]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/AST/ExprConstant.cpp
Merge latest (commit c8c1b3a77934768c7f7a4a9c10140c8bec529059) files
[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/CharUnits.h"
40 #include "clang/AST/Expr.h"
41 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
42 #include "clang/AST/StmtVisitor.h"
43 #include "clang/AST/TypeLoc.h"
44 #include "clang/Basic/Builtins.h"
45 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
46 #include "llvm/ADT/SmallString.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.
80       if (Inner != Temp)
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   /// Find the path length and type of the most-derived subobject in the given
113   /// path, and find the size of the containing array, if any.
114   static
115   unsigned findMostDerivedSubobject(ASTContext &Ctx, QualType Base,
116                                     ArrayRef<APValue::LValuePathEntry> Path,
117                                     uint64_t &ArraySize, QualType &Type) {
118     unsigned MostDerivedLength = 0;
119     Type = Base;
120     for (unsigned I = 0, N = Path.size(); I != N; ++I) {
121       if (Type->isArrayType()) {
122         const ConstantArrayType *CAT =
123           cast<ConstantArrayType>(Ctx.getAsArrayType(Type));
124         Type = CAT->getElementType();
125         ArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
126         MostDerivedLength = I + 1;
127       } else if (Type->isAnyComplexType()) {
128         const ComplexType *CT = Type->castAs<ComplexType>();
129         Type = CT->getElementType();
130         ArraySize = 2;
131         MostDerivedLength = I + 1;
132       } else if (const FieldDecl *FD = getAsField(Path[I])) {
133         Type = FD->getType();
134         ArraySize = 0;
135         MostDerivedLength = I + 1;
136       } else {
137         // Path[I] describes a base class.
138         ArraySize = 0;
139       }
140     }
141     return MostDerivedLength;
142   }
143
144   // The order of this enum is important for diagnostics.
145   enum CheckSubobjectKind {
146     CSK_Base, CSK_Derived, CSK_Field, CSK_ArrayToPointer, CSK_ArrayIndex,
147     CSK_This, CSK_Real, CSK_Imag
148   };
149
150   /// A path from a glvalue to a subobject of that glvalue.
151   struct SubobjectDesignator {
152     /// True if the subobject was named in a manner not supported by C++11. Such
153     /// lvalues can still be folded, but they are not core constant expressions
154     /// and we cannot perform lvalue-to-rvalue conversions on them.
155     bool Invalid : 1;
156
157     /// Is this a pointer one past the end of an object?
158     bool IsOnePastTheEnd : 1;
159
160     /// The length of the path to the most-derived object of which this is a
161     /// subobject.
162     unsigned MostDerivedPathLength : 30;
163
164     /// The size of the array of which the most-derived object is an element, or
165     /// 0 if the most-derived object is not an array element.
166     uint64_t MostDerivedArraySize;
167
168     /// The type of the most derived object referred to by this address.
169     QualType MostDerivedType;
170
171     typedef APValue::LValuePathEntry PathEntry;
172
173     /// The entries on the path from the glvalue to the designated subobject.
174     SmallVector<PathEntry, 8> Entries;
175
176     SubobjectDesignator() : Invalid(true) {}
177
178     explicit SubobjectDesignator(QualType T)
179       : Invalid(false), IsOnePastTheEnd(false), MostDerivedPathLength(0),
180         MostDerivedArraySize(0), MostDerivedType(T) {}
181
182     SubobjectDesignator(ASTContext &Ctx, const APValue &V)
183       : Invalid(!V.isLValue() || !V.hasLValuePath()), IsOnePastTheEnd(false),
184         MostDerivedPathLength(0), MostDerivedArraySize(0) {
185       if (!Invalid) {
186         IsOnePastTheEnd = V.isLValueOnePastTheEnd();
187         ArrayRef<PathEntry> VEntries = V.getLValuePath();
188         Entries.insert(Entries.end(), VEntries.begin(), VEntries.end());
189         if (V.getLValueBase())
190           MostDerivedPathLength =
191               findMostDerivedSubobject(Ctx, getType(V.getLValueBase()),
192                                        V.getLValuePath(), MostDerivedArraySize,
193                                        MostDerivedType);
194       }
195     }
196
197     void setInvalid() {
198       Invalid = true;
199       Entries.clear();
200     }
201
202     /// Determine whether this is a one-past-the-end pointer.
203     bool isOnePastTheEnd() const {
204       if (IsOnePastTheEnd)
205         return true;
206       if (MostDerivedArraySize &&
207           Entries[MostDerivedPathLength - 1].ArrayIndex == MostDerivedArraySize)
208         return true;
209       return false;
210     }
211
212     /// Check that this refers to a valid subobject.
213     bool isValidSubobject() const {
214       if (Invalid)
215         return false;
216       return !isOnePastTheEnd();
217     }
218     /// Check that this refers to a valid subobject, and if not, produce a
219     /// relevant diagnostic and set the designator as invalid.
220     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK);
221
222     /// Update this designator to refer to the first element within this array.
223     void addArrayUnchecked(const ConstantArrayType *CAT) {
224       PathEntry Entry;
225       Entry.ArrayIndex = 0;
226       Entries.push_back(Entry);
227
228       // This is a most-derived object.
229       MostDerivedType = CAT->getElementType();
230       MostDerivedArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
231       MostDerivedPathLength = Entries.size();
232     }
233     /// Update this designator to refer to the given base or member of this
234     /// object.
235     void addDeclUnchecked(const Decl *D, bool Virtual = false) {
236       PathEntry Entry;
237       APValue::BaseOrMemberType Value(D, Virtual);
238       Entry.BaseOrMember = Value.getOpaqueValue();
239       Entries.push_back(Entry);
240
241       // If this isn't a base class, it's a new most-derived object.
242       if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(D)) {
243         MostDerivedType = FD->getType();
244         MostDerivedArraySize = 0;
245         MostDerivedPathLength = Entries.size();
246       }
247     }
248     /// Update this designator to refer to the given complex component.
249     void addComplexUnchecked(QualType EltTy, bool Imag) {
250       PathEntry Entry;
251       Entry.ArrayIndex = Imag;
252       Entries.push_back(Entry);
253
254       // This is technically a most-derived object, though in practice this
255       // is unlikely to matter.
256       MostDerivedType = EltTy;
257       MostDerivedArraySize = 2;
258       MostDerivedPathLength = Entries.size();
259     }
260     void diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E, uint64_t N);
261     /// Add N to the address of this subobject.
262     void adjustIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E, uint64_t N) {
263       if (Invalid) return;
264       if (MostDerivedPathLength == Entries.size() && MostDerivedArraySize) {
265         Entries.back().ArrayIndex += N;
266         if (Entries.back().ArrayIndex > MostDerivedArraySize) {
267           diagnosePointerArithmetic(Info, E, Entries.back().ArrayIndex);
268           setInvalid();
269         }
270         return;
271       }
272       // [expr.add]p4: For the purposes of these operators, a pointer to a
273       // nonarray object behaves the same as a pointer to the first element of
274       // an array of length one with the type of the object as its element type.
275       if (IsOnePastTheEnd && N == (uint64_t)-1)
276         IsOnePastTheEnd = false;
277       else if (!IsOnePastTheEnd && N == 1)
278         IsOnePastTheEnd = true;
279       else if (N != 0) {
280         diagnosePointerArithmetic(Info, E, uint64_t(IsOnePastTheEnd) + N);
281         setInvalid();
282       }
283     }
284   };
285
286   /// A stack frame in the constexpr call stack.
287   struct CallStackFrame {
288     EvalInfo &Info;
289
290     /// Parent - The caller of this stack frame.
291     CallStackFrame *Caller;
292
293     /// CallLoc - The location of the call expression for this call.
294     SourceLocation CallLoc;
295
296     /// Callee - The function which was called.
297     const FunctionDecl *Callee;
298
299     /// Index - The call index of this call.
300     unsigned Index;
301
302     /// This - The binding for the this pointer in this call, if any.
303     const LValue *This;
304
305     /// Arguments - Parameter bindings for this function call, indexed by
306     /// parameters' function scope indices.
307     APValue *Arguments;
308
309     // Note that we intentionally use std::map here so that references to
310     // values are stable.
311     typedef std::map<const void*, APValue> MapTy;
312     typedef MapTy::const_iterator temp_iterator;
313     /// Temporaries - Temporary lvalues materialized within this stack frame.
314     MapTy Temporaries;
315
316     CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
317                    const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
318                    APValue *Arguments);
319     ~CallStackFrame();
320
321     APValue *getTemporary(const void *Key) {
322       MapTy::iterator I = Temporaries.find(Key);
323       return I == Temporaries.end() ? nullptr : &I->second;
324     }
325     APValue &createTemporary(const void *Key, bool IsLifetimeExtended);
326   };
327
328   /// Temporarily override 'this'.
329   class ThisOverrideRAII {
330   public:
331     ThisOverrideRAII(CallStackFrame &Frame, const LValue *NewThis, bool Enable)
332         : Frame(Frame), OldThis(Frame.This) {
333       if (Enable)
334         Frame.This = NewThis;
335     }
336     ~ThisOverrideRAII() {
337       Frame.This = OldThis;
338     }
339   private:
340     CallStackFrame &Frame;
341     const LValue *OldThis;
342   };
343
344   /// A partial diagnostic which we might know in advance that we are not going
345   /// to emit.
346   class OptionalDiagnostic {
347     PartialDiagnostic *Diag;
348
349   public:
350     explicit OptionalDiagnostic(PartialDiagnostic *Diag = nullptr)
351       : Diag(Diag) {}
352
353     template<typename T>
354     OptionalDiagnostic &operator<<(const T &v) {
355       if (Diag)
356         *Diag << v;
357       return *this;
358     }
359
360     OptionalDiagnostic &operator<<(const APSInt &I) {
361       if (Diag) {
362         SmallVector<char, 32> Buffer;
363         I.toString(Buffer);
364         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
365       }
366       return *this;
367     }
368
369     OptionalDiagnostic &operator<<(const APFloat &F) {
370       if (Diag) {
371         // FIXME: Force the precision of the source value down so we don't
372         // print digits which are usually useless (we don't really care here if
373         // we truncate a digit by accident in edge cases).  Ideally,
374         // APFloat::toString would automatically print the shortest 
375         // representation which rounds to the correct value, but it's a bit
376         // tricky to implement.
377         unsigned precision =
378             llvm::APFloat::semanticsPrecision(F.getSemantics());
379         precision = (precision * 59 + 195) / 196;
380         SmallVector<char, 32> Buffer;
381         F.toString(Buffer, precision);
382         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
383       }
384       return *this;
385     }
386   };
387
388   /// A cleanup, and a flag indicating whether it is lifetime-extended.
389   class Cleanup {
390     llvm::PointerIntPair<APValue*, 1, bool> Value;
391
392   public:
393     Cleanup(APValue *Val, bool IsLifetimeExtended)
394         : Value(Val, IsLifetimeExtended) {}
395
396     bool isLifetimeExtended() const { return Value.getInt(); }
397     void endLifetime() {
398       *Value.getPointer() = APValue();
399     }
400   };
401
402   /// EvalInfo - This is a private struct used by the evaluator to capture
403   /// information about a subexpression as it is folded.  It retains information
404   /// about the AST context, but also maintains information about the folded
405   /// expression.
406   ///
407   /// If an expression could be evaluated, it is still possible it is not a C
408   /// "integer constant expression" or constant expression.  If not, this struct
409   /// captures information about how and why not.
410   ///
411   /// One bit of information passed *into* the request for constant folding
412   /// indicates whether the subexpression is "evaluated" or not according to C
413   /// rules.  For example, the RHS of (0 && foo()) is not evaluated.  We can
414   /// evaluate the expression regardless of what the RHS is, but C only allows
415   /// certain things in certain situations.
416   struct EvalInfo {
417     ASTContext &Ctx;
418
419     /// EvalStatus - Contains information about the evaluation.
420     Expr::EvalStatus &EvalStatus;
421
422     /// CurrentCall - The top of the constexpr call stack.
423     CallStackFrame *CurrentCall;
424
425     /// CallStackDepth - The number of calls in the call stack right now.
426     unsigned CallStackDepth;
427
428     /// NextCallIndex - The next call index to assign.
429     unsigned NextCallIndex;
430
431     /// StepsLeft - The remaining number of evaluation steps we're permitted
432     /// to perform. This is essentially a limit for the number of statements
433     /// we will evaluate.
434     unsigned StepsLeft;
435
436     /// BottomFrame - The frame in which evaluation started. This must be
437     /// initialized after CurrentCall and CallStackDepth.
438     CallStackFrame BottomFrame;
439
440     /// A stack of values whose lifetimes end at the end of some surrounding
441     /// evaluation frame.
442     llvm::SmallVector<Cleanup, 16> CleanupStack;
443
444     /// EvaluatingDecl - This is the declaration whose initializer is being
445     /// evaluated, if any.
446     APValue::LValueBase EvaluatingDecl;
447
448     /// EvaluatingDeclValue - This is the value being constructed for the
449     /// declaration whose initializer is being evaluated, if any.
450     APValue *EvaluatingDeclValue;
451
452     /// HasActiveDiagnostic - Was the previous diagnostic stored? If so, further
453     /// notes attached to it will also be stored, otherwise they will not be.
454     bool HasActiveDiagnostic;
455
456     enum EvaluationMode {
457       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
458       /// is not a constant expression.
459       EM_ConstantExpression,
460
461       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
462       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
463       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
464       /// a constant expression.
465       EM_PotentialConstantExpression,
466
467       /// Fold the expression to a constant. Stop if we hit a side-effect that
468       /// we can't model.
469       EM_ConstantFold,
470
471       /// Evaluate the expression looking for integer overflow and similar
472       /// issues. Don't worry about side-effects, and try to visit all
473       /// subexpressions.
474       EM_EvaluateForOverflow,
475
476       /// Evaluate in any way we know how. Don't worry about side-effects that
477       /// can't be modeled.
478       EM_IgnoreSideEffects,
479
480       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
481       /// is not a constant expression. Some expressions can be retried in the
482       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
483       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
484       /// gets a chance to look at it.
485       EM_ConstantExpressionUnevaluated,
486
487       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
488       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
489       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
490       /// a constant expression. Some expressions can be retried in the
491       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
492       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
493       /// gets a chance to look at it.
494       EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated
495     } EvalMode;
496
497     /// Are we checking whether the expression is a potential constant
498     /// expression?
499     bool checkingPotentialConstantExpression() const {
500       return EvalMode == EM_PotentialConstantExpression ||
501              EvalMode == EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated;
502     }
503
504     /// Are we checking an expression for overflow?
505     // FIXME: We should check for any kind of undefined or suspicious behavior
506     // in such constructs, not just overflow.
507     bool checkingForOverflow() { return EvalMode == EM_EvaluateForOverflow; }
508
509     EvalInfo(const ASTContext &C, Expr::EvalStatus &S, EvaluationMode Mode)
510       : Ctx(const_cast<ASTContext &>(C)), EvalStatus(S), CurrentCall(nullptr),
511         CallStackDepth(0), NextCallIndex(1),
512         StepsLeft(getLangOpts().ConstexprStepLimit),
513         BottomFrame(*this, SourceLocation(), nullptr, nullptr, nullptr),
514         EvaluatingDecl((const ValueDecl *)nullptr),
515         EvaluatingDeclValue(nullptr), HasActiveDiagnostic(false),
516         EvalMode(Mode) {}
517
518     void setEvaluatingDecl(APValue::LValueBase Base, APValue &Value) {
519       EvaluatingDecl = Base;
520       EvaluatingDeclValue = &Value;
521     }
522
523     const LangOptions &getLangOpts() const { return Ctx.getLangOpts(); }
524
525     bool CheckCallLimit(SourceLocation Loc) {
526       // Don't perform any constexpr calls (other than the call we're checking)
527       // when checking a potential constant expression.
528       if (checkingPotentialConstantExpression() && CallStackDepth > 1)
529         return false;
530       if (NextCallIndex == 0) {
531         // NextCallIndex has wrapped around.
532         Diag(Loc, diag::note_constexpr_call_limit_exceeded);
533         return false;
534       }
535       if (CallStackDepth <= getLangOpts().ConstexprCallDepth)
536         return true;
537       Diag(Loc, diag::note_constexpr_depth_limit_exceeded)
538         << getLangOpts().ConstexprCallDepth;
539       return false;
540     }
541
542     CallStackFrame *getCallFrame(unsigned CallIndex) {
543       assert(CallIndex && "no call index in getCallFrame");
544       // We will eventually hit BottomFrame, which has Index 1, so Frame can't
545       // be null in this loop.
546       CallStackFrame *Frame = CurrentCall;
547       while (Frame->Index > CallIndex)
548         Frame = Frame->Caller;
549       return (Frame->Index == CallIndex) ? Frame : nullptr;
550     }
551
552     bool nextStep(const Stmt *S) {
553       if (!StepsLeft) {
554         Diag(S->getLocStart(), diag::note_constexpr_step_limit_exceeded);
555         return false;
556       }
557       --StepsLeft;
558       return true;
559     }
560
561   private:
562     /// Add a diagnostic to the diagnostics list.
563     PartialDiagnostic &addDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
564       PartialDiagnostic PD(DiagId, Ctx.getDiagAllocator());
565       EvalStatus.Diag->push_back(std::make_pair(Loc, PD));
566       return EvalStatus.Diag->back().second;
567     }
568
569     /// Add notes containing a call stack to the current point of evaluation.
570     void addCallStack(unsigned Limit);
571
572   public:
573     /// Diagnose that the evaluation cannot be folded.
574     OptionalDiagnostic Diag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId
575                               = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
576                             unsigned ExtraNotes = 0) {
577       if (EvalStatus.Diag) {
578         // If we have a prior diagnostic, it will be noting that the expression
579         // isn't a constant expression. This diagnostic is more important,
580         // unless we require this evaluation to produce a constant expression.
581         //
582         // FIXME: We might want to show both diagnostics to the user in
583         // EM_ConstantFold mode.
584         if (!EvalStatus.Diag->empty()) {
585           switch (EvalMode) {
586           case EM_ConstantFold:
587           case EM_IgnoreSideEffects:
588           case EM_EvaluateForOverflow:
589             if (!EvalStatus.HasSideEffects)
590               break;
591             // We've had side-effects; we want the diagnostic from them, not
592             // some later problem.
593           case EM_ConstantExpression:
594           case EM_PotentialConstantExpression:
595           case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
596           case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
597             HasActiveDiagnostic = false;
598             return OptionalDiagnostic();
599           }
600         }
601
602         unsigned CallStackNotes = CallStackDepth - 1;
603         unsigned Limit = Ctx.getDiagnostics().getConstexprBacktraceLimit();
604         if (Limit)
605           CallStackNotes = std::min(CallStackNotes, Limit + 1);
606         if (checkingPotentialConstantExpression())
607           CallStackNotes = 0;
608
609         HasActiveDiagnostic = true;
610         EvalStatus.Diag->clear();
611         EvalStatus.Diag->reserve(1 + ExtraNotes + CallStackNotes);
612         addDiag(Loc, DiagId);
613         if (!checkingPotentialConstantExpression())
614           addCallStack(Limit);
615         return OptionalDiagnostic(&(*EvalStatus.Diag)[0].second);
616       }
617       HasActiveDiagnostic = false;
618       return OptionalDiagnostic();
619     }
620
621     OptionalDiagnostic Diag(const Expr *E, diag::kind DiagId
622                               = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
623                             unsigned ExtraNotes = 0) {
624       if (EvalStatus.Diag)
625         return Diag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes);
626       HasActiveDiagnostic = false;
627       return OptionalDiagnostic();
628     }
629
630     /// Diagnose that the evaluation does not produce a C++11 core constant
631     /// expression.
632     ///
633     /// FIXME: Stop evaluating if we're in EM_ConstantExpression or
634     /// EM_PotentialConstantExpression mode and we produce one of these.
635     template<typename LocArg>
636     OptionalDiagnostic CCEDiag(LocArg Loc, diag::kind DiagId
637                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
638                                unsigned ExtraNotes = 0) {
639       // Don't override a previous diagnostic. Don't bother collecting
640       // diagnostics if we're evaluating for overflow.
641       if (!EvalStatus.Diag || !EvalStatus.Diag->empty()) {
642         HasActiveDiagnostic = false;
643         return OptionalDiagnostic();
644       }
645       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes);
646     }
647
648     /// Add a note to a prior diagnostic.
649     OptionalDiagnostic Note(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
650       if (!HasActiveDiagnostic)
651         return OptionalDiagnostic();
652       return OptionalDiagnostic(&addDiag(Loc, DiagId));
653     }
654
655     /// Add a stack of notes to a prior diagnostic.
656     void addNotes(ArrayRef<PartialDiagnosticAt> Diags) {
657       if (HasActiveDiagnostic) {
658         EvalStatus.Diag->insert(EvalStatus.Diag->end(),
659                                 Diags.begin(), Diags.end());
660       }
661     }
662
663     /// Should we continue evaluation after encountering a side-effect that we
664     /// couldn't model?
665     bool keepEvaluatingAfterSideEffect() {
666       switch (EvalMode) {
667       case EM_PotentialConstantExpression:
668       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
669       case EM_EvaluateForOverflow:
670       case EM_IgnoreSideEffects:
671         return true;
672
673       case EM_ConstantExpression:
674       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
675       case EM_ConstantFold:
676         return false;
677       }
678       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
679     }
680
681     /// Note that we have had a side-effect, and determine whether we should
682     /// keep evaluating.
683     bool noteSideEffect() {
684       EvalStatus.HasSideEffects = true;
685       return keepEvaluatingAfterSideEffect();
686     }
687
688     /// Should we continue evaluation as much as possible after encountering a
689     /// construct which can't be reduced to a value?
690     bool keepEvaluatingAfterFailure() {
691       if (!StepsLeft)
692         return false;
693
694       switch (EvalMode) {
695       case EM_PotentialConstantExpression:
696       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
697       case EM_EvaluateForOverflow:
698         return true;
699
700       case EM_ConstantExpression:
701       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
702       case EM_ConstantFold:
703       case EM_IgnoreSideEffects:
704         return false;
705       }
706       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
707     }
708   };
709
710   /// Object used to treat all foldable expressions as constant expressions.
711   struct FoldConstant {
712     EvalInfo &Info;
713     bool Enabled;
714     bool HadNoPriorDiags;
715     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
716
717     explicit FoldConstant(EvalInfo &Info, bool Enabled)
718       : Info(Info),
719         Enabled(Enabled),
720         HadNoPriorDiags(Info.EvalStatus.Diag &&
721                         Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
722                         !Info.EvalStatus.HasSideEffects),
723         OldMode(Info.EvalMode) {
724       if (Enabled &&
725           (Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpression ||
726            Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated))
727         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_ConstantFold;
728     }
729     void keepDiagnostics() { Enabled = false; }
730     ~FoldConstant() {
731       if (Enabled && HadNoPriorDiags && !Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
732           !Info.EvalStatus.HasSideEffects)
733         Info.EvalStatus.Diag->clear();
734       Info.EvalMode = OldMode;
735     }
736   };
737
738   /// RAII object used to suppress diagnostics and side-effects from a
739   /// speculative evaluation.
740   class SpeculativeEvaluationRAII {
741     EvalInfo &Info;
742     Expr::EvalStatus Old;
743
744   public:
745     SpeculativeEvaluationRAII(EvalInfo &Info,
746                         SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *NewDiag = nullptr)
747       : Info(Info), Old(Info.EvalStatus) {
748       Info.EvalStatus.Diag = NewDiag;
749       // If we're speculatively evaluating, we may have skipped over some
750       // evaluations and missed out a side effect.
751       Info.EvalStatus.HasSideEffects = true;
752     }
753     ~SpeculativeEvaluationRAII() {
754       Info.EvalStatus = Old;
755     }
756   };
757
758   /// RAII object wrapping a full-expression or block scope, and handling
759   /// the ending of the lifetime of temporaries created within it.
760   template<bool IsFullExpression>
761   class ScopeRAII {
762     EvalInfo &Info;
763     unsigned OldStackSize;
764   public:
765     ScopeRAII(EvalInfo &Info)
766         : Info(Info), OldStackSize(Info.CleanupStack.size()) {}
767     ~ScopeRAII() {
768       // Body moved to a static method to encourage the compiler to inline away
769       // instances of this class.
770       cleanup(Info, OldStackSize);
771     }
772   private:
773     static void cleanup(EvalInfo &Info, unsigned OldStackSize) {
774       unsigned NewEnd = OldStackSize;
775       for (unsigned I = OldStackSize, N = Info.CleanupStack.size();
776            I != N; ++I) {
777         if (IsFullExpression && Info.CleanupStack[I].isLifetimeExtended()) {
778           // Full-expression cleanup of a lifetime-extended temporary: nothing
779           // to do, just move this cleanup to the right place in the stack.
780           std::swap(Info.CleanupStack[I], Info.CleanupStack[NewEnd]);
781           ++NewEnd;
782         } else {
783           // End the lifetime of the object.
784           Info.CleanupStack[I].endLifetime();
785         }
786       }
787       Info.CleanupStack.erase(Info.CleanupStack.begin() + NewEnd,
788                               Info.CleanupStack.end());
789     }
790   };
791   typedef ScopeRAII<false> BlockScopeRAII;
792   typedef ScopeRAII<true> FullExpressionRAII;
793 }
794
795 bool SubobjectDesignator::checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
796                                          CheckSubobjectKind CSK) {
797   if (Invalid)
798     return false;
799   if (isOnePastTheEnd()) {
800     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_past_end_subobject)
801       << CSK;
802     setInvalid();
803     return false;
804   }
805   return true;
806 }
807
808 void SubobjectDesignator::diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info,
809                                                     const Expr *E, uint64_t N) {
810   if (MostDerivedPathLength == Entries.size() && MostDerivedArraySize)
811     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
812       << static_cast<int>(N) << /*array*/ 0
813       << static_cast<unsigned>(MostDerivedArraySize);
814   else
815     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
816       << static_cast<int>(N) << /*non-array*/ 1;
817   setInvalid();
818 }
819
820 CallStackFrame::CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
821                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
822                                APValue *Arguments)
823     : Info(Info), Caller(Info.CurrentCall), CallLoc(CallLoc), Callee(Callee),
824       Index(Info.NextCallIndex++), This(This), Arguments(Arguments) {
825   Info.CurrentCall = this;
826   ++Info.CallStackDepth;
827 }
828
829 CallStackFrame::~CallStackFrame() {
830   assert(Info.CurrentCall == this && "calls retired out of order");
831   --Info.CallStackDepth;
832   Info.CurrentCall = Caller;
833 }
834
835 APValue &CallStackFrame::createTemporary(const void *Key,
836                                          bool IsLifetimeExtended) {
837   APValue &Result = Temporaries[Key];
838   assert(Result.isUninit() && "temporary created multiple times");
839   Info.CleanupStack.push_back(Cleanup(&Result, IsLifetimeExtended));
840   return Result;
841 }
842
843 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out);
844
845 void EvalInfo::addCallStack(unsigned Limit) {
846   // Determine which calls to skip, if any.
847   unsigned ActiveCalls = CallStackDepth - 1;
848   unsigned SkipStart = ActiveCalls, SkipEnd = SkipStart;
849   if (Limit && Limit < ActiveCalls) {
850     SkipStart = Limit / 2 + Limit % 2;
851     SkipEnd = ActiveCalls - Limit / 2;
852   }
853
854   // Walk the call stack and add the diagnostics.
855   unsigned CallIdx = 0;
856   for (CallStackFrame *Frame = CurrentCall; Frame != &BottomFrame;
857        Frame = Frame->Caller, ++CallIdx) {
858     // Skip this call?
859     if (CallIdx >= SkipStart && CallIdx < SkipEnd) {
860       if (CallIdx == SkipStart) {
861         // Note that we're skipping calls.
862         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_calls_suppressed)
863           << unsigned(ActiveCalls - Limit);
864       }
865       continue;
866     }
867
868     SmallVector<char, 128> Buffer;
869     llvm::raw_svector_ostream Out(Buffer);
870     describeCall(Frame, Out);
871     addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_call_here) << Out.str();
872   }
873 }
874
875 namespace {
876   struct ComplexValue {
877   private:
878     bool IsInt;
879
880   public:
881     APSInt IntReal, IntImag;
882     APFloat FloatReal, FloatImag;
883
884     ComplexValue() : FloatReal(APFloat::Bogus), FloatImag(APFloat::Bogus) {}
885
886     void makeComplexFloat() { IsInt = false; }
887     bool isComplexFloat() const { return !IsInt; }
888     APFloat &getComplexFloatReal() { return FloatReal; }
889     APFloat &getComplexFloatImag() { return FloatImag; }
890
891     void makeComplexInt() { IsInt = true; }
892     bool isComplexInt() const { return IsInt; }
893     APSInt &getComplexIntReal() { return IntReal; }
894     APSInt &getComplexIntImag() { return IntImag; }
895
896     void moveInto(APValue &v) const {
897       if (isComplexFloat())
898         v = APValue(FloatReal, FloatImag);
899       else
900         v = APValue(IntReal, IntImag);
901     }
902     void setFrom(const APValue &v) {
903       assert(v.isComplexFloat() || v.isComplexInt());
904       if (v.isComplexFloat()) {
905         makeComplexFloat();
906         FloatReal = v.getComplexFloatReal();
907         FloatImag = v.getComplexFloatImag();
908       } else {
909         makeComplexInt();
910         IntReal = v.getComplexIntReal();
911         IntImag = v.getComplexIntImag();
912       }
913     }
914   };
915
916   struct LValue {
917     APValue::LValueBase Base;
918     CharUnits Offset;
919     unsigned CallIndex;
920     SubobjectDesignator Designator;
921
922     const APValue::LValueBase getLValueBase() const { return Base; }
923     CharUnits &getLValueOffset() { return Offset; }
924     const CharUnits &getLValueOffset() const { return Offset; }
925     unsigned getLValueCallIndex() const { return CallIndex; }
926     SubobjectDesignator &getLValueDesignator() { return Designator; }
927     const SubobjectDesignator &getLValueDesignator() const { return Designator;}
928
929     void moveInto(APValue &V) const {
930       if (Designator.Invalid)
931         V = APValue(Base, Offset, APValue::NoLValuePath(), CallIndex);
932       else
933         V = APValue(Base, Offset, Designator.Entries,
934                     Designator.IsOnePastTheEnd, CallIndex);
935     }
936     void setFrom(ASTContext &Ctx, const APValue &V) {
937       assert(V.isLValue());
938       Base = V.getLValueBase();
939       Offset = V.getLValueOffset();
940       CallIndex = V.getLValueCallIndex();
941       Designator = SubobjectDesignator(Ctx, V);
942     }
943
944     void set(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0) {
945       Base = B;
946       Offset = CharUnits::Zero();
947       CallIndex = I;
948       Designator = SubobjectDesignator(getType(B));
949     }
950
951     // Check that this LValue is not based on a null pointer. If it is, produce
952     // a diagnostic and mark the designator as invalid.
953     bool checkNullPointer(EvalInfo &Info, const Expr *E,
954                           CheckSubobjectKind CSK) {
955       if (Designator.Invalid)
956         return false;
957       if (!Base) {
958         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_null_subobject)
959           << CSK;
960         Designator.setInvalid();
961         return false;
962       }
963       return true;
964     }
965
966     // Check this LValue refers to an object. If not, set the designator to be
967     // invalid and emit a diagnostic.
968     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK) {
969       // Outside C++11, do not build a designator referring to a subobject of
970       // any object: we won't use such a designator for anything.
971       if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
972         Designator.setInvalid();
973       return (CSK == CSK_ArrayToPointer || checkNullPointer(Info, E, CSK)) &&
974              Designator.checkSubobject(Info, E, CSK);
975     }
976
977     void addDecl(EvalInfo &Info, const Expr *E,
978                  const Decl *D, bool Virtual = false) {
979       if (checkSubobject(Info, E, isa<FieldDecl>(D) ? CSK_Field : CSK_Base))
980         Designator.addDeclUnchecked(D, Virtual);
981     }
982     void addArray(EvalInfo &Info, const Expr *E, const ConstantArrayType *CAT) {
983       if (checkSubobject(Info, E, CSK_ArrayToPointer))
984         Designator.addArrayUnchecked(CAT);
985     }
986     void addComplex(EvalInfo &Info, const Expr *E, QualType EltTy, bool Imag) {
987       if (checkSubobject(Info, E, Imag ? CSK_Imag : CSK_Real))
988         Designator.addComplexUnchecked(EltTy, Imag);
989     }
990     void adjustIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E, uint64_t N) {
991       if (N && checkNullPointer(Info, E, CSK_ArrayIndex))
992         Designator.adjustIndex(Info, E, N);
993     }
994   };
995
996   struct MemberPtr {
997     MemberPtr() {}
998     explicit MemberPtr(const ValueDecl *Decl) :
999       DeclAndIsDerivedMember(Decl, false), Path() {}
1000
1001     /// The member or (direct or indirect) field referred to by this member
1002     /// pointer, or 0 if this is a null member pointer.
1003     const ValueDecl *getDecl() const {
1004       return DeclAndIsDerivedMember.getPointer();
1005     }
1006     /// Is this actually a member of some type derived from the relevant class?
1007     bool isDerivedMember() const {
1008       return DeclAndIsDerivedMember.getInt();
1009     }
1010     /// Get the class which the declaration actually lives in.
1011     const CXXRecordDecl *getContainingRecord() const {
1012       return cast<CXXRecordDecl>(
1013           DeclAndIsDerivedMember.getPointer()->getDeclContext());
1014     }
1015
1016     void moveInto(APValue &V) const {
1017       V = APValue(getDecl(), isDerivedMember(), Path);
1018     }
1019     void setFrom(const APValue &V) {
1020       assert(V.isMemberPointer());
1021       DeclAndIsDerivedMember.setPointer(V.getMemberPointerDecl());
1022       DeclAndIsDerivedMember.setInt(V.isMemberPointerToDerivedMember());
1023       Path.clear();
1024       ArrayRef<const CXXRecordDecl*> P = V.getMemberPointerPath();
1025       Path.insert(Path.end(), P.begin(), P.end());
1026     }
1027
1028     /// DeclAndIsDerivedMember - The member declaration, and a flag indicating
1029     /// whether the member is a member of some class derived from the class type
1030     /// of the member pointer.
1031     llvm::PointerIntPair<const ValueDecl*, 1, bool> DeclAndIsDerivedMember;
1032     /// Path - The path of base/derived classes from the member declaration's
1033     /// class (exclusive) to the class type of the member pointer (inclusive).
1034     SmallVector<const CXXRecordDecl*, 4> Path;
1035
1036     /// Perform a cast towards the class of the Decl (either up or down the
1037     /// hierarchy).
1038     bool castBack(const CXXRecordDecl *Class) {
1039       assert(!Path.empty());
1040       const CXXRecordDecl *Expected;
1041       if (Path.size() >= 2)
1042         Expected = Path[Path.size() - 2];
1043       else
1044         Expected = getContainingRecord();
1045       if (Expected->getCanonicalDecl() != Class->getCanonicalDecl()) {
1046         // C++11 [expr.static.cast]p12: In a conversion from (D::*) to (B::*),
1047         // if B does not contain the original member and is not a base or
1048         // derived class of the class containing the original member, the result
1049         // of the cast is undefined.
1050         // C++11 [conv.mem]p2 does not cover this case for a cast from (B::*) to
1051         // (D::*). We consider that to be a language defect.
1052         return false;
1053       }
1054       Path.pop_back();
1055       return true;
1056     }
1057     /// Perform a base-to-derived member pointer cast.
1058     bool castToDerived(const CXXRecordDecl *Derived) {
1059       if (!getDecl())
1060         return true;
1061       if (!isDerivedMember()) {
1062         Path.push_back(Derived);
1063         return true;
1064       }
1065       if (!castBack(Derived))
1066         return false;
1067       if (Path.empty())
1068         DeclAndIsDerivedMember.setInt(false);
1069       return true;
1070     }
1071     /// Perform a derived-to-base member pointer cast.
1072     bool castToBase(const CXXRecordDecl *Base) {
1073       if (!getDecl())
1074         return true;
1075       if (Path.empty())
1076         DeclAndIsDerivedMember.setInt(true);
1077       if (isDerivedMember()) {
1078         Path.push_back(Base);
1079         return true;
1080       }
1081       return castBack(Base);
1082     }
1083   };
1084
1085   /// Compare two member pointers, which are assumed to be of the same type.
1086   static bool operator==(const MemberPtr &LHS, const MemberPtr &RHS) {
1087     if (!LHS.getDecl() || !RHS.getDecl())
1088       return !LHS.getDecl() && !RHS.getDecl();
1089     if (LHS.getDecl()->getCanonicalDecl() != RHS.getDecl()->getCanonicalDecl())
1090       return false;
1091     return LHS.Path == RHS.Path;
1092   }
1093 }
1094
1095 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E);
1096 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info,
1097                             const LValue &This, const Expr *E,
1098                             bool AllowNonLiteralTypes = false);
1099 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info);
1100 static bool EvaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info);
1101 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
1102                                   EvalInfo &Info);
1103 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info);
1104 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt  &Result, EvalInfo &Info);
1105 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
1106                                     EvalInfo &Info);
1107 static bool EvaluateFloat(const Expr *E, APFloat &Result, EvalInfo &Info);
1108 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Res, EvalInfo &Info);
1109 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, APValue &Result, EvalInfo &Info);
1110
1111 //===----------------------------------------------------------------------===//
1112 // Misc utilities
1113 //===----------------------------------------------------------------------===//
1114
1115 /// Produce a string describing the given constexpr call.
1116 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out) {
1117   unsigned ArgIndex = 0;
1118   bool IsMemberCall = isa<CXXMethodDecl>(Frame->Callee) &&
1119                       !isa<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee) &&
1120                       cast<CXXMethodDecl>(Frame->Callee)->isInstance();
1121
1122   if (!IsMemberCall)
1123     Out << *Frame->Callee << '(';
1124
1125   if (Frame->This && IsMemberCall) {
1126     APValue Val;
1127     Frame->This->moveInto(Val);
1128     Val.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx,
1129                     Frame->This->Designator.MostDerivedType);
1130     // FIXME: Add parens around Val if needed.
1131     Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1132     IsMemberCall = false;
1133   }
1134
1135   for (FunctionDecl::param_const_iterator I = Frame->Callee->param_begin(),
1136        E = Frame->Callee->param_end(); I != E; ++I, ++ArgIndex) {
1137     if (ArgIndex > (unsigned)IsMemberCall)
1138       Out << ", ";
1139
1140     const ParmVarDecl *Param = *I;
1141     const APValue &Arg = Frame->Arguments[ArgIndex];
1142     Arg.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx, Param->getType());
1143
1144     if (ArgIndex == 0 && IsMemberCall)
1145       Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1146   }
1147
1148   Out << ')';
1149 }
1150
1151 /// Evaluate an expression to see if it had side-effects, and discard its
1152 /// result.
1153 /// \return \c true if the caller should keep evaluating.
1154 static bool EvaluateIgnoredValue(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
1155   APValue Scratch;
1156   if (!Evaluate(Scratch, Info, E))
1157     // We don't need the value, but we might have skipped a side effect here.
1158     return Info.noteSideEffect();
1159   return true;
1160 }
1161
1162 /// Sign- or zero-extend a value to 64 bits. If it's already 64 bits, just
1163 /// return its existing value.
1164 static int64_t getExtValue(const APSInt &Value) {
1165   return Value.isSigned() ? Value.getSExtValue()
1166                           : static_cast<int64_t>(Value.getZExtValue());
1167 }
1168
1169 /// Should this call expression be treated as a string literal?
1170 static bool IsStringLiteralCall(const CallExpr *E) {
1171   unsigned Builtin = E->getBuiltinCallee();
1172   return (Builtin == Builtin::BI__builtin___CFStringMakeConstantString ||
1173           Builtin == Builtin::BI__builtin___NSStringMakeConstantString);
1174 }
1175
1176 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B) {
1177   // C++11 [expr.const]p3 An address constant expression is a prvalue core
1178   // constant expression of pointer type that evaluates to...
1179
1180   // ... a null pointer value, or a prvalue core constant expression of type
1181   // std::nullptr_t.
1182   if (!B) return true;
1183
1184   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1185     // ... the address of an object with static storage duration,
1186     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
1187       return VD->hasGlobalStorage();
1188     // ... the address of a function,
1189     return isa<FunctionDecl>(D);
1190   }
1191
1192   const Expr *E = B.get<const Expr*>();
1193   switch (E->getStmtClass()) {
1194   default:
1195     return false;
1196   case Expr::CompoundLiteralExprClass: {
1197     const CompoundLiteralExpr *CLE = cast<CompoundLiteralExpr>(E);
1198     return CLE->isFileScope() && CLE->isLValue();
1199   }
1200   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
1201     // A materialized temporary might have been lifetime-extended to static
1202     // storage duration.
1203     return cast<MaterializeTemporaryExpr>(E)->getStorageDuration() == SD_Static;
1204   // A string literal has static storage duration.
1205   case Expr::StringLiteralClass:
1206   case Expr::PredefinedExprClass:
1207   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
1208   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
1209   case Expr::CXXTypeidExprClass:
1210   case Expr::CXXUuidofExprClass:
1211     return true;
1212   case Expr::CallExprClass:
1213     return IsStringLiteralCall(cast<CallExpr>(E));
1214   // For GCC compatibility, &&label has static storage duration.
1215   case Expr::AddrLabelExprClass:
1216     return true;
1217   // A Block literal expression may be used as the initialization value for
1218   // Block variables at global or local static scope.
1219   case Expr::BlockExprClass:
1220     return !cast<BlockExpr>(E)->getBlockDecl()->hasCaptures();
1221   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
1222     // FIXME:
1223     // We can never form an lvalue with an implicit value initialization as its
1224     // base through expression evaluation, so these only appear in one case: the
1225     // implicit variable declaration we invent when checking whether a constexpr
1226     // constructor can produce a constant expression. We must assume that such
1227     // an expression might be a global lvalue.
1228     return true;
1229   }
1230 }
1231
1232 static void NoteLValueLocation(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base) {
1233   assert(Base && "no location for a null lvalue");
1234   const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1235   if (VD)
1236     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
1237   else
1238     Info.Note(Base.get<const Expr*>()->getExprLoc(),
1239               diag::note_constexpr_temporary_here);
1240 }
1241
1242 /// Check that this reference or pointer core constant expression is a valid
1243 /// value for an address or reference constant expression. Return true if we
1244 /// can fold this expression, whether or not it's a constant expression.
1245 static bool CheckLValueConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
1246                                           QualType Type, const LValue &LVal) {
1247   bool IsReferenceType = Type->isReferenceType();
1248
1249   APValue::LValueBase Base = LVal.getLValueBase();
1250   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.getLValueDesignator();
1251
1252   // Check that the object is a global. Note that the fake 'this' object we
1253   // manufacture when checking potential constant expressions is conservatively
1254   // assumed to be global here.
1255   if (!IsGlobalLValue(Base)) {
1256     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
1257       const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1258       Info.Diag(Loc, diag::note_constexpr_non_global, 1)
1259         << IsReferenceType << !Designator.Entries.empty()
1260         << !!VD << VD;
1261       NoteLValueLocation(Info, Base);
1262     } else {
1263       Info.Diag(Loc);
1264     }
1265     // Don't allow references to temporaries to escape.
1266     return false;
1267   }
1268   assert((Info.checkingPotentialConstantExpression() ||
1269           LVal.getLValueCallIndex() == 0) &&
1270          "have call index for global lvalue");
1271
1272   if (const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1273     if (const VarDecl *Var = dyn_cast<const VarDecl>(VD)) {
1274       // Check if this is a thread-local variable.
1275       if (Var->getTLSKind())
1276         return false;
1277
1278       // A dllimport variable never acts like a constant.
1279       if (Var->hasAttr<DLLImportAttr>())
1280         return false;
1281     }
1282     if (const auto *FD = dyn_cast<const FunctionDecl>(VD)) {
1283       // __declspec(dllimport) must be handled very carefully:
1284       // We must never initialize an expression with the thunk in C++.
1285       // Doing otherwise would allow the same id-expression to yield
1286       // different addresses for the same function in different translation
1287       // units.  However, this means that we must dynamically initialize the
1288       // expression with the contents of the import address table at runtime.
1289       //
1290       // The C language has no notion of ODR; furthermore, it has no notion of
1291       // dynamic initialization.  This means that we are permitted to
1292       // perform initialization with the address of the thunk.
1293       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus && FD->hasAttr<DLLImportAttr>())
1294         return false;
1295     }
1296   }
1297
1298   // Allow address constant expressions to be past-the-end pointers. This is
1299   // an extension: the standard requires them to point to an object.
1300   if (!IsReferenceType)
1301     return true;
1302
1303   // A reference constant expression must refer to an object.
1304   if (!Base) {
1305     // FIXME: diagnostic
1306     Info.CCEDiag(Loc);
1307     return true;
1308   }
1309
1310   // Does this refer one past the end of some object?
1311   if (Designator.isOnePastTheEnd()) {
1312     const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1313     Info.Diag(Loc, diag::note_constexpr_past_end, 1)
1314       << !Designator.Entries.empty() << !!VD << VD;
1315     NoteLValueLocation(Info, Base);
1316   }
1317
1318   return true;
1319 }
1320
1321 /// Check that this core constant expression is of literal type, and if not,
1322 /// produce an appropriate diagnostic.
1323 static bool CheckLiteralType(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1324                              const LValue *This = nullptr) {
1325   if (!E->isRValue() || E->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
1326     return true;
1327
1328   // C++1y: A constant initializer for an object o [...] may also invoke
1329   // constexpr constructors for o and its subobjects even if those objects
1330   // are of non-literal class types.
1331   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus1y && This &&
1332       Info.EvaluatingDecl == This->getLValueBase())
1333     return true;
1334
1335   // Prvalue constant expressions must be of literal types.
1336   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
1337     Info.Diag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
1338       << E->getType();
1339   else
1340     Info.Diag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1341   return false;
1342 }
1343
1344 /// Check that this core constant expression value is a valid value for a
1345 /// constant expression. If not, report an appropriate diagnostic. Does not
1346 /// check that the expression is of literal type.
1347 static bool CheckConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation DiagLoc,
1348                                     QualType Type, const APValue &Value) {
1349   if (Value.isUninit()) {
1350     Info.Diag(DiagLoc, diag::note_constexpr_uninitialized)
1351       << true << Type;
1352     return false;
1353   }
1354
1355   // We allow _Atomic(T) to be initialized from anything that T can be
1356   // initialized from.
1357   if (const AtomicType *AT = Type->getAs<AtomicType>())
1358     Type = AT->getValueType();
1359
1360   // Core issue 1454: For a literal constant expression of array or class type,
1361   // each subobject of its value shall have been initialized by a constant
1362   // expression.
1363   if (Value.isArray()) {
1364     QualType EltTy = Type->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
1365     for (unsigned I = 0, N = Value.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
1366       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1367                                    Value.getArrayInitializedElt(I)))
1368         return false;
1369     }
1370     if (!Value.hasArrayFiller())
1371       return true;
1372     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1373                                    Value.getArrayFiller());
1374   }
1375   if (Value.isUnion() && Value.getUnionField()) {
1376     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc,
1377                                    Value.getUnionField()->getType(),
1378                                    Value.getUnionValue());
1379   }
1380   if (Value.isStruct()) {
1381     RecordDecl *RD = Type->castAs<RecordType>()->getDecl();
1382     if (const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD)) {
1383       unsigned BaseIndex = 0;
1384       for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
1385              End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++BaseIndex) {
1386         if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1387                                      Value.getStructBase(BaseIndex)))
1388           return false;
1389       }
1390     }
1391     for (const auto *I : RD->fields()) {
1392       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1393                                    Value.getStructField(I->getFieldIndex())))
1394         return false;
1395     }
1396   }
1397
1398   if (Value.isLValue()) {
1399     LValue LVal;
1400     LVal.setFrom(Info.Ctx, Value);
1401     return CheckLValueConstantExpression(Info, DiagLoc, Type, LVal);
1402   }
1403
1404   // Everything else is fine.
1405   return true;
1406 }
1407
1408 const ValueDecl *GetLValueBaseDecl(const LValue &LVal) {
1409   return LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1410 }
1411
1412 static bool IsLiteralLValue(const LValue &Value) {
1413   if (Value.CallIndex)
1414     return false;
1415   const Expr *E = Value.Base.dyn_cast<const Expr*>();
1416   return E && !isa<MaterializeTemporaryExpr>(E);
1417 }
1418
1419 static bool IsWeakLValue(const LValue &Value) {
1420   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1421   return Decl && Decl->isWeak();
1422 }
1423
1424 static bool EvalPointerValueAsBool(const APValue &Value, bool &Result) {
1425   // A null base expression indicates a null pointer.  These are always
1426   // evaluatable, and they are false unless the offset is zero.
1427   if (!Value.getLValueBase()) {
1428     Result = !Value.getLValueOffset().isZero();
1429     return true;
1430   }
1431
1432   // We have a non-null base.  These are generally known to be true, but if it's
1433   // a weak declaration it can be null at runtime.
1434   Result = true;
1435   const ValueDecl *Decl = Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>();
1436   return !Decl || !Decl->isWeak();
1437 }
1438
1439 static bool HandleConversionToBool(const APValue &Val, bool &Result) {
1440   switch (Val.getKind()) {
1441   case APValue::Uninitialized:
1442     return false;
1443   case APValue::Int:
1444     Result = Val.getInt().getBoolValue();
1445     return true;
1446   case APValue::Float:
1447     Result = !Val.getFloat().isZero();
1448     return true;
1449   case APValue::ComplexInt:
1450     Result = Val.getComplexIntReal().getBoolValue() ||
1451              Val.getComplexIntImag().getBoolValue();
1452     return true;
1453   case APValue::ComplexFloat:
1454     Result = !Val.getComplexFloatReal().isZero() ||
1455              !Val.getComplexFloatImag().isZero();
1456     return true;
1457   case APValue::LValue:
1458     return EvalPointerValueAsBool(Val, Result);
1459   case APValue::MemberPointer:
1460     Result = Val.getMemberPointerDecl();
1461     return true;
1462   case APValue::Vector:
1463   case APValue::Array:
1464   case APValue::Struct:
1465   case APValue::Union:
1466   case APValue::AddrLabelDiff:
1467     return false;
1468   }
1469
1470   llvm_unreachable("unknown APValue kind");
1471 }
1472
1473 static bool EvaluateAsBooleanCondition(const Expr *E, bool &Result,
1474                                        EvalInfo &Info) {
1475   assert(E->isRValue() && "missing lvalue-to-rvalue conv in bool condition");
1476   APValue Val;
1477   if (!Evaluate(Val, Info, E))
1478     return false;
1479   return HandleConversionToBool(Val, Result);
1480 }
1481
1482 template<typename T>
1483 static void HandleOverflow(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1484                            const T &SrcValue, QualType DestType) {
1485   Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_overflow)
1486     << SrcValue << DestType;
1487 }
1488
1489 static bool HandleFloatToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1490                                  QualType SrcType, const APFloat &Value,
1491                                  QualType DestType, APSInt &Result) {
1492   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1493   // Determine whether we are converting to unsigned or signed.
1494   bool DestSigned = DestType->isSignedIntegerOrEnumerationType();
1495
1496   Result = APSInt(DestWidth, !DestSigned);
1497   bool ignored;
1498   if (Value.convertToInteger(Result, llvm::APFloat::rmTowardZero, &ignored)
1499       & APFloat::opInvalidOp)
1500     HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1501   return true;
1502 }
1503
1504 static bool HandleFloatToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1505                                    QualType SrcType, QualType DestType,
1506                                    APFloat &Result) {
1507   APFloat Value = Result;
1508   bool ignored;
1509   if (Result.convert(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType),
1510                      APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored)
1511       & APFloat::opOverflow)
1512     HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1513   return true;
1514 }
1515
1516 static APSInt HandleIntToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1517                                  QualType DestType, QualType SrcType,
1518                                  APSInt &Value) {
1519   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1520   APSInt Result = Value;
1521   // Figure out if this is a truncate, extend or noop cast.
1522   // If the input is signed, do a sign extend, noop, or truncate.
1523   Result = Result.extOrTrunc(DestWidth);
1524   Result.setIsUnsigned(DestType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
1525   return Result;
1526 }
1527
1528 static bool HandleIntToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1529                                  QualType SrcType, const APSInt &Value,
1530                                  QualType DestType, APFloat &Result) {
1531   Result = APFloat(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType), 1);
1532   if (Result.convertFromAPInt(Value, Value.isSigned(),
1533                               APFloat::rmNearestTiesToEven)
1534       & APFloat::opOverflow)
1535     HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1536   return true;
1537 }
1538
1539 static bool truncateBitfieldValue(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1540                                   APValue &Value, const FieldDecl *FD) {
1541   assert(FD->isBitField() && "truncateBitfieldValue on non-bitfield");
1542
1543   if (!Value.isInt()) {
1544     // Trying to store a pointer-cast-to-integer into a bitfield.
1545     // FIXME: In this case, we should provide the diagnostic for casting
1546     // a pointer to an integer.
1547     assert(Value.isLValue() && "integral value neither int nor lvalue?");
1548     Info.Diag(E);
1549     return false;
1550   }
1551
1552   APSInt &Int = Value.getInt();
1553   unsigned OldBitWidth = Int.getBitWidth();
1554   unsigned NewBitWidth = FD->getBitWidthValue(Info.Ctx);
1555   if (NewBitWidth < OldBitWidth)
1556     Int = Int.trunc(NewBitWidth).extend(OldBitWidth);
1557   return true;
1558 }
1559
1560 static bool EvalAndBitcastToAPInt(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1561                                   llvm::APInt &Res) {
1562   APValue SVal;
1563   if (!Evaluate(SVal, Info, E))
1564     return false;
1565   if (SVal.isInt()) {
1566     Res = SVal.getInt();
1567     return true;
1568   }
1569   if (SVal.isFloat()) {
1570     Res = SVal.getFloat().bitcastToAPInt();
1571     return true;
1572   }
1573   if (SVal.isVector()) {
1574     QualType VecTy = E->getType();
1575     unsigned VecSize = Info.Ctx.getTypeSize(VecTy);
1576     QualType EltTy = VecTy->castAs<VectorType>()->getElementType();
1577     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
1578     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
1579     Res = llvm::APInt::getNullValue(VecSize);
1580     for (unsigned i = 0; i < SVal.getVectorLength(); i++) {
1581       APValue &Elt = SVal.getVectorElt(i);
1582       llvm::APInt EltAsInt;
1583       if (Elt.isInt()) {
1584         EltAsInt = Elt.getInt();
1585       } else if (Elt.isFloat()) {
1586         EltAsInt = Elt.getFloat().bitcastToAPInt();
1587       } else {
1588         // Don't try to handle vectors of anything other than int or float
1589         // (not sure if it's possible to hit this case).
1590         Info.Diag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1591         return false;
1592       }
1593       unsigned BaseEltSize = EltAsInt.getBitWidth();
1594       if (BigEndian)
1595         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotr(i*EltSize+BaseEltSize);
1596       else
1597         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotl(i*EltSize);
1598     }
1599     return true;
1600   }
1601   // Give up if the input isn't an int, float, or vector.  For example, we
1602   // reject "(v4i16)(intptr_t)&a".
1603   Info.Diag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1604   return false;
1605 }
1606
1607 /// Perform the given integer operation, which is known to need at most BitWidth
1608 /// bits, and check for overflow in the original type (if that type was not an
1609 /// unsigned type).
1610 template<typename Operation>
1611 static APSInt CheckedIntArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1612                                    const APSInt &LHS, const APSInt &RHS,
1613                                    unsigned BitWidth, Operation Op) {
1614   if (LHS.isUnsigned())
1615     return Op(LHS, RHS);
1616
1617   APSInt Value(Op(LHS.extend(BitWidth), RHS.extend(BitWidth)), false);
1618   APSInt Result = Value.trunc(LHS.getBitWidth());
1619   if (Result.extend(BitWidth) != Value) {
1620     if (Info.checkingForOverflow())
1621       Info.Ctx.getDiagnostics().Report(E->getExprLoc(),
1622         diag::warn_integer_constant_overflow)
1623           << Result.toString(10) << E->getType();
1624     else
1625       HandleOverflow(Info, E, Value, E->getType());
1626   }
1627   return Result;
1628 }
1629
1630 /// Perform the given binary integer operation.
1631 static bool handleIntIntBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E, const APSInt &LHS,
1632                               BinaryOperatorKind Opcode, APSInt RHS,
1633                               APSInt &Result) {
1634   switch (Opcode) {
1635   default:
1636     Info.Diag(E);
1637     return false;
1638   case BO_Mul:
1639     Result = CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() * 2,
1640                                   std::multiplies<APSInt>());
1641     return true;
1642   case BO_Add:
1643     Result = CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
1644                                   std::plus<APSInt>());
1645     return true;
1646   case BO_Sub:
1647     Result = CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
1648                                   std::minus<APSInt>());
1649     return true;
1650   case BO_And: Result = LHS & RHS; return true;
1651   case BO_Xor: Result = LHS ^ RHS; return true;
1652   case BO_Or:  Result = LHS | RHS; return true;
1653   case BO_Div:
1654   case BO_Rem:
1655     if (RHS == 0) {
1656       Info.Diag(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
1657       return false;
1658     }
1659     // Check for overflow case: INT_MIN / -1 or INT_MIN % -1.
1660     if (RHS.isNegative() && RHS.isAllOnesValue() &&
1661         LHS.isSigned() && LHS.isMinSignedValue())
1662       HandleOverflow(Info, E, -LHS.extend(LHS.getBitWidth() + 1), E->getType());
1663     Result = (Opcode == BO_Rem ? LHS % RHS : LHS / RHS);
1664     return true;
1665   case BO_Shl: {
1666     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
1667       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
1668       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
1669                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
1670                     RHS.isUnsigned());
1671     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
1672       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such
1673       // a shift is not a constant expression.
1674       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
1675       RHS = -RHS;
1676       goto shift_right;
1677     }
1678   shift_left:
1679     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of
1680     // the shifted type.
1681     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
1682     if (SA != RHS) {
1683       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
1684         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
1685     } else if (LHS.isSigned()) {
1686       // C++11 [expr.shift]p2: A signed left shift must have a non-negative
1687       // operand, and must not overflow the corresponding unsigned type.
1688       if (LHS.isNegative())
1689         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_of_negative) << LHS;
1690       else if (LHS.countLeadingZeros() < SA)
1691         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_discards);
1692     }
1693     Result = LHS << SA;
1694     return true;
1695   }
1696   case BO_Shr: {
1697     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
1698       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
1699       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
1700                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
1701                     RHS.isUnsigned());
1702     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
1703       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such a
1704       // shift is not a constant expression.
1705       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
1706       RHS = -RHS;
1707       goto shift_left;
1708     }
1709   shift_right:
1710     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of the
1711     // shifted type.
1712     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
1713     if (SA != RHS)
1714       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
1715         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
1716     Result = LHS >> SA;
1717     return true;
1718   }
1719
1720   case BO_LT: Result = LHS < RHS; return true;
1721   case BO_GT: Result = LHS > RHS; return true;
1722   case BO_LE: Result = LHS <= RHS; return true;
1723   case BO_GE: Result = LHS >= RHS; return true;
1724   case BO_EQ: Result = LHS == RHS; return true;
1725   case BO_NE: Result = LHS != RHS; return true;
1726   }
1727 }
1728
1729 /// Perform the given binary floating-point operation, in-place, on LHS.
1730 static bool handleFloatFloatBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1731                                   APFloat &LHS, BinaryOperatorKind Opcode,
1732                                   const APFloat &RHS) {
1733   switch (Opcode) {
1734   default:
1735     Info.Diag(E);
1736     return false;
1737   case BO_Mul:
1738     LHS.multiply(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1739     break;
1740   case BO_Add:
1741     LHS.add(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1742     break;
1743   case BO_Sub:
1744     LHS.subtract(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1745     break;
1746   case BO_Div:
1747     LHS.divide(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
1748     break;
1749   }
1750
1751   if (LHS.isInfinity() || LHS.isNaN())
1752     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_float_arithmetic) << LHS.isNaN();
1753   return true;
1754 }
1755
1756 /// Cast an lvalue referring to a base subobject to a derived class, by
1757 /// truncating the lvalue's path to the given length.
1758 static bool CastToDerivedClass(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Result,
1759                                const RecordDecl *TruncatedType,
1760                                unsigned TruncatedElements) {
1761   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
1762
1763   // Check we actually point to a derived class object.
1764   if (TruncatedElements == D.Entries.size())
1765     return true;
1766   assert(TruncatedElements >= D.MostDerivedPathLength &&
1767          "not casting to a derived class");
1768   if (!Result.checkSubobject(Info, E, CSK_Derived))
1769     return false;
1770
1771   // Truncate the path to the subobject, and remove any derived-to-base offsets.
1772   const RecordDecl *RD = TruncatedType;
1773   for (unsigned I = TruncatedElements, N = D.Entries.size(); I != N; ++I) {
1774     if (RD->isInvalidDecl()) return false;
1775     const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
1776     const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(D.Entries[I]);
1777     if (isVirtualBaseClass(D.Entries[I]))
1778       Result.Offset -= Layout.getVBaseClassOffset(Base);
1779     else
1780       Result.Offset -= Layout.getBaseClassOffset(Base);
1781     RD = Base;
1782   }
1783   D.Entries.resize(TruncatedElements);
1784   return true;
1785 }
1786
1787 static bool HandleLValueDirectBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
1788                                    const CXXRecordDecl *Derived,
1789                                    const CXXRecordDecl *Base,
1790                                    const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
1791   if (!RL) {
1792     if (Derived->isInvalidDecl()) return false;
1793     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(Derived);
1794   }
1795
1796   Obj.getLValueOffset() += RL->getBaseClassOffset(Base);
1797   Obj.addDecl(Info, E, Base, /*Virtual*/ false);
1798   return true;
1799 }
1800
1801 static bool HandleLValueBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
1802                              const CXXRecordDecl *DerivedDecl,
1803                              const CXXBaseSpecifier *Base) {
1804   const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base->getType()->getAsCXXRecordDecl();
1805
1806   if (!Base->isVirtual())
1807     return HandleLValueDirectBase(Info, E, Obj, DerivedDecl, BaseDecl);
1808
1809   SubobjectDesignator &D = Obj.Designator;
1810   if (D.Invalid)
1811     return false;
1812
1813   // Extract most-derived object and corresponding type.
1814   DerivedDecl = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
1815   if (!CastToDerivedClass(Info, E, Obj, DerivedDecl, D.MostDerivedPathLength))
1816     return false;
1817
1818   // Find the virtual base class.
1819   if (DerivedDecl->isInvalidDecl()) return false;
1820   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(DerivedDecl);
1821   Obj.getLValueOffset() += Layout.getVBaseClassOffset(BaseDecl);
1822   Obj.addDecl(Info, E, BaseDecl, /*Virtual*/ true);
1823   return true;
1824 }
1825
1826 static bool HandleLValueBasePath(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
1827                                  QualType Type, LValue &Result) {
1828   for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
1829                                      PathE = E->path_end();
1830        PathI != PathE; ++PathI) {
1831     if (!HandleLValueBase(Info, E, Result, Type->getAsCXXRecordDecl(),
1832                           *PathI))
1833       return false;
1834     Type = (*PathI)->getType();
1835   }
1836   return true;
1837 }
1838
1839 /// Update LVal to refer to the given field, which must be a member of the type
1840 /// currently described by LVal.
1841 static bool HandleLValueMember(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &LVal,
1842                                const FieldDecl *FD,
1843                                const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
1844   if (!RL) {
1845     if (FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
1846     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(FD->getParent());
1847   }
1848
1849   unsigned I = FD->getFieldIndex();
1850   LVal.Offset += Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL->getFieldOffset(I));
1851   LVal.addDecl(Info, E, FD);
1852   return true;
1853 }
1854
1855 /// Update LVal to refer to the given indirect field.
1856 static bool HandleLValueIndirectMember(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1857                                        LValue &LVal,
1858                                        const IndirectFieldDecl *IFD) {
1859   for (const auto *C : IFD->chain())
1860     if (!HandleLValueMember(Info, E, LVal, cast<FieldDecl>(C)))
1861       return false;
1862   return true;
1863 }
1864
1865 /// Get the size of the given type in char units.
1866 static bool HandleSizeof(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
1867                          QualType Type, CharUnits &Size) {
1868   // sizeof(void), __alignof__(void), sizeof(function) = 1 as a gcc
1869   // extension.
1870   if (Type->isVoidType() || Type->isFunctionType()) {
1871     Size = CharUnits::One();
1872     return true;
1873   }
1874
1875   if (!Type->isConstantSizeType()) {
1876     // sizeof(vla) is not a constantexpr: C99 6.5.3.4p2.
1877     // FIXME: Better diagnostic.
1878     Info.Diag(Loc);
1879     return false;
1880   }
1881
1882   Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(Type);
1883   return true;
1884 }
1885
1886 /// Update a pointer value to model pointer arithmetic.
1887 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
1888 /// \param E - The expression being evaluated, for diagnostic purposes.
1889 /// \param LVal - The pointer value to be updated.
1890 /// \param EltTy - The pointee type represented by LVal.
1891 /// \param Adjustment - The adjustment, in objects of type EltTy, to add.
1892 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1893                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
1894                                         int64_t Adjustment) {
1895   CharUnits SizeOfPointee;
1896   if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfPointee))
1897     return false;
1898
1899   // Compute the new offset in the appropriate width.
1900   LVal.Offset += Adjustment * SizeOfPointee;
1901   LVal.adjustIndex(Info, E, Adjustment);
1902   return true;
1903 }
1904
1905 /// Update an lvalue to refer to a component of a complex number.
1906 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
1907 /// \param LVal - The lvalue to be updated.
1908 /// \param EltTy - The complex number's component type.
1909 /// \param Imag - False for the real component, true for the imaginary.
1910 static bool HandleLValueComplexElement(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1911                                        LValue &LVal, QualType EltTy,
1912                                        bool Imag) {
1913   if (Imag) {
1914     CharUnits SizeOfComponent;
1915     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfComponent))
1916       return false;
1917     LVal.Offset += SizeOfComponent;
1918   }
1919   LVal.addComplex(Info, E, EltTy, Imag);
1920   return true;
1921 }
1922
1923 /// Try to evaluate the initializer for a variable declaration.
1924 ///
1925 /// \param Info   Information about the ongoing evaluation.
1926 /// \param E      An expression to be used when printing diagnostics.
1927 /// \param VD     The variable whose initializer should be obtained.
1928 /// \param Frame  The frame in which the variable was created. Must be null
1929 ///               if this variable is not local to the evaluation.
1930 /// \param Result Filled in with a pointer to the value of the variable.
1931 static bool evaluateVarDeclInit(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1932                                 const VarDecl *VD, CallStackFrame *Frame,
1933                                 APValue *&Result) {
1934   // If this is a parameter to an active constexpr function call, perform
1935   // argument substitution.
1936   if (const ParmVarDecl *PVD = dyn_cast<ParmVarDecl>(VD)) {
1937     // Assume arguments of a potential constant expression are unknown
1938     // constant expressions.
1939     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
1940       return false;
1941     if (!Frame || !Frame->Arguments) {
1942       Info.Diag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1943       return false;
1944     }
1945     Result = &Frame->Arguments[PVD->getFunctionScopeIndex()];
1946     return true;
1947   }
1948
1949   // If this is a local variable, dig out its value.
1950   if (Frame) {
1951     Result = Frame->getTemporary(VD);
1952     assert(Result && "missing value for local variable");
1953     return true;
1954   }
1955
1956   // Dig out the initializer, and use the declaration which it's attached to.
1957   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer(VD);
1958   if (!Init || Init->isValueDependent()) {
1959     // If we're checking a potential constant expression, the variable could be
1960     // initialized later.
1961     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
1962       Info.Diag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1963     return false;
1964   }
1965
1966   // If we're currently evaluating the initializer of this declaration, use that
1967   // in-flight value.
1968   if (Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>() == VD) {
1969     Result = Info.EvaluatingDeclValue;
1970     return true;
1971   }
1972
1973   // Never evaluate the initializer of a weak variable. We can't be sure that
1974   // this is the definition which will be used.
1975   if (VD->isWeak()) {
1976     Info.Diag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1977     return false;
1978   }
1979
1980   // Check that we can fold the initializer. In C++, we will have already done
1981   // this in the cases where it matters for conformance.
1982   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
1983   if (!VD->evaluateValue(Notes)) {
1984     Info.Diag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
1985               Notes.size() + 1) << VD;
1986     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
1987     Info.addNotes(Notes);
1988     return false;
1989   } else if (!VD->checkInitIsICE()) {
1990     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
1991                  Notes.size() + 1) << VD;
1992     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
1993     Info.addNotes(Notes);
1994   }
1995
1996   Result = VD->getEvaluatedValue();
1997   return true;
1998 }
1999
2000 static bool IsConstNonVolatile(QualType T) {
2001   Qualifiers Quals = T.getQualifiers();
2002   return Quals.hasConst() && !Quals.hasVolatile();
2003 }
2004
2005 /// Get the base index of the given base class within an APValue representing
2006 /// the given derived class.
2007 static unsigned getBaseIndex(const CXXRecordDecl *Derived,
2008                              const CXXRecordDecl *Base) {
2009   Base = Base->getCanonicalDecl();
2010   unsigned Index = 0;
2011   for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = Derived->bases_begin(),
2012          E = Derived->bases_end(); I != E; ++I, ++Index) {
2013     if (I->getType()->getAsCXXRecordDecl()->getCanonicalDecl() == Base)
2014       return Index;
2015   }
2016
2017   llvm_unreachable("base class missing from derived class's bases list");
2018 }
2019
2020 /// Extract the value of a character from a string literal.
2021 static APSInt extractStringLiteralCharacter(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2022                                             uint64_t Index) {
2023   // FIXME: Support PredefinedExpr, ObjCEncodeExpr, MakeStringConstant
2024   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2025   const ConstantArrayType *CAT =
2026       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2027   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2028   QualType CharType = CAT->getElementType();
2029   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2030
2031   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2032                CharType->isUnsignedIntegerType());
2033   if (Index < S->getLength())
2034     Value = S->getCodeUnit(Index);
2035   return Value;
2036 }
2037
2038 // Expand a string literal into an array of characters.
2039 static void expandStringLiteral(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2040                                 APValue &Result) {
2041   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2042   const ConstantArrayType *CAT =
2043       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2044   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2045   QualType CharType = CAT->getElementType();
2046   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2047
2048   unsigned Elts = CAT->getSize().getZExtValue();
2049   Result = APValue(APValue::UninitArray(),
2050                    std::min(S->getLength(), Elts), Elts);
2051   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2052                CharType->isUnsignedIntegerType());
2053   if (Result.hasArrayFiller())
2054     Result.getArrayFiller() = APValue(Value);
2055   for (unsigned I = 0, N = Result.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
2056     Value = S->getCodeUnit(I);
2057     Result.getArrayInitializedElt(I) = APValue(Value);
2058   }
2059 }
2060
2061 // Expand an array so that it has more than Index filled elements.
2062 static void expandArray(APValue &Array, unsigned Index) {
2063   unsigned Size = Array.getArraySize();
2064   assert(Index < Size);
2065
2066   // Always at least double the number of elements for which we store a value.
2067   unsigned OldElts = Array.getArrayInitializedElts();
2068   unsigned NewElts = std::max(Index+1, OldElts * 2);
2069   NewElts = std::min(Size, std::max(NewElts, 8u));
2070
2071   // Copy the data across.
2072   APValue NewValue(APValue::UninitArray(), NewElts, Size);
2073   for (unsigned I = 0; I != OldElts; ++I)
2074     NewValue.getArrayInitializedElt(I).swap(Array.getArrayInitializedElt(I));
2075   for (unsigned I = OldElts; I != NewElts; ++I)
2076     NewValue.getArrayInitializedElt(I) = Array.getArrayFiller();
2077   if (NewValue.hasArrayFiller())
2078     NewValue.getArrayFiller() = Array.getArrayFiller();
2079   Array.swap(NewValue);
2080 }
2081
2082 /// Kinds of access we can perform on an object, for diagnostics.
2083 enum AccessKinds {
2084   AK_Read,
2085   AK_Assign,
2086   AK_Increment,
2087   AK_Decrement
2088 };
2089
2090 /// A handle to a complete object (an object that is not a subobject of
2091 /// another object).
2092 struct CompleteObject {
2093   /// The value of the complete object.
2094   APValue *Value;
2095   /// The type of the complete object.
2096   QualType Type;
2097
2098   CompleteObject() : Value(nullptr) {}
2099   CompleteObject(APValue *Value, QualType Type)
2100       : Value(Value), Type(Type) {
2101     assert(Value && "missing value for complete object");
2102   }
2103
2104   LLVM_EXPLICIT operator bool() const { return Value; }
2105 };
2106
2107 /// Find the designated sub-object of an rvalue.
2108 template<typename SubobjectHandler>
2109 typename SubobjectHandler::result_type
2110 findSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, const CompleteObject &Obj,
2111               const SubobjectDesignator &Sub, SubobjectHandler &handler) {
2112   if (Sub.Invalid)
2113     // A diagnostic will have already been produced.
2114     return handler.failed();
2115   if (Sub.isOnePastTheEnd()) {
2116     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2117       Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2118         << handler.AccessKind;
2119     else
2120       Info.Diag(E);
2121     return handler.failed();
2122   }
2123
2124   APValue *O = Obj.Value;
2125   QualType ObjType = Obj.Type;
2126   const FieldDecl *LastField = nullptr;
2127
2128   // Walk the designator's path to find the subobject.
2129   for (unsigned I = 0, N = Sub.Entries.size(); /**/; ++I) {
2130     if (O->isUninit()) {
2131       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2132         Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_uninit) << handler.AccessKind;
2133       return handler.failed();
2134     }
2135
2136     if (I == N) {
2137       if (!handler.found(*O, ObjType))
2138         return false;
2139
2140       // If we modified a bit-field, truncate it to the right width.
2141       if (handler.AccessKind != AK_Read &&
2142           LastField && LastField->isBitField() &&
2143           !truncateBitfieldValue(Info, E, *O, LastField))
2144         return false;
2145
2146       return true;
2147     }
2148
2149     LastField = nullptr;
2150     if (ObjType->isArrayType()) {
2151       // Next subobject is an array element.
2152       const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(ObjType);
2153       assert(CAT && "vla in literal type?");
2154       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2155       if (CAT->getSize().ule(Index)) {
2156         // Note, it should not be possible to form a pointer with a valid
2157         // designator which points more than one past the end of the array.
2158         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2159           Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2160             << handler.AccessKind;
2161         else
2162           Info.Diag(E);
2163         return handler.failed();
2164       }
2165
2166       ObjType = CAT->getElementType();
2167
2168       // An array object is represented as either an Array APValue or as an
2169       // LValue which refers to a string literal.
2170       if (O->isLValue()) {
2171         assert(I == N - 1 && "extracting subobject of character?");
2172         assert(!O->hasLValuePath() || O->getLValuePath().empty());
2173         if (handler.AccessKind != AK_Read)
2174           expandStringLiteral(Info, O->getLValueBase().get<const Expr *>(),
2175                               *O);
2176         else
2177           return handler.foundString(*O, ObjType, Index);
2178       }
2179
2180       if (O->getArrayInitializedElts() > Index)
2181         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2182       else if (handler.AccessKind != AK_Read) {
2183         expandArray(*O, Index);
2184         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2185       } else
2186         O = &O->getArrayFiller();
2187     } else if (ObjType->isAnyComplexType()) {
2188       // Next subobject is a complex number.
2189       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2190       if (Index > 1) {
2191         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2192           Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2193             << handler.AccessKind;
2194         else
2195           Info.Diag(E);
2196         return handler.failed();
2197       }
2198
2199       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2200       ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2201       if (WasConstQualified)
2202         ObjType.addConst();
2203
2204       assert(I == N - 1 && "extracting subobject of scalar?");
2205       if (O->isComplexInt()) {
2206         return handler.found(Index ? O->getComplexIntImag()
2207                                    : O->getComplexIntReal(), ObjType);
2208       } else {
2209         assert(O->isComplexFloat());
2210         return handler.found(Index ? O->getComplexFloatImag()
2211                                    : O->getComplexFloatReal(), ObjType);
2212       }
2213     } else if (const FieldDecl *Field = getAsField(Sub.Entries[I])) {
2214       if (Field->isMutable() && handler.AccessKind == AK_Read) {
2215         Info.Diag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1)
2216           << Field;
2217         Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2218         return handler.failed();
2219       }
2220
2221       // Next subobject is a class, struct or union field.
2222       RecordDecl *RD = ObjType->castAs<RecordType>()->getDecl();
2223       if (RD->isUnion()) {
2224         const FieldDecl *UnionField = O->getUnionField();
2225         if (!UnionField ||
2226             UnionField->getCanonicalDecl() != Field->getCanonicalDecl()) {
2227           Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_inactive_union_member)
2228             << handler.AccessKind << Field << !UnionField << UnionField;
2229           return handler.failed();
2230         }
2231         O = &O->getUnionValue();
2232       } else
2233         O = &O->getStructField(Field->getFieldIndex());
2234
2235       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2236       ObjType = Field->getType();
2237       if (WasConstQualified && !Field->isMutable())
2238         ObjType.addConst();
2239
2240       if (ObjType.isVolatileQualified()) {
2241         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2242           // FIXME: Include a description of the path to the volatile subobject.
2243           Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2244             << handler.AccessKind << 2 << Field;
2245           Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2246         } else {
2247           Info.Diag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2248         }
2249         return handler.failed();
2250       }
2251
2252       LastField = Field;
2253     } else {
2254       // Next subobject is a base class.
2255       const CXXRecordDecl *Derived = ObjType->getAsCXXRecordDecl();
2256       const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(Sub.Entries[I]);
2257       O = &O->getStructBase(getBaseIndex(Derived, Base));
2258
2259       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2260       ObjType = Info.Ctx.getRecordType(Base);
2261       if (WasConstQualified)
2262         ObjType.addConst();
2263     }
2264   }
2265 }
2266
2267 namespace {
2268 struct ExtractSubobjectHandler {
2269   EvalInfo &Info;
2270   APValue &Result;
2271
2272   static const AccessKinds AccessKind = AK_Read;
2273
2274   typedef bool result_type;
2275   bool failed() { return false; }
2276   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2277     Result = Subobj;
2278     return true;
2279   }
2280   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2281     Result = APValue(Value);
2282     return true;
2283   }
2284   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2285     Result = APValue(Value);
2286     return true;
2287   }
2288   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2289     Result = APValue(extractStringLiteralCharacter(
2290         Info, Subobj.getLValueBase().get<const Expr *>(), Character));
2291     return true;
2292   }
2293 };
2294 } // end anonymous namespace
2295
2296 const AccessKinds ExtractSubobjectHandler::AccessKind;
2297
2298 /// Extract the designated sub-object of an rvalue.
2299 static bool extractSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2300                              const CompleteObject &Obj,
2301                              const SubobjectDesignator &Sub,
2302                              APValue &Result) {
2303   ExtractSubobjectHandler Handler = { Info, Result };
2304   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2305 }
2306
2307 namespace {
2308 struct ModifySubobjectHandler {
2309   EvalInfo &Info;
2310   APValue &NewVal;
2311   const Expr *E;
2312
2313   typedef bool result_type;
2314   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
2315
2316   bool checkConst(QualType QT) {
2317     // Assigning to a const object has undefined behavior.
2318     if (QT.isConstQualified()) {
2319       Info.Diag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
2320       return false;
2321     }
2322     return true;
2323   }
2324
2325   bool failed() { return false; }
2326   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2327     if (!checkConst(SubobjType))
2328       return false;
2329     // We've been given ownership of NewVal, so just swap it in.
2330     Subobj.swap(NewVal);
2331     return true;
2332   }
2333   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2334     if (!checkConst(SubobjType))
2335       return false;
2336     if (!NewVal.isInt()) {
2337       // Maybe trying to write a cast pointer value into a complex?
2338       Info.Diag(E);
2339       return false;
2340     }
2341     Value = NewVal.getInt();
2342     return true;
2343   }
2344   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2345     if (!checkConst(SubobjType))
2346       return false;
2347     Value = NewVal.getFloat();
2348     return true;
2349   }
2350   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2351     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements with ExpandArrays");
2352   }
2353 };
2354 } // end anonymous namespace
2355
2356 const AccessKinds ModifySubobjectHandler::AccessKind;
2357
2358 /// Update the designated sub-object of an rvalue to the given value.
2359 static bool modifySubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2360                             const CompleteObject &Obj,
2361                             const SubobjectDesignator &Sub,
2362                             APValue &NewVal) {
2363   ModifySubobjectHandler Handler = { Info, NewVal, E };
2364   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2365 }
2366
2367 /// Find the position where two subobject designators diverge, or equivalently
2368 /// the length of the common initial subsequence.
2369 static unsigned FindDesignatorMismatch(QualType ObjType,
2370                                        const SubobjectDesignator &A,
2371                                        const SubobjectDesignator &B,
2372                                        bool &WasArrayIndex) {
2373   unsigned I = 0, N = std::min(A.Entries.size(), B.Entries.size());
2374   for (/**/; I != N; ++I) {
2375     if (!ObjType.isNull() &&
2376         (ObjType->isArrayType() || ObjType->isAnyComplexType())) {
2377       // Next subobject is an array element.
2378       if (A.Entries[I].ArrayIndex != B.Entries[I].ArrayIndex) {
2379         WasArrayIndex = true;
2380         return I;
2381       }
2382       if (ObjType->isAnyComplexType())
2383         ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2384       else
2385         ObjType = ObjType->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
2386     } else {
2387       if (A.Entries[I].BaseOrMember != B.Entries[I].BaseOrMember) {
2388         WasArrayIndex = false;
2389         return I;
2390       }
2391       if (const FieldDecl *FD = getAsField(A.Entries[I]))
2392         // Next subobject is a field.
2393         ObjType = FD->getType();
2394       else
2395         // Next subobject is a base class.
2396         ObjType = QualType();
2397     }
2398   }
2399   WasArrayIndex = false;
2400   return I;
2401 }
2402
2403 /// Determine whether the given subobject designators refer to elements of the
2404 /// same array object.
2405 static bool AreElementsOfSameArray(QualType ObjType,
2406                                    const SubobjectDesignator &A,
2407                                    const SubobjectDesignator &B) {
2408   if (A.Entries.size() != B.Entries.size())
2409     return false;
2410
2411   bool IsArray = A.MostDerivedArraySize != 0;
2412   if (IsArray && A.MostDerivedPathLength != A.Entries.size())
2413     // A is a subobject of the array element.
2414     return false;
2415
2416   // If A (and B) designates an array element, the last entry will be the array
2417   // index. That doesn't have to match. Otherwise, we're in the 'implicit array
2418   // of length 1' case, and the entire path must match.
2419   bool WasArrayIndex;
2420   unsigned CommonLength = FindDesignatorMismatch(ObjType, A, B, WasArrayIndex);
2421   return CommonLength >= A.Entries.size() - IsArray;
2422 }
2423
2424 /// Find the complete object to which an LValue refers.
2425 CompleteObject findCompleteObject(EvalInfo &Info, const Expr *E, AccessKinds AK,
2426                                   const LValue &LVal, QualType LValType) {
2427   if (!LVal.Base) {
2428     Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_null) << AK;
2429     return CompleteObject();
2430   }
2431
2432   CallStackFrame *Frame = nullptr;
2433   if (LVal.CallIndex) {
2434     Frame = Info.getCallFrame(LVal.CallIndex);
2435     if (!Frame) {
2436       Info.Diag(E, diag::note_constexpr_lifetime_ended, 1)
2437         << AK << LVal.Base.is<const ValueDecl*>();
2438       NoteLValueLocation(Info, LVal.Base);
2439       return CompleteObject();
2440     }
2441   }
2442
2443   // C++11 DR1311: An lvalue-to-rvalue conversion on a volatile-qualified type
2444   // is not a constant expression (even if the object is non-volatile). We also
2445   // apply this rule to C++98, in order to conform to the expected 'volatile'
2446   // semantics.
2447   if (LValType.isVolatileQualified()) {
2448     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus)
2449       Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_type)
2450         << AK << LValType;
2451     else
2452       Info.Diag(E);
2453     return CompleteObject();
2454   }
2455
2456   // Compute value storage location and type of base object.
2457   APValue *BaseVal = nullptr;
2458   QualType BaseType = getType(LVal.Base);
2459
2460   if (const ValueDecl *D = LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
2461     // In C++98, const, non-volatile integers initialized with ICEs are ICEs.
2462     // In C++11, constexpr, non-volatile variables initialized with constant
2463     // expressions are constant expressions too. Inside constexpr functions,
2464     // parameters are constant expressions even if they're non-const.
2465     // In C++1y, objects local to a constant expression (those with a Frame) are
2466     // both readable and writable inside constant expressions.
2467     // In C, such things can also be folded, although they are not ICEs.
2468     const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D);
2469     if (VD) {
2470       if (const VarDecl *VDef = VD->getDefinition(Info.Ctx))
2471         VD = VDef;
2472     }
2473     if (!VD || VD->isInvalidDecl()) {
2474       Info.Diag(E);
2475       return CompleteObject();
2476     }
2477
2478     // Accesses of volatile-qualified objects are not allowed.
2479     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
2480       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2481         Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2482           << AK << 1 << VD;
2483         Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2484       } else {
2485         Info.Diag(E);
2486       }
2487       return CompleteObject();
2488     }
2489
2490     // Unless we're looking at a local variable or argument in a constexpr call,
2491     // the variable we're reading must be const.
2492     if (!Frame) {
2493       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus1y &&
2494           VD == Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl *>()) {
2495         // OK, we can read and modify an object if we're in the process of
2496         // evaluating its initializer, because its lifetime began in this
2497         // evaluation.
2498       } else if (AK != AK_Read) {
2499         // All the remaining cases only permit reading.
2500         Info.Diag(E, diag::note_constexpr_modify_global);
2501         return CompleteObject();
2502       } else if (VD->isConstexpr()) {
2503         // OK, we can read this variable.
2504       } else if (BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) {
2505         if (!BaseType.isConstQualified()) {
2506           if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2507             Info.Diag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_const_int, 1) << VD;
2508             Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2509           } else {
2510             Info.Diag(E);
2511           }
2512           return CompleteObject();
2513         }
2514       } else if (BaseType->isFloatingType() && BaseType.isConstQualified()) {
2515         // We support folding of const floating-point types, in order to make
2516         // static const data members of such types (supported as an extension)
2517         // more useful.
2518         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
2519           Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
2520           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2521         } else {
2522           Info.CCEDiag(E);
2523         }
2524       } else {
2525         // FIXME: Allow folding of values of any literal type in all languages.
2526         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
2527           Info.Diag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
2528           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2529         } else {
2530           Info.Diag(E);
2531         }
2532         return CompleteObject();
2533       }
2534     }
2535
2536     if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, BaseVal))
2537       return CompleteObject();
2538   } else {
2539     const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
2540
2541     if (!Frame) {
2542       if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
2543               dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
2544         assert(MTE->getStorageDuration() == SD_Static &&
2545                "should have a frame for a non-global materialized temporary");
2546
2547         // Per C++1y [expr.const]p2:
2548         //  an lvalue-to-rvalue conversion [is not allowed unless it applies to]
2549         //   - a [...] glvalue of integral or enumeration type that refers to
2550         //     a non-volatile const object [...]
2551         //   [...]
2552         //   - a [...] glvalue of literal type that refers to a non-volatile
2553         //     object whose lifetime began within the evaluation of e.
2554         //
2555         // C++11 misses the 'began within the evaluation of e' check and
2556         // instead allows all temporaries, including things like:
2557         //   int &&r = 1;
2558         //   int x = ++r;
2559         //   constexpr int k = r;
2560         // Therefore we use the C++1y rules in C++11 too.
2561         const ValueDecl *VD = Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>();
2562         const ValueDecl *ED = MTE->getExtendingDecl();
2563         if (!(BaseType.isConstQualified() &&
2564               BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) &&
2565             !(VD && VD->getCanonicalDecl() == ED->getCanonicalDecl())) {
2566           Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_static_temporary, 1) << AK;
2567           Info.Note(MTE->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
2568           return CompleteObject();
2569         }
2570
2571         BaseVal = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(MTE, false);
2572         assert(BaseVal && "got reference to unevaluated temporary");
2573       } else {
2574         Info.Diag(E);
2575         return CompleteObject();
2576       }
2577     } else {
2578       BaseVal = Frame->getTemporary(Base);
2579       assert(BaseVal && "missing value for temporary");
2580     }
2581
2582     // Volatile temporary objects cannot be accessed in constant expressions.
2583     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
2584       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2585         Info.Diag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2586           << AK << 0;
2587         Info.Note(Base->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
2588       } else {
2589         Info.Diag(E);
2590       }
2591       return CompleteObject();
2592     }
2593   }
2594
2595   // During the construction of an object, it is not yet 'const'.
2596   // FIXME: We don't set up EvaluatingDecl for local variables or temporaries,
2597   // and this doesn't do quite the right thing for const subobjects of the
2598   // object under construction.
2599   if (LVal.getLValueBase() == Info.EvaluatingDecl) {
2600     BaseType = Info.Ctx.getCanonicalType(BaseType);
2601     BaseType.removeLocalConst();
2602   }
2603
2604   // In C++1y, we can't safely access any mutable state when we might be
2605   // evaluating after an unmodeled side effect or an evaluation failure.
2606   //
2607   // FIXME: Not all local state is mutable. Allow local constant subobjects
2608   // to be read here (but take care with 'mutable' fields).
2609   if (Frame && Info.getLangOpts().CPlusPlus1y &&
2610       (Info.EvalStatus.HasSideEffects || Info.keepEvaluatingAfterFailure()))
2611     return CompleteObject();
2612
2613   return CompleteObject(BaseVal, BaseType);
2614 }
2615
2616 /// \brief Perform an lvalue-to-rvalue conversion on the given glvalue. This
2617 /// can also be used for 'lvalue-to-lvalue' conversions for looking up the
2618 /// glvalue referred to by an entity of reference type.
2619 ///
2620 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2621 /// \param Conv - The expression for which we are performing the conversion.
2622 ///               Used for diagnostics.
2623 /// \param Type - The type of the glvalue (before stripping cv-qualifiers in the
2624 ///               case of a non-class type).
2625 /// \param LVal - The glvalue on which we are attempting to perform this action.
2626 /// \param RVal - The produced value will be placed here.
2627 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
2628                                            QualType Type,
2629                                            const LValue &LVal, APValue &RVal) {
2630   if (LVal.Designator.Invalid)
2631     return false;
2632
2633   // Check for special cases where there is no existing APValue to look at.
2634   const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
2635   if (!LVal.Designator.Invalid && Base && !LVal.CallIndex &&
2636       !Type.isVolatileQualified()) {
2637     if (const CompoundLiteralExpr *CLE = dyn_cast<CompoundLiteralExpr>(Base)) {
2638       // In C99, a CompoundLiteralExpr is an lvalue, and we defer evaluating the
2639       // initializer until now for such expressions. Such an expression can't be
2640       // an ICE in C, so this only matters for fold.
2641       assert(!Info.getLangOpts().CPlusPlus && "lvalue compound literal in c++?");
2642       if (Type.isVolatileQualified()) {
2643         Info.Diag(Conv);
2644         return false;
2645       }
2646       APValue Lit;
2647       if (!Evaluate(Lit, Info, CLE->getInitializer()))
2648         return false;
2649       CompleteObject LitObj(&Lit, Base->getType());
2650       return extractSubobject(Info, Conv, LitObj, LVal.Designator, RVal);
2651     } else if (isa<StringLiteral>(Base)) {
2652       // We represent a string literal array as an lvalue pointing at the
2653       // corresponding expression, rather than building an array of chars.
2654       // FIXME: Support PredefinedExpr, ObjCEncodeExpr, MakeStringConstant
2655       APValue Str(Base, CharUnits::Zero(), APValue::NoLValuePath(), 0);
2656       CompleteObject StrObj(&Str, Base->getType());
2657       return extractSubobject(Info, Conv, StrObj, LVal.Designator, RVal);
2658     }
2659   }
2660
2661   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, Conv, AK_Read, LVal, Type);
2662   return Obj && extractSubobject(Info, Conv, Obj, LVal.Designator, RVal);
2663 }
2664
2665 /// Perform an assignment of Val to LVal. Takes ownership of Val.
2666 static bool handleAssignment(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
2667                              QualType LValType, APValue &Val) {
2668   if (LVal.Designator.Invalid)
2669     return false;
2670
2671   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus1y) {
2672     Info.Diag(E);
2673     return false;
2674   }
2675
2676   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
2677   return Obj && modifySubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Val);
2678 }
2679
2680 static bool isOverflowingIntegerType(ASTContext &Ctx, QualType T) {
2681   return T->isSignedIntegerType() &&
2682          Ctx.getIntWidth(T) >= Ctx.getIntWidth(Ctx.IntTy);
2683 }
2684
2685 namespace {
2686 struct CompoundAssignSubobjectHandler {
2687   EvalInfo &Info;
2688   const Expr *E;
2689   QualType PromotedLHSType;
2690   BinaryOperatorKind Opcode;
2691   const APValue &RHS;
2692
2693   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
2694
2695   typedef bool result_type;
2696
2697   bool checkConst(QualType QT) {
2698     // Assigning to a const object has undefined behavior.
2699     if (QT.isConstQualified()) {
2700       Info.Diag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
2701       return false;
2702     }
2703     return true;
2704   }
2705
2706   bool failed() { return false; }
2707   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2708     switch (Subobj.getKind()) {
2709     case APValue::Int:
2710       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
2711     case APValue::Float:
2712       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
2713     case APValue::ComplexInt:
2714     case APValue::ComplexFloat:
2715       // FIXME: Implement complex compound assignment.
2716       Info.Diag(E);
2717       return false;
2718     case APValue::LValue:
2719       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
2720     default:
2721       // FIXME: can this happen?
2722       Info.Diag(E);
2723       return false;
2724     }
2725   }
2726   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2727     if (!checkConst(SubobjType))
2728       return false;
2729
2730     if (!SubobjType->isIntegerType() || !RHS.isInt()) {
2731       // We don't support compound assignment on integer-cast-to-pointer
2732       // values.
2733       Info.Diag(E);
2734       return false;
2735     }
2736
2737     APSInt LHS = HandleIntToIntCast(Info, E, PromotedLHSType,
2738                                     SubobjType, Value);
2739     if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHS, Opcode, RHS.getInt(), LHS))
2740       return false;
2741     Value = HandleIntToIntCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType, LHS);
2742     return true;
2743   }
2744   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2745     return checkConst(SubobjType) &&
2746            HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType,
2747                                   Value) &&
2748            handleFloatFloatBinOp(Info, E, Value, Opcode, RHS.getFloat()) &&
2749            HandleFloatToFloatCast(Info, E, PromotedLHSType, SubobjType, Value);
2750   }
2751   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2752     if (!checkConst(SubobjType))
2753       return false;
2754
2755     QualType PointeeType;
2756     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
2757       PointeeType = PT->getPointeeType();
2758
2759     if (PointeeType.isNull() || !RHS.isInt() ||
2760         (Opcode != BO_Add && Opcode != BO_Sub)) {
2761       Info.Diag(E);
2762       return false;
2763     }
2764
2765     int64_t Offset = getExtValue(RHS.getInt());
2766     if (Opcode == BO_Sub)
2767       Offset = -Offset;
2768
2769     LValue LVal;
2770     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
2771     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType, Offset))
2772       return false;
2773     LVal.moveInto(Subobj);
2774     return true;
2775   }
2776   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2777     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
2778   }
2779 };
2780 } // end anonymous namespace
2781
2782 const AccessKinds CompoundAssignSubobjectHandler::AccessKind;
2783
2784 /// Perform a compound assignment of LVal <op>= RVal.
2785 static bool handleCompoundAssignment(
2786     EvalInfo &Info, const Expr *E,
2787     const LValue &LVal, QualType LValType, QualType PromotedLValType,
2788     BinaryOperatorKind Opcode, const APValue &RVal) {
2789   if (LVal.Designator.Invalid)
2790     return false;
2791
2792   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus1y) {
2793     Info.Diag(E);
2794     return false;
2795   }
2796
2797   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
2798   CompoundAssignSubobjectHandler Handler = { Info, E, PromotedLValType, Opcode,
2799                                              RVal };
2800   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
2801 }
2802
2803 namespace {
2804 struct IncDecSubobjectHandler {
2805   EvalInfo &Info;
2806   const Expr *E;
2807   AccessKinds AccessKind;
2808   APValue *Old;
2809
2810   typedef bool result_type;
2811
2812   bool checkConst(QualType QT) {
2813     // Assigning to a const object has undefined behavior.
2814     if (QT.isConstQualified()) {
2815       Info.Diag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
2816       return false;
2817     }
2818     return true;
2819   }
2820
2821   bool failed() { return false; }
2822   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2823     // Stash the old value. Also clear Old, so we don't clobber it later
2824     // if we're post-incrementing a complex.
2825     if (Old) {
2826       *Old = Subobj;
2827       Old = nullptr;
2828     }
2829
2830     switch (Subobj.getKind()) {
2831     case APValue::Int:
2832       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
2833     case APValue::Float:
2834       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
2835     case APValue::ComplexInt:
2836       return found(Subobj.getComplexIntReal(),
2837                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
2838                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
2839     case APValue::ComplexFloat:
2840       return found(Subobj.getComplexFloatReal(),
2841                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
2842                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
2843     case APValue::LValue:
2844       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
2845     default:
2846       // FIXME: can this happen?
2847       Info.Diag(E);
2848       return false;
2849     }
2850   }
2851   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2852     if (!checkConst(SubobjType))
2853       return false;
2854
2855     if (!SubobjType->isIntegerType()) {
2856       // We don't support increment / decrement on integer-cast-to-pointer
2857       // values.
2858       Info.Diag(E);
2859       return false;
2860     }
2861
2862     if (Old) *Old = APValue(Value);
2863
2864     // bool arithmetic promotes to int, and the conversion back to bool
2865     // doesn't reduce mod 2^n, so special-case it.
2866     if (SubobjType->isBooleanType()) {
2867       if (AccessKind == AK_Increment)
2868         Value = 1;
2869       else
2870         Value = !Value;
2871       return true;
2872     }
2873
2874     bool WasNegative = Value.isNegative();
2875     if (AccessKind == AK_Increment) {
2876       ++Value;
2877
2878       if (!WasNegative && Value.isNegative() &&
2879           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
2880         APSInt ActualValue(Value, /*IsUnsigned*/true);
2881         HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
2882       }
2883     } else {
2884       --Value;
2885
2886       if (WasNegative && !Value.isNegative() &&
2887           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
2888         unsigned BitWidth = Value.getBitWidth();
2889         APSInt ActualValue(Value.sext(BitWidth + 1), /*IsUnsigned*/false);
2890         ActualValue.setBit(BitWidth);
2891         HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
2892       }
2893     }
2894     return true;
2895   }
2896   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2897     if (!checkConst(SubobjType))
2898       return false;
2899
2900     if (Old) *Old = APValue(Value);
2901
2902     APFloat One(Value.getSemantics(), 1);
2903     if (AccessKind == AK_Increment)
2904       Value.add(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2905     else
2906       Value.subtract(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2907     return true;
2908   }
2909   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2910     if (!checkConst(SubobjType))
2911       return false;
2912
2913     QualType PointeeType;
2914     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
2915       PointeeType = PT->getPointeeType();
2916     else {
2917       Info.Diag(E);
2918       return false;
2919     }
2920
2921     LValue LVal;
2922     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
2923     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType,
2924                                      AccessKind == AK_Increment ? 1 : -1))
2925       return false;
2926     LVal.moveInto(Subobj);
2927     return true;
2928   }
2929   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2930     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
2931   }
2932 };
2933 } // end anonymous namespace
2934
2935 /// Perform an increment or decrement on LVal.
2936 static bool handleIncDec(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
2937                          QualType LValType, bool IsIncrement, APValue *Old) {
2938   if (LVal.Designator.Invalid)
2939     return false;
2940
2941   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus1y) {
2942     Info.Diag(E);
2943     return false;
2944   }
2945
2946   AccessKinds AK = IsIncrement ? AK_Increment : AK_Decrement;
2947   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK, LVal, LValType);
2948   IncDecSubobjectHandler Handler = { Info, E, AK, Old };
2949   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
2950 }
2951
2952 /// Build an lvalue for the object argument of a member function call.
2953 static bool EvaluateObjectArgument(EvalInfo &Info, const Expr *Object,
2954                                    LValue &This) {
2955   if (Object->getType()->isPointerType())
2956     return EvaluatePointer(Object, This, Info);
2957
2958   if (Object->isGLValue())
2959     return EvaluateLValue(Object, This, Info);
2960
2961   if (Object->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
2962     return EvaluateTemporary(Object, This, Info);
2963
2964   Info.Diag(Object, diag::note_constexpr_nonliteral) << Object->getType();
2965   return false;
2966 }
2967
2968 /// HandleMemberPointerAccess - Evaluate a member access operation and build an
2969 /// lvalue referring to the result.
2970 ///
2971 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2972 /// \param LV - An lvalue referring to the base of the member pointer.
2973 /// \param RHS - The member pointer expression.
2974 /// \param IncludeMember - Specifies whether the member itself is included in
2975 ///        the resulting LValue subobject designator. This is not possible when
2976 ///        creating a bound member function.
2977 /// \return The field or method declaration to which the member pointer refers,
2978 ///         or 0 if evaluation fails.
2979 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
2980                                                   QualType LVType,
2981                                                   LValue &LV,
2982                                                   const Expr *RHS,
2983                                                   bool IncludeMember = true) {
2984   MemberPtr MemPtr;
2985   if (!EvaluateMemberPointer(RHS, MemPtr, Info))
2986     return nullptr;
2987
2988   // C++11 [expr.mptr.oper]p6: If the second operand is the null pointer to
2989   // member value, the behavior is undefined.
2990   if (!MemPtr.getDecl()) {
2991     // FIXME: Specific diagnostic.
2992     Info.Diag(RHS);
2993     return nullptr;
2994   }
2995
2996   if (MemPtr.isDerivedMember()) {
2997     // This is a member of some derived class. Truncate LV appropriately.
2998     // The end of the derived-to-base path for the base object must match the
2999     // derived-to-base path for the member pointer.
3000     if (LV.Designator.MostDerivedPathLength + MemPtr.Path.size() >
3001         LV.Designator.Entries.size()) {
3002       Info.Diag(RHS);
3003       return nullptr;
3004     }
3005     unsigned PathLengthToMember =
3006         LV.Designator.Entries.size() - MemPtr.Path.size();
3007     for (unsigned I = 0, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3008       const CXXRecordDecl *LVDecl = getAsBaseClass(
3009           LV.Designator.Entries[PathLengthToMember + I]);
3010       const CXXRecordDecl *MPDecl = MemPtr.Path[I];
3011       if (LVDecl->getCanonicalDecl() != MPDecl->getCanonicalDecl()) {
3012         Info.Diag(RHS);
3013         return nullptr;
3014       }
3015     }
3016
3017     // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3018     if (!CastToDerivedClass(Info, RHS, LV, MemPtr.getContainingRecord(),
3019                             PathLengthToMember))
3020       return nullptr;
3021   } else if (!MemPtr.Path.empty()) {
3022     // Extend the LValue path with the member pointer's path.
3023     LV.Designator.Entries.reserve(LV.Designator.Entries.size() +
3024                                   MemPtr.Path.size() + IncludeMember);
3025
3026     // Walk down to the appropriate base class.
3027     if (const PointerType *PT = LVType->getAs<PointerType>())
3028       LVType = PT->getPointeeType();
3029     const CXXRecordDecl *RD = LVType->getAsCXXRecordDecl();
3030     assert(RD && "member pointer access on non-class-type expression");
3031     // The first class in the path is that of the lvalue.
3032     for (unsigned I = 1, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3033       const CXXRecordDecl *Base = MemPtr.Path[N - I - 1];
3034       if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD, Base))
3035         return nullptr;
3036       RD = Base;
3037     }
3038     // Finally cast to the class containing the member.
3039     if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD,
3040                                 MemPtr.getContainingRecord()))
3041       return nullptr;
3042   }
3043
3044   // Add the member. Note that we cannot build bound member functions here.
3045   if (IncludeMember) {
3046     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3047       if (!HandleLValueMember(Info, RHS, LV, FD))
3048         return nullptr;
3049     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD =
3050                  dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3051       if (!HandleLValueIndirectMember(Info, RHS, LV, IFD))
3052         return nullptr;
3053     } else {
3054       llvm_unreachable("can't construct reference to bound member function");
3055     }
3056   }
3057
3058   return MemPtr.getDecl();
3059 }
3060
3061 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3062                                                   const BinaryOperator *BO,
3063                                                   LValue &LV,
3064                                                   bool IncludeMember = true) {
3065   assert(BO->getOpcode() == BO_PtrMemD || BO->getOpcode() == BO_PtrMemI);
3066
3067   if (!EvaluateObjectArgument(Info, BO->getLHS(), LV)) {
3068     if (Info.keepEvaluatingAfterFailure()) {
3069       MemberPtr MemPtr;
3070       EvaluateMemberPointer(BO->getRHS(), MemPtr, Info);
3071     }
3072     return nullptr;
3073   }
3074
3075   return HandleMemberPointerAccess(Info, BO->getLHS()->getType(), LV,
3076                                    BO->getRHS(), IncludeMember);
3077 }
3078
3079 /// HandleBaseToDerivedCast - Apply the given base-to-derived cast operation on
3080 /// the provided lvalue, which currently refers to the base object.
3081 static bool HandleBaseToDerivedCast(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
3082                                     LValue &Result) {
3083   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
3084   if (D.Invalid || !Result.checkNullPointer(Info, E, CSK_Derived))
3085     return false;
3086
3087   QualType TargetQT = E->getType();
3088   if (const PointerType *PT = TargetQT->getAs<PointerType>())
3089     TargetQT = PT->getPointeeType();
3090
3091   // Check this cast lands within the final derived-to-base subobject path.
3092   if (D.MostDerivedPathLength + E->path_size() > D.Entries.size()) {
3093     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3094       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3095     return false;
3096   }
3097
3098   // Check the type of the final cast. We don't need to check the path,
3099   // since a cast can only be formed if the path is unique.
3100   unsigned NewEntriesSize = D.Entries.size() - E->path_size();
3101   const CXXRecordDecl *TargetType = TargetQT->getAsCXXRecordDecl();
3102   const CXXRecordDecl *FinalType;
3103   if (NewEntriesSize == D.MostDerivedPathLength)
3104     FinalType = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
3105   else
3106     FinalType = getAsBaseClass(D.Entries[NewEntriesSize - 1]);
3107   if (FinalType->getCanonicalDecl() != TargetType->getCanonicalDecl()) {
3108     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3109       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3110     return false;
3111   }
3112
3113   // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3114   return CastToDerivedClass(Info, E, Result, TargetType, NewEntriesSize);
3115 }
3116
3117 namespace {
3118 enum EvalStmtResult {
3119   /// Evaluation failed.
3120   ESR_Failed,
3121   /// Hit a 'return' statement.
3122   ESR_Returned,
3123   /// Evaluation succeeded.
3124   ESR_Succeeded,
3125   /// Hit a 'continue' statement.
3126   ESR_Continue,
3127   /// Hit a 'break' statement.
3128   ESR_Break,
3129   /// Still scanning for 'case' or 'default' statement.
3130   ESR_CaseNotFound
3131 };
3132 }
3133
3134 static bool EvaluateDecl(EvalInfo &Info, const Decl *D) {
3135   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D)) {
3136     // We don't need to evaluate the initializer for a static local.
3137     if (!VD->hasLocalStorage())
3138       return true;
3139
3140     LValue Result;
3141     Result.set(VD, Info.CurrentCall->Index);
3142     APValue &Val = Info.CurrentCall->createTemporary(VD, true);
3143
3144     const Expr *InitE = VD->getInit();
3145     if (!InitE) {
3146       Info.Diag(D->getLocStart(), diag::note_constexpr_uninitialized)
3147         << false << VD->getType();
3148       Val = APValue();
3149       return false;
3150     }
3151
3152     if (InitE->isValueDependent())
3153       return false;
3154
3155     if (!EvaluateInPlace(Val, Info, Result, InitE)) {
3156       // Wipe out any partially-computed value, to allow tracking that this
3157       // evaluation failed.
3158       Val = APValue();
3159       return false;
3160     }
3161   }
3162
3163   return true;
3164 }
3165
3166 /// Evaluate a condition (either a variable declaration or an expression).
3167 static bool EvaluateCond(EvalInfo &Info, const VarDecl *CondDecl,
3168                          const Expr *Cond, bool &Result) {
3169   FullExpressionRAII Scope(Info);
3170   if (CondDecl && !EvaluateDecl(Info, CondDecl))
3171     return false;
3172   return EvaluateAsBooleanCondition(Cond, Result, Info);
3173 }
3174
3175 static EvalStmtResult EvaluateStmt(APValue &Result, EvalInfo &Info,
3176                                    const Stmt *S,
3177                                    const SwitchCase *SC = nullptr);
3178
3179 /// Evaluate the body of a loop, and translate the result as appropriate.
3180 static EvalStmtResult EvaluateLoopBody(APValue &Result, EvalInfo &Info,
3181                                        const Stmt *Body,
3182                                        const SwitchCase *Case = nullptr) {
3183   BlockScopeRAII Scope(Info);
3184   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Body, Case)) {
3185   case ESR_Break:
3186     return ESR_Succeeded;
3187   case ESR_Succeeded:
3188   case ESR_Continue:
3189     return ESR_Continue;
3190   case ESR_Failed:
3191   case ESR_Returned:
3192   case ESR_CaseNotFound:
3193     return ESR;
3194   }
3195   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3196 }
3197
3198 /// Evaluate a switch statement.
3199 static EvalStmtResult EvaluateSwitch(APValue &Result, EvalInfo &Info,
3200                                      const SwitchStmt *SS) {
3201   BlockScopeRAII Scope(Info);
3202
3203   // Evaluate the switch condition.
3204   APSInt Value;
3205   {
3206     FullExpressionRAII Scope(Info);
3207     if (SS->getConditionVariable() &&
3208         !EvaluateDecl(Info, SS->getConditionVariable()))
3209       return ESR_Failed;
3210     if (!EvaluateInteger(SS->getCond(), Value, Info))
3211       return ESR_Failed;
3212   }
3213
3214   // Find the switch case corresponding to the value of the condition.
3215   // FIXME: Cache this lookup.
3216   const SwitchCase *Found = nullptr;
3217   for (const SwitchCase *SC = SS->getSwitchCaseList(); SC;
3218        SC = SC->getNextSwitchCase()) {
3219     if (isa<DefaultStmt>(SC)) {
3220       Found = SC;
3221       continue;
3222     }
3223
3224     const CaseStmt *CS = cast<CaseStmt>(SC);
3225     APSInt LHS = CS->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx);
3226     APSInt RHS = CS->getRHS() ? CS->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx)
3227                               : LHS;
3228     if (LHS <= Value && Value <= RHS) {
3229       Found = SC;
3230       break;
3231     }
3232   }
3233
3234   if (!Found)
3235     return ESR_Succeeded;
3236
3237   // Search the switch body for the switch case and evaluate it from there.
3238   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SS->getBody(), Found)) {
3239   case ESR_Break:
3240     return ESR_Succeeded;
3241   case ESR_Succeeded:
3242   case ESR_Continue:
3243   case ESR_Failed:
3244   case ESR_Returned:
3245     return ESR;
3246   case ESR_CaseNotFound:
3247     // This can only happen if the switch case is nested within a statement
3248     // expression. We have no intention of supporting that.
3249     Info.Diag(Found->getLocStart(), diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
3250     return ESR_Failed;
3251   }
3252   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3253 }
3254
3255 // Evaluate a statement.
3256 static EvalStmtResult EvaluateStmt(APValue &Result, EvalInfo &Info,
3257                                    const Stmt *S, const SwitchCase *Case) {
3258   if (!Info.nextStep(S))
3259     return ESR_Failed;
3260
3261   // If we're hunting down a 'case' or 'default' label, recurse through
3262   // substatements until we hit the label.
3263   if (Case) {
3264     // FIXME: We don't start the lifetime of objects whose initialization we
3265     // jump over. However, such objects must be of class type with a trivial
3266     // default constructor that initialize all subobjects, so must be empty,
3267     // so this almost never matters.
3268     switch (S->getStmtClass()) {
3269     case Stmt::CompoundStmtClass:
3270       // FIXME: Precompute which substatement of a compound statement we
3271       // would jump to, and go straight there rather than performing a
3272       // linear scan each time.
3273     case Stmt::LabelStmtClass:
3274     case Stmt::AttributedStmtClass:
3275     case Stmt::DoStmtClass:
3276       break;
3277
3278     case Stmt::CaseStmtClass:
3279     case Stmt::DefaultStmtClass:
3280       if (Case == S)
3281         Case = nullptr;
3282       break;
3283
3284     case Stmt::IfStmtClass: {
3285       // FIXME: Precompute which side of an 'if' we would jump to, and go
3286       // straight there rather than scanning both sides.
3287       const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3288
3289       // Wrap the evaluation in a block scope, in case it's a DeclStmt
3290       // preceded by our switch label.
3291       BlockScopeRAII Scope(Info);
3292
3293       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, IS->getThen(), Case);
3294       if (ESR != ESR_CaseNotFound || !IS->getElse())
3295         return ESR;
3296       return EvaluateStmt(Result, Info, IS->getElse(), Case);
3297     }
3298
3299     case Stmt::WhileStmtClass: {
3300       EvalStmtResult ESR =
3301           EvaluateLoopBody(Result, Info, cast<WhileStmt>(S)->getBody(), Case);
3302       if (ESR != ESR_Continue)
3303         return ESR;
3304       break;
3305     }
3306
3307     case Stmt::ForStmtClass: {
3308       const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3309       EvalStmtResult ESR =
3310           EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody(), Case);
3311       if (ESR != ESR_Continue)
3312         return ESR;
3313       if (FS->getInc()) {
3314         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3315         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3316           return ESR_Failed;
3317       }
3318       break;
3319     }
3320
3321     case Stmt::DeclStmtClass:
3322       // FIXME: If the variable has initialization that can't be jumped over,
3323       // bail out of any immediately-surrounding compound-statement too.
3324     default:
3325       return ESR_CaseNotFound;
3326     }
3327   }
3328
3329   switch (S->getStmtClass()) {
3330   default:
3331     if (const Expr *E = dyn_cast<Expr>(S)) {
3332       // Don't bother evaluating beyond an expression-statement which couldn't
3333       // be evaluated.
3334       FullExpressionRAII Scope(Info);
3335       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, E))
3336         return ESR_Failed;
3337       return ESR_Succeeded;
3338     }
3339
3340     Info.Diag(S->getLocStart());
3341     return ESR_Failed;
3342
3343   case Stmt::NullStmtClass:
3344     return ESR_Succeeded;
3345
3346   case Stmt::DeclStmtClass: {
3347     const DeclStmt *DS = cast<DeclStmt>(S);
3348     for (const auto *DclIt : DS->decls()) {
3349       // Each declaration initialization is its own full-expression.
3350       // FIXME: This isn't quite right; if we're performing aggregate
3351       // initialization, each braced subexpression is its own full-expression.
3352       FullExpressionRAII Scope(Info);
3353       if (!EvaluateDecl(Info, DclIt) && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
3354         return ESR_Failed;
3355     }
3356     return ESR_Succeeded;
3357   }
3358
3359   case Stmt::ReturnStmtClass: {
3360     const Expr *RetExpr = cast<ReturnStmt>(S)->getRetValue();
3361     FullExpressionRAII Scope(Info);
3362     if (RetExpr && !Evaluate(Result, Info, RetExpr))
3363       return ESR_Failed;
3364     return ESR_Returned;
3365   }
3366
3367   case Stmt::CompoundStmtClass: {
3368     BlockScopeRAII Scope(Info);
3369
3370     const CompoundStmt *CS = cast<CompoundStmt>(S);
3371     for (const auto *BI : CS->body()) {
3372       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, BI, Case);
3373       if (ESR == ESR_Succeeded)
3374         Case = nullptr;
3375       else if (ESR != ESR_CaseNotFound)
3376         return ESR;
3377     }
3378     return Case ? ESR_CaseNotFound : ESR_Succeeded;
3379   }
3380
3381   case Stmt::IfStmtClass: {
3382     const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3383
3384     // Evaluate the condition, as either a var decl or as an expression.
3385     BlockScopeRAII Scope(Info);
3386     bool Cond;
3387     if (!EvaluateCond(Info, IS->getConditionVariable(), IS->getCond(), Cond))
3388       return ESR_Failed;
3389
3390     if (const Stmt *SubStmt = Cond ? IS->getThen() : IS->getElse()) {
3391       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SubStmt);
3392       if (ESR != ESR_Succeeded)
3393         return ESR;
3394     }
3395     return ESR_Succeeded;
3396   }
3397
3398   case Stmt::WhileStmtClass: {
3399     const WhileStmt *WS = cast<WhileStmt>(S);
3400     while (true) {
3401       BlockScopeRAII Scope(Info);
3402       bool Continue;
3403       if (!EvaluateCond(Info, WS->getConditionVariable(), WS->getCond(),
3404                         Continue))
3405         return ESR_Failed;
3406       if (!Continue)
3407         break;
3408
3409       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, WS->getBody());
3410       if (ESR != ESR_Continue)
3411         return ESR;
3412     }
3413     return ESR_Succeeded;
3414   }
3415
3416   case Stmt::DoStmtClass: {
3417     const DoStmt *DS = cast<DoStmt>(S);
3418     bool Continue;
3419     do {
3420       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, DS->getBody(), Case);
3421       if (ESR != ESR_Continue)
3422         return ESR;
3423       Case = nullptr;
3424
3425       FullExpressionRAII CondScope(Info);
3426       if (!EvaluateAsBooleanCondition(DS->getCond(), Continue, Info))
3427         return ESR_Failed;
3428     } while (Continue);
3429     return ESR_Succeeded;
3430   }
3431
3432   case Stmt::ForStmtClass: {
3433     const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3434     BlockScopeRAII Scope(Info);
3435     if (FS->getInit()) {
3436       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getInit());
3437       if (ESR != ESR_Succeeded)
3438         return ESR;
3439     }
3440     while (true) {
3441       BlockScopeRAII Scope(Info);
3442       bool Continue = true;
3443       if (FS->getCond() && !EvaluateCond(Info, FS->getConditionVariable(),
3444                                          FS->getCond(), Continue))
3445         return ESR_Failed;
3446       if (!Continue)
3447         break;
3448
3449       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
3450       if (ESR != ESR_Continue)
3451         return ESR;
3452
3453       if (FS->getInc()) {
3454         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3455         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3456           return ESR_Failed;
3457       }
3458     }
3459     return ESR_Succeeded;
3460   }
3461
3462   case Stmt::CXXForRangeStmtClass: {
3463     const CXXForRangeStmt *FS = cast<CXXForRangeStmt>(S);
3464     BlockScopeRAII Scope(Info);
3465
3466     // Initialize the __range variable.
3467     EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getRangeStmt());
3468     if (ESR != ESR_Succeeded)
3469       return ESR;
3470
3471     // Create the __begin and __end iterators.
3472     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getBeginEndStmt());
3473     if (ESR != ESR_Succeeded)
3474       return ESR;
3475
3476     while (true) {
3477       // Condition: __begin != __end.
3478       {
3479         bool Continue = true;
3480         FullExpressionRAII CondExpr(Info);
3481         if (!EvaluateAsBooleanCondition(FS->getCond(), Continue, Info))
3482           return ESR_Failed;
3483         if (!Continue)
3484           break;
3485       }
3486
3487       // User's variable declaration, initialized by *__begin.
3488       BlockScopeRAII InnerScope(Info);
3489       ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getLoopVarStmt());
3490       if (ESR != ESR_Succeeded)
3491         return ESR;
3492
3493       // Loop body.
3494       ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
3495       if (ESR != ESR_Continue)
3496         return ESR;
3497
3498       // Increment: ++__begin
3499       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3500         return ESR_Failed;
3501     }
3502
3503     return ESR_Succeeded;
3504   }
3505
3506   case Stmt::SwitchStmtClass:
3507     return EvaluateSwitch(Result, Info, cast<SwitchStmt>(S));
3508
3509   case Stmt::ContinueStmtClass:
3510     return ESR_Continue;
3511
3512   case Stmt::BreakStmtClass:
3513     return ESR_Break;
3514
3515   case Stmt::LabelStmtClass:
3516     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<LabelStmt>(S)->getSubStmt(), Case);
3517
3518   case Stmt::AttributedