // Void expression evaluation, primarily for a cast to void on the LHS of a
9759 // comma operator
9760 //===----------------------------------------------------------------------===//
9761
9762 namespace {
9763 class VoidExprEvaluator
9764   : public ExprEvaluatorBase<VoidExprEvaluator> {
9765 public:
9766   VoidExprEvaluator(EvalInfo &Info) : ExprEvaluatorBaseTy(Info) {}
9767
9768   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) { return true; }
9769
9770   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9771     switch (E->getCastKind()) {
9772     default:
9773       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9774     case CK_ToVoid:
9775       VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9776       return true;
9777     }
9778   }
9779
9780   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
9781     switch (E->getBuiltinCallee()) {
9782     default:
9783       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9784     case Builtin::BI__assume:
9785     case Builtin::BI__builtin_assume:
9786       // The argument is not evaluated!
9787       return true;
9788     }
9789   }
9790 };
9791 } // end anonymous namespace
9792
9793 static bool EvaluateVoid(const Expr *E, EvalInfo &Info) {
9794   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVoidType());
9795   return VoidExprEvaluator(Info).Visit(E);
9796 }
9797
9798 //===----------------------------------------------------------------------===//
9799 // Top level Expr::EvaluateAsRValue method.
9800 //===----------------------------------------------------------------------===//
9801
9802 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E) {
9803   // In C, function designators are not lvalues, but we evaluate them as if they
9804   // are.
9805   QualType T = E->getType();
9806   if (E->isGLValue() || T->isFunctionType()) {
9807     LValue LV;
9808     if (!EvaluateLValue(E, LV, Info))
9809       return false;
9810     LV.moveInto(Result);
9811   } else if (T->isVectorType()) {
9812     if (!EvaluateVector(E, Result, Info))
9813       return false;
9814   } else if (T->isIntegralOrEnumerationType()) {
9815     if (!IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E))
9816       return false;
9817   } else if (T->hasPointerRepresentation()) {
9818     LValue LV;
9819     if (!EvaluatePointer(E, LV, Info))
9820       return false;
9821     LV.moveInto(Result);
9822   } else if (T->isRealFloatingType()) {
9823     llvm::APFloat F(0.0);
9824     if (!EvaluateFloat(E, F, Info))
9825       return false;
9826     Result = APValue(F);
9827   } else if (T->isAnyComplexType()) {
9828     ComplexValue C;
9829     if (!EvaluateComplex(E, C, Info))
9830       return false;
9831     C.moveInto(Result);
9832   } else if (T->isMemberPointerType()) {
9833     MemberPtr P;
9834     if (!EvaluateMemberPointer(E, P, Info))
9835       return false;
9836     P.moveInto(Result);
9837     return true;
9838   } else if (T->isArrayType()) {
9839     LValue LV;
9840     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9841     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9842     if (!EvaluateArray(E, LV, Value, Info))
9843       return false;
9844     Result = Value;
9845   } else if (T->isRecordType()) {
9846     LValue LV;
9847     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9848     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9849     if (!EvaluateRecord(E, LV, Value, Info))
9850       return false;
9851     Result = Value;
9852   } else if (T->isVoidType()) {
9853     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
9854       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
9855         << E->getType();
9856     if (!EvaluateVoid(E, Info))
9857       return false;
9858   } else if (T->isAtomicType()) {
9859     QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
9860     if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType()) {
9861       LValue LV;
9862       LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9863       APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9864       if (!EvaluateAtomic(E, &LV, Value, Info))
9865         return false;
9866     } else {
9867       if (!EvaluateAtomic(E, nullptr, Result, Info))
9868         return false;
9869     }
9870   } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
9871     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral) << E->getType();
9872     return false;
9873   } else {
9874     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
9875     return false;
9876   }
9877
9878   return true;
9879 }
9880
9881 /// EvaluateInPlace - Evaluate an expression in-place in an APValue. In some
9882 /// cases, the in-place evaluation is essential, since later initializers for
9883 /// an object can indirectly refer to subobjects which were initialized earlier.
9884 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info, const LValue &This,
9885                             const Expr *E, bool AllowNonLiteralTypes) {
9886   assert(!E->isValueDependent());
9887
9888   if (!AllowNonLiteralTypes && !CheckLiteralType(Info, E, &This))
9889     return false;
9890
9891   if (E->isRValue()) {
9892     // Evaluate arrays and record types in-place, so that later initializers can
9893     // refer to earlier-initialized members of the object.
9894     QualType T = E->getType();
9895     if (T->isArrayType())
9896       return EvaluateArray(E, This, Result, Info);
9897     else if (T->isRecordType())
9898       return EvaluateRecord(E, This, Result, Info);
9899     else if (T->isAtomicType()) {
9900       QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
9901       if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType())
9902         return EvaluateAtomic(E, &This, Result, Info);
9903     }
9904   }
9905
9906   // For any other type, in-place evaluation is unimportant.
9907   return Evaluate(Result, Info, E);
9908 }
9909
9910 /// EvaluateAsRValue - Try to evaluate this expression, performing an implicit
9911 /// lvalue-to-rvalue cast if it is an lvalue.
9912 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result) {
9913   if (E->getType().isNull())
9914     return false;
9915
9916   if (!CheckLiteralType(Info, E))
9917     return false;
9918
9919   if (!::Evaluate(Result, Info, E))
9920     return false;
9921
9922   if (E->isGLValue()) {
9923     LValue LV;
9924     LV.setFrom(Info.Ctx, Result);
9925     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), LV, Result))
9926       return false;
9927   }
9928
9929   // Check this core constant expression is a constant expression.
9930   return CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), E->getType(), Result);
9931 }
9932
9933 static bool FastEvaluateAsRValue(const Expr *Exp, Expr::EvalResult &Result,
9934                                  const ASTContext &Ctx, bool &IsConst,
9935                                  bool IsCheckingForOverflow) {
9936   // Fast-path evaluations of integer literals, since we sometimes see files
9937   // containing vast quantities of these.
9938   if (const IntegerLiteral *L = dyn_cast<IntegerLiteral>(Exp)) {
9939     Result.Val = APValue(APSInt(L->getValue(),
9940                                 L->getType()->isUnsignedIntegerType()));
9941     IsConst = true;
9942     return true;
9943   }
9944
9945   // This case should be rare, but we need to check it before we check on
9946   // the type below.
9947   if (Exp->getType().isNull()) {
9948     IsConst = false;
9949     return true;
9950   }
9951   
9952   // FIXME: Evaluating values of large array and record types can cause
9953   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
9954   if (Exp->isRValue() && (Exp->getType()->isArrayType() ||
9955                           Exp->getType()->isRecordType()) &&
9956       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11 && !IsCheckingForOverflow) {
9957     IsConst = false;
9958     return true;
9959   }
9960   return false;
9961 }
9962
9963
9964 /// EvaluateAsRValue - Return true if this is a constant which we can fold using
9965 /// any crazy technique (that has nothing to do with language standards) that
9966 /// we want to.  If this function returns true, it returns the folded constant
9967 /// in Result. If this expression is a glvalue, an lvalue-to-rvalue conversion
9968 /// will be applied to the result.
9969 bool Expr::EvaluateAsRValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
9970   bool IsConst;
9971   if (FastEvaluateAsRValue(this, Result, Ctx, IsConst, false))
9972     return IsConst;
9973   
9974   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
9975   return ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result.Val);
9976 }
9977
9978 bool Expr::EvaluateAsBooleanCondition(bool &Result,
9979                                       const ASTContext &Ctx) const {
9980   EvalResult Scratch;
9981   return EvaluateAsRValue(Scratch, Ctx) &&
9982          HandleConversionToBool(Scratch.Val, Result);
9983 }
9984
9985 static bool hasUnacceptableSideEffect(Expr::EvalStatus &Result,
9986                                       Expr::SideEffectsKind SEK) {
9987   return (SEK < Expr::SE_AllowSideEffects && Result.HasSideEffects) ||
9988          (SEK < Expr::SE_AllowUndefinedBehavior && Result.HasUndefinedBehavior);
9989 }
9990
9991 bool Expr::EvaluateAsInt(APSInt &Result, const ASTContext &Ctx,
9992                          SideEffectsKind AllowSideEffects) const {
9993   if (!getType()->isIntegralOrEnumerationType())
9994     return false;
9995
9996   EvalResult ExprResult;
9997   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx) || !ExprResult.Val.isInt() ||
9998       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
9999     return false;
10000
10001   Result = ExprResult.Val.getInt();
10002   return true;
10003 }
10004
10005 bool Expr::EvaluateAsFloat(APFloat &Result, const ASTContext &Ctx,
10006                            SideEffectsKind AllowSideEffects) const {
10007   if (!getType()->isRealFloatingType())
10008     return false;
10009
10010   EvalResult ExprResult;
10011   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx) || !ExprResult.Val.isFloat() ||
10012       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
10013     return false;
10014
10015   Result = ExprResult.Val.getFloat();
10016   return true;
10017 }
10018
10019 bool Expr::EvaluateAsLValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
10020   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_ConstantFold);
10021
10022   LValue LV;
10023   if (!EvaluateLValue(this, LV, Info) || Result.HasSideEffects ||
10024       !CheckLValueConstantExpression(Info, getExprLoc(),
10025                                      Ctx.getLValueReferenceType(getType()), LV))
10026     return false;
10027
10028   LV.moveInto(Result.Val);
10029   return true;
10030 }
10031
10032 bool Expr::EvaluateAsInitializer(APValue &Value, const ASTContext &Ctx,
10033                                  const VarDecl *VD,
10034                             SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> &Notes) const {
10035   // FIXME: Evaluating initializers for large array and record types can cause
10036   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
10037   if (isRValue() && (getType()->isArrayType() || getType()->isRecordType()) &&
10038       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10039     return false;
10040
10041   Expr::EvalStatus EStatus;
10042   EStatus.Diag = &Notes;
10043
10044   EvalInfo InitInfo(Ctx, EStatus, VD->isConstexpr()
10045                                       ? EvalInfo::EM_ConstantExpression
10046                                       : EvalInfo::EM_ConstantFold);
10047   InitInfo.setEvaluatingDecl(VD, Value);
10048
10049   LValue LVal;
10050   LVal.set(VD);
10051
10052   // C++11 [basic.start.init]p2:
10053   //  Variables with static storage duration or thread storage duration shall be
10054   //  zero-initialized before any other initialization takes place.
10055   // This behavior is not present in C.
10056   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus && !VD->hasLocalStorage() &&
10057       !VD->getType()->isReferenceType()) {
10058     ImplicitValueInitExpr VIE(VD->getType());
10059     if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, &VIE,
10060                          /*AllowNonLiteralTypes=*/true))
10061       return false;
10062   }
10063
10064   if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, this,
10065                        /*AllowNonLiteralTypes=*/true) ||
10066       EStatus.HasSideEffects)
10067     return false;
10068
10069   return CheckConstantExpression(InitInfo, VD->getLocation(), VD->getType(),
10070                                  Value);
10071 }
10072
10073 /// isEvaluatable - Call EvaluateAsRValue to see if this expression can be
10074 /// constant folded, but discard the result.
10075 bool Expr::isEvaluatable(const ASTContext &Ctx, SideEffectsKind SEK) const {
10076   EvalResult Result;
10077   return EvaluateAsRValue(Result, Ctx) &&
10078          !hasUnacceptableSideEffect(Result, SEK);
10079 }
10080
10081 APSInt Expr::EvaluateKnownConstInt(const ASTContext &Ctx,
10082                     SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *Diag) const {
10083   EvalResult EvalResult;
10084   EvalResult.Diag = Diag;
10085   bool Result = EvaluateAsRValue(EvalResult, Ctx);
10086   (void)Result;
10087   assert(Result && "Could not evaluate expression");
10088   assert(EvalResult.Val.isInt() && "Expression did not evaluate to integer");
10089
10090   return EvalResult.Val.getInt();
10091 }
10092
10093 void Expr::EvaluateForOverflow(const ASTContext &Ctx) const {
10094   bool IsConst;
10095   EvalResult EvalResult;
10096   if (!FastEvaluateAsRValue(this, EvalResult, Ctx, IsConst, true)) {
10097     EvalInfo Info(Ctx, EvalResult, EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow);
10098     (void)::EvaluateAsRValue(Info, this, EvalResult.Val);
10099   }
10100 }
10101
10102 bool Expr::EvalResult::isGlobalLValue() const {
10103   assert(Val.isLValue());
10104   return IsGlobalLValue(Val.getLValueBase());
10105 }
10106
10107
10108 /// isIntegerConstantExpr - this recursive routine will test if an expression is
10109 /// an integer constant expression.
10110
10111 /// FIXME: Pass up a reason why! Invalid operation in i-c-e, division by zero,
10112 /// comma, etc
10113
10114 // CheckICE - This function does the fundamental ICE checking: the returned
10115 // ICEDiag contains an ICEKind indicating whether the expression is an ICE,
10116 // and a (possibly null) SourceLocation indicating the location of the problem.
10117 //
10118 // Note that to reduce code duplication, this helper does no evaluation
10119 // itself; the caller checks whether the expression is evaluatable, and
10120 // in the rare cases where CheckICE actually cares about the evaluated
10121 // value, it calls into Evaluate.
10122
10123 namespace {
10124
10125 enum ICEKind {
10126   /// This expression is an ICE.
10127   IK_ICE,
10128   /// This expression is not an ICE, but if it isn't evaluated, it's
10129   /// a legal subexpression for an ICE. This return value is used to handle
10130   /// the comma operator in C99 mode, and non-constant subexpressions.
10131   IK_ICEIfUnevaluated,
10132   /// This expression is not an ICE, and is not a legal subexpression for one.
10133   IK_NotICE
10134 };
10135
10136 struct ICEDiag {
10137   ICEKind Kind;
10138   SourceLocation Loc;
10139
10140   ICEDiag(ICEKind IK, SourceLocation l) : Kind(IK), Loc(l) {}
10141 };
10142
10143 }
10144
10145 static ICEDiag NoDiag() { return ICEDiag(IK_ICE, SourceLocation()); }
10146
10147 static ICEDiag Worst(ICEDiag A, ICEDiag B) { return A.Kind >= B.Kind ? A : B; }
10148
10149 static ICEDiag CheckEvalInICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
10150   Expr::EvalResult EVResult;
10151   if (!E->EvaluateAsRValue(EVResult, Ctx) || EVResult.HasSideEffects ||
10152       !EVResult.Val.isInt())
10153     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10154
10155   return NoDiag();
10156 }
10157
10158 static ICEDiag CheckICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
10159   assert(!E->isValueDependent() && "Should not see value dependent exprs!");
10160   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10161     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10162
10163   switch (E->getStmtClass()) {
10164 #define ABSTRACT_STMT(Node)
10165 #define STMT(Node, Base) case Expr::Node##Class:
10166 #define EXPR(Node, Base)
10167 #include "clang/AST/StmtNodes.inc"
10168   case Expr::PredefinedExprClass:
10169   case Expr::FloatingLiteralClass:
10170   case Expr::ImaginaryLiteralClass:
10171   case Expr::StringLiteralClass:
10172   case Expr::ArraySubscriptExprClass:
10173   case Expr::OMPArraySectionExprClass:
10174   case Expr::MemberExprClass:
10175   case Expr::CompoundAssignOperatorClass:
10176   case Expr::CompoundLiteralExprClass:
10177   case Expr::ExtVectorElementExprClass:
10178   case Expr::DesignatedInitExprClass:
10179   case Expr::ArrayInitLoopExprClass:
10180   case Expr::ArrayInitIndexExprClass:
10181   case Expr::NoInitExprClass:
10182   case Expr::DesignatedInitUpdateExprClass:
10183   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
10184   case Expr::ParenListExprClass:
10185   case Expr::VAArgExprClass:
10186   case Expr::AddrLabelExprClass:
10187   case Expr::StmtExprClass:
10188   case Expr::CXXMemberCallExprClass:
10189   case Expr::CUDAKernelCallExprClass:
10190   case Expr::CXXDynamicCastExprClass:
10191   case Expr::CXXTypeidExprClass:
10192   case Expr::CXXUuidofExprClass:
10193   case Expr::MSPropertyRefExprClass:
10194   case Expr::MSPropertySubscriptExprClass:
10195   case Expr::CXXNullPtrLiteralExprClass:
10196   case Expr::UserDefinedLiteralClass:
10197   case Expr::CXXThisExprClass:
10198   case Expr::CXXThrowExprClass:
10199   case Expr::CXXNewExprClass:
10200   case Expr::CXXDeleteExprClass:
10201   case Expr::CXXPseudoDestructorExprClass:
10202   case Expr::UnresolvedLookupExprClass:
10203   case Expr::TypoExprClass:
10204   case Expr::DependentScopeDeclRefExprClass:
10205   case Expr::CXXConstructExprClass:
10206   case Expr::CXXInheritedCtorInitExprClass:
10207   case Expr::CXXStdInitializerListExprClass:
10208   case Expr::CXXBindTemporaryExprClass:
10209   case Expr::ExprWithCleanupsClass:
10210   case Expr::CXXTemporaryObjectExprClass:
10211   case Expr::CXXUnresolvedConstructExprClass:
10212   case Expr::CXXDependentScopeMemberExprClass:
10213   case Expr::UnresolvedMemberExprClass:
10214   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
10215   case Expr::ObjCBoxedExprClass:
10216   case Expr::ObjCArrayLiteralClass:
10217   case Expr::ObjCDictionaryLiteralClass:
10218   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
10219   case Expr::ObjCMessageExprClass:
10220   case Expr::ObjCSelectorExprClass:
10221   case Expr::ObjCProtocolExprClass:
10222   case Expr::ObjCIvarRefExprClass:
10223   case Expr::ObjCPropertyRefExprClass:
10224   case Expr::ObjCSubscriptRefExprClass:
10225   case Expr::ObjCIsaExprClass:
10226   case Expr::ObjCAvailabilityCheckExprClass:
10227   case Expr::ShuffleVectorExprClass:
10228   case Expr::ConvertVectorExprClass:
10229   case Expr::BlockExprClass:
10230   case Expr::NoStmtClass:
10231   case Expr::OpaqueValueExprClass:
10232   case Expr::PackExpansionExprClass:
10233   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmPackExprClass:
10234   case Expr::FunctionParmPackExprClass:
10235   case Expr::AsTypeExprClass:
10236   case Expr::ObjCIndirectCopyRestoreExprClass:
10237   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
10238   case Expr::PseudoObjectExprClass:
10239   case Expr::AtomicExprClass:
10240   case Expr::LambdaExprClass:
10241   case Expr::CXXFoldExprClass:
10242   case Expr::CoawaitExprClass:
10243   case Expr::DependentCoawaitExprClass:
10244   case Expr::CoyieldExprClass:
10245     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10246
10247   case Expr::InitListExprClass: {
10248     // C++03 [dcl.init]p13: If T is a scalar type, then a declaration of the
10249     // form "T x = { a };" is equivalent to "T x = a;".
10250     // Unless we're initializing a reference, T is a scalar as it is known to be
10251     // of integral or enumeration type.
10252     if (E->isRValue())
10253       if (cast<InitListExpr>(E)->getNumInits() == 1)
10254         return CheckICE(cast<InitListExpr>(E)->getInit(0), Ctx);
10255     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10256   }
10257
10258   case Expr::SizeOfPackExprClass:
10259   case Expr::GNUNullExprClass:
10260     // GCC considers the GNU __null value to be an integral constant expression.
10261     return NoDiag();
10262
10263   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmExprClass:
10264     return
10265       CheckICE(cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(E)->getReplacement(), Ctx);
10266
10267   case Expr::ParenExprClass:
10268     return CheckICE(cast<ParenExpr>(E)->getSubExpr(), Ctx);
10269   case Expr::GenericSelectionExprClass:
10270     return CheckICE(cast<GenericSelectionExpr>(E)->getResultExpr(), Ctx);
10271   case Expr::IntegerLiteralClass:
10272   case Expr::CharacterLiteralClass:
10273   case Expr::ObjCBoolLiteralExprClass:
10274   case Expr::CXXBoolLiteralExprClass:
10275   case Expr::CXXScalarValueInitExprClass:
10276   case Expr::TypeTraitExprClass:
10277   case Expr::ArrayTypeTraitExprClass:
10278   case Expr::ExpressionTraitExprClass:
10279   case Expr::CXXNoexceptExprClass:
10280     return NoDiag();
10281   case Expr::CallExprClass:
10282   case Expr::CXXOperatorCallExprClass: {
10283     // C99 6.6/3 allows function calls within unevaluated subexpressions of
10284     // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
10285     // contain an operand of (pointer to) function type.
10286     const CallExpr *CE = cast<CallExpr>(E);
10287     if (CE->getBuiltinCallee())
10288       return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10289     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10290   }
10291   case Expr::DeclRefExprClass: {
10292     if (isa<EnumConstantDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl()))
10293       return NoDiag();
10294     const ValueDecl *D = dyn_cast<ValueDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl());
10295     if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus &&
10296         D && IsConstNonVolatile(D->getType())) {
10297       // Parameter variables are never constants.  Without this check,
10298       // getAnyInitializer() can find a default argument, which leads
10299       // to chaos.
10300       if (isa<ParmVarDecl>(D))
10301         return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10302
10303       // C++ 7.1.5.1p2
10304       //   A variable of non-volatile const-qualified integral or enumeration
10305       //   type initialized by an ICE can be used in ICEs.
10306       if (const VarDecl *Dcl = dyn_cast<VarDecl>(D)) {
10307         if (!Dcl->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10308           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10309
10310         const VarDecl *VD;
10311         // Look for a declaration of this variable that has an initializer, and
10312         // check whether it is an ICE.
10313         if (Dcl->getAnyInitializer(VD) && VD->checkInitIsICE())
10314           return NoDiag();
10315         else
10316           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10317       }
10318     }
10319     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10320   }
10321   case Expr::UnaryOperatorClass: {
10322     const UnaryOperator *Exp = cast<UnaryOperator>(E);
10323     switch (Exp->getOpcode()) {
10324     case UO_PostInc:
10325     case UO_PostDec:
10326     case UO_PreInc:
10327     case UO_PreDec:
10328     case UO_AddrOf:
10329     case UO_Deref:
10330     case UO_Coawait:
10331       // C99 6.6/3 allows increment and decrement within unevaluated
10332       // subexpressions of constant expressions, but they can never be ICEs
10333       // because an ICE cannot contain an lvalue operand.
10334       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10335     case UO_Extension:
10336     case UO_LNot:
10337     case UO_Plus:
10338     case UO_Minus:
10339     case UO_Not:
10340     case UO_Real:
10341     case UO_Imag:
10342       return CheckICE(Exp->getSubExpr(), Ctx);
10343     }
10344
10345     // OffsetOf falls through here.
10346   }
10347   case Expr::OffsetOfExprClass: {
10348     // Note that per C99, offsetof must be an ICE. And AFAIK, using
10349     // EvaluateAsRValue matches the proposed gcc behavior for cases like
10350     // "offsetof(struct s{int x[4];}, x[1.0])".  This doesn't affect
10351     // compliance: we should warn earlier for offsetof expressions with
10352     // array subscripts that aren't ICEs, and if the array subscripts
10353     // are ICEs, the value of the offsetof must be an integer constant.
10354     return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10355   }
10356   case Expr::UnaryExprOrTypeTraitExprClass: {
10357     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *Exp = cast<UnaryExprOrTypeTraitExpr>(E);
10358     if ((Exp->getKind() ==  UETT_SizeOf) &&
10359         Exp->getTypeOfArgument()->isVariableArrayType())
10360       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10361     return NoDiag();
10362   }
10363   case Expr::BinaryOperatorClass: {
10364     const BinaryOperator *Exp = cast<BinaryOperator>(E);
10365     switch (Exp->getOpcode()) {
10366     case BO_PtrMemD:
10367     case BO_PtrMemI:
10368     case BO_Assign:
10369     case BO_MulAssign:
10370     case BO_DivAssign:
10371     case BO_RemAssign:
10372     case BO_AddAssign:
10373     case BO_SubAssign:
10374     case BO_ShlAssign:
10375     case BO_ShrAssign:
10376     case BO_AndAssign:
10377     case BO_XorAssign:
10378     case BO_OrAssign:
10379       // C99 6.6/3 allows assignments within unevaluated subexpressions of
10380       // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
10381       // contain an lvalue operand.
10382       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10383
10384     case BO_Mul:
10385     case BO_Div:
10386     case BO_Rem:
10387     case BO_Add:
10388     case BO_Sub:
10389     case BO_Shl:
10390     case BO_Shr:
10391     case BO_LT:
10392     case BO_GT:
10393     case BO_LE:
10394     case BO_GE:
10395     case BO_EQ:
10396     case BO_NE:
10397     case BO_And:
10398     case BO_Xor:
10399     case BO_Or:
10400     case BO_Comma: {
10401       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
10402       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
10403       if (Exp->getOpcode() == BO_Div ||
10404           Exp->getOpcode() == BO_Rem) {
10405         // EvaluateAsRValue gives an error for undefined Div/Rem, so make sure
10406         // we don't evaluate one.
10407         if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE) {
10408           llvm::APSInt REval = Exp->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
10409           if (REval == 0)
10410             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10411           if (REval.isSigned() && REval.isAllOnesValue()) {
10412             llvm::APSInt LEval = Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
10413             if (LEval.isMinSignedValue())
10414               return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10415           }
10416         }
10417       }
10418       if (Exp->getOpcode() == BO_Comma) {
10419         if (Ctx.getLangOpts().C99) {
10420           // C99 6.6p3 introduces a strange edge case: comma can be in an ICE
10421           // if it isn't evaluated.
10422           if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE)
10423             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10424         } else {
10425           // In both C89 and C++, commas in ICEs are illegal.
10426           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10427         }
10428       }
10429       return Worst(LHSResult, RHSResult);
10430     }
10431     case BO_LAnd:
10432     case BO_LOr: {
10433       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
10434       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
10435       if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) {
10436         // Rare case where the RHS has a comma "side-effect"; we need
10437         // to actually check the condition to see whether the side
10438         // with the comma is evaluated.
10439         if ((Exp->getOpcode() == BO_LAnd) !=
10440             (Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0))
10441           return RHSResult;
10442         return NoDiag();
10443       }
10444
10445       return Worst(LHSResult, RHSResult);
10446     }
10447     }
10448   }
10449   case Expr::ImplicitCastExprClass:
10450   case Expr::CStyleCastExprClass:
10451   case Expr::CXXFunctionalCastExprClass:
10452   case Expr::CXXStaticCastExprClass:
10453   case Expr::CXXReinterpretCastExprClass:
10454   case Expr::CXXConstCastExprClass:
10455   case Expr::ObjCBridgedCastExprClass: {
10456     const Expr *SubExpr = cast<CastExpr>(E)->getSubExpr();
10457     if (isa<ExplicitCastExpr>(E)) {
10458       if (const FloatingLiteral *FL
10459             = dyn_cast<FloatingLiteral>(SubExpr->IgnoreParenImpCasts())) {
10460         unsigned DestWidth = Ctx.getIntWidth(E->getType());
10461         bool DestSigned = E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType();
10462         APSInt IgnoredVal(DestWidth, !DestSigned);
10463         bool Ignored;
10464         // If the value does not fit in the destination type, the behavior is
10465         // undefined, so we are not required to treat it as a constant
10466         // expression.
10467         if (FL->getValue().convertToInteger(IgnoredVal,
10468                                             llvm::APFloat::rmTowardZero,
10469                                             &Ignored) & APFloat::opInvalidOp)
10470           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10471         return NoDiag();
10472       }
10473     }
10474     switch (cast<CastExpr>(E)->getCastKind()) {
10475     case CK_LValueToRValue:
10476     case CK_AtomicToNonAtomic:
10477     case CK_NonAtomicToAtomic:
10478     case CK_NoOp:
10479     case CK_IntegralToBoolean:
10480     case CK_IntegralCast:
10481       return CheckICE(SubExpr, Ctx);
10482     default:
10483       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10484     }
10485   }
10486   case Expr::BinaryConditionalOperatorClass: {
10487     const BinaryConditionalOperator *Exp = cast<BinaryConditionalOperator>(E);
10488     ICEDiag CommonResult = CheckICE(Exp->getCommon(), Ctx);
10489     if (CommonResult.Kind == IK_NotICE) return CommonResult;
10490     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
10491     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE) return FalseResult;
10492     if (CommonResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) return CommonResult;
10493     if (FalseResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated &&
10494         Exp->getCommon()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) != 0) return NoDiag();
10495     return FalseResult;
10496   }
10497   case Expr::ConditionalOperatorClass: {
10498     const ConditionalOperator *Exp = cast<ConditionalOperator>(E);
10499     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
10500     // then only the true side is actually considered in an integer constant
10501     // expression, and it is fully evaluated.  This is an important GNU
10502     // extension.  See GCC PR38377 for discussion.
10503     if (const CallExpr *CallCE
10504         = dyn_cast<CallExpr>(Exp->getCond()->IgnoreParenCasts()))
10505       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
10506         return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10507     ICEDiag CondResult = CheckICE(Exp->getCond(), Ctx);
10508     if (CondResult.Kind == IK_NotICE)
10509       return CondResult;
10510
10511     ICEDiag TrueResult = CheckICE(Exp->getTrueExpr(), Ctx);
10512     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
10513
10514     if (TrueResult.Kind == IK_NotICE)
10515       return TrueResult;
10516     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE)
10517       return FalseResult;
10518     if (CondResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated)
10519       return CondResult;
10520     if (TrueResult.Kind == IK_ICE && FalseResult.Kind == IK_ICE)
10521       return NoDiag();
10522     // Rare case where the diagnostics depend on which side is evaluated
10523     // Note that if we get here, CondResult is 0, and at least one of
10524     // TrueResult and FalseResult is non-zero.
10525     if (Exp->getCond()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0)
10526       return FalseResult;
10527     return TrueResult;
10528   }
10529   case Expr::CXXDefaultArgExprClass:
10530     return CheckICE(cast<CXXDefaultArgExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
10531   case Expr::CXXDefaultInitExprClass:
10532     return CheckICE(cast<CXXDefaultInitExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
10533   case Expr::ChooseExprClass: {
10534     return CheckICE(cast<ChooseExpr>(E)->getChosenSubExpr(), Ctx);
10535   }
10536   }
10537
10538   llvm_unreachable("Invalid StmtClass!");
10539 }
10540
10541 /// Evaluate an expression as a C++11 integral constant expression.
10542 static bool EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
10543                                                     const Expr *E,
10544                                                     llvm::APSInt *Value,
10545                                                     SourceLocation *Loc) {
10546   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType()) {
10547     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
10548     return false;
10549   }
10550
10551   APValue Result;
10552   if (!E->isCXX11ConstantExpr(Ctx, &Result, Loc))
10553     return false;
10554
10555   if (!Result.isInt()) {
10556     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
10557     return false;
10558   }
10559
10560   if (Value) *Value = Result.getInt();
10561   return true;
10562 }
10563
10564 bool Expr::isIntegerConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
10565                                  SourceLocation *Loc) const {
10566   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10567     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, nullptr, Loc);
10568
10569   ICEDiag D = CheckICE(this, Ctx);
10570   if (D.Kind != IK_ICE) {
10571     if (Loc) *Loc = D.Loc;
10572     return false;
10573   }
10574   return true;
10575 }
10576
10577 bool Expr::isIntegerConstantExpr(llvm::APSInt &Value, const ASTContext &Ctx,
10578                                  SourceLocation *Loc, bool isEvaluated) const {
10579   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10580     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, &Value, Loc);
10581
10582   if (!isIntegerConstantExpr(Ctx, Loc))
10583     return false;
10584   // The only possible side-effects here are due to UB discovered in the
10585   // evaluation (for instance, INT_MAX + 1). In such a case, we are still
10586   // required to treat the expression as an ICE, so we produce the folded
10587   // value.
10588   if (!EvaluateAsInt(Value, Ctx, SE_AllowSideEffects))
10589     llvm_unreachable("ICE cannot be evaluated!");
10590   return true;
10591 }
10592
10593 bool Expr::isCXX98IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx) const {
10594   return CheckICE(this, Ctx).Kind == IK_ICE;
10595 }
10596
10597 bool Expr::isCXX11ConstantExpr(const ASTContext &Ctx, APValue *Result,
10598                                SourceLocation *Loc) const {
10599   // We support this checking in C++98 mode in order to diagnose compatibility
10600   // issues.
10601   assert(Ctx.getLangOpts().CPlusPlus);
10602
10603   // Build evaluation settings.
10604   Expr::EvalStatus Status;
10605   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diags;
10606   Status.Diag = &Diags;
10607   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpression);
10608
10609   APValue Scratch;
10610   bool IsConstExpr = ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result ? *Result : Scratch);
10611
10612   if (!Diags.empty()) {
10613     IsConstExpr = false;
10614     if (Loc) *Loc = Diags[0].first;
10615   } else if (!IsConstExpr) {
10616     // FIXME: This shouldn't happen.
10617     if (Loc) *Loc = getExprLoc();
10618   }
10619
10620   return IsConstExpr;
10621 }
10622
10623 bool Expr::EvaluateWithSubstitution(APValue &Value, ASTContext &Ctx,
10624                                     const FunctionDecl *Callee,
10625                                     ArrayRef<const Expr*> Args,
10626                                     const Expr *This) const {
10627   Expr::EvalStatus Status;
10628   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated);
10629
10630   LValue ThisVal;
10631   const LValue *ThisPtr = nullptr;
10632   if (This) {
10633 #ifndef NDEBUG
10634     auto *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
10635     assert(MD && "Don't provide `this` for non-methods.");
10636     assert(!MD->isStatic() && "Don't provide `this` for static methods.");
10637 #endif
10638     if (EvaluateObjectArgument(Info, This, ThisVal))
10639       ThisPtr = &ThisVal;
10640     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
10641       return false;
10642   }
10643
10644   ArgVector ArgValues(Args.size());
10645   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
10646        I != E; ++I) {
10647     if ((*I)->isValueDependent() ||
10648         !Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I))
10649       // If evaluation fails, throw away the argument entirely.
10650       ArgValues[I - Args.begin()] = APValue();
10651     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
10652       return false;
10653   }
10654
10655   // Build fake call to Callee.
10656   CallStackFrame Frame(Info, Callee->getLocation(), Callee, ThisPtr,
10657                        ArgValues.data());
10658   return Evaluate(Value, Info, this) && !Info.EvalStatus.HasSideEffects;
10659 }
10660
10661 bool Expr::isPotentialConstantExpr(const FunctionDecl *FD,
10662                                    SmallVectorImpl<
10663                                      PartialDiagnosticAt> &Diags) {
10664   // FIXME: It would be useful to check constexpr function templates, but at the
10665   // moment the constant expression evaluator cannot cope with the non-rigorous
10666   // ASTs which we build for dependent expressions.
10667   if (FD->isDependentContext())
10668     return true;
10669
10670   Expr::EvalStatus Status;
10671   Status.Diag = &Diags;
10672
10673   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
10674                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression);
10675
10676   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
10677   const CXXRecordDecl *RD = MD ? MD->getParent()->getCanonicalDecl() : nullptr;
10678
10679   // Fabricate an arbitrary expression on the stack and pretend that it
10680   // is a temporary being used as the 'this' pointer.
10681   LValue This;
10682   ImplicitValueInitExpr VIE(RD ? Info.Ctx.getRecordType(RD) : Info.Ctx.IntTy);
10683   This.set(&VIE, Info.CurrentCall->Index);
10684
10685   ArrayRef<const Expr*> Args;
10686
10687   APValue Scratch;
10688   if (const CXXConstructorDecl *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(FD)) {
10689     // Evaluate the call as a constant initializer, to allow the construction
10690     // of objects of non-literal types.
10691     Info.setEvaluatingDecl(This.getLValueBase(), Scratch);
10692     HandleConstructorCall(&VIE, This, Args, CD, Info, Scratch);
10693   } else {
10694     SourceLocation Loc = FD->getLocation();
10695     HandleFunctionCall(Loc, FD, (MD && MD->isInstance()) ? &This : nullptr,
10696                        Args, FD->getBody(), Info, Scratch, nullptr);
10697   }
10698
10699   return Diags.empty();
10700 }
10701
10702 bool Expr::isPotentialConstantExprUnevaluated(Expr *E,
10703                                               const FunctionDecl *FD,
10704                                               SmallVectorImpl<
10705                                                 PartialDiagnosticAt> &Diags) {
10706   Expr::EvalStatus Status;
10707   Status.Diag = &Diags;
10708
10709   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
10710                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated);
10711
10712   // Fabricate a call stack frame to give the arguments a plausible cover story.
10713   ArrayRef<const Expr*> Args;
10714   ArgVector ArgValues(0);
10715   bool Success = EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info);
10716   (void)Success;
10717   assert(Success &&
10718          "Failed to set up arguments for potential constant evaluation");
10719   CallStackFrame Frame(Info, SourceLocation(), FD, nullptr, ArgValues.data());
10720
10721   APValue ResultScratch;
10722   Evaluate(ResultScratch, Info, E);
10723   return Diags.empty();
10724 }
10725
10726 bool Expr::tryEvaluateObjectSize(uint64_t &Result, ASTContext &Ctx,
10727                                  unsigned Type) const {
10728   if (!getType()->isPointerType())
10729     return false;
10730
10731   Expr::EvalStatus Status;
10732   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
10733   return tryEvaluateBuiltinObjectSize(this, Type, Info, Result);
10734 }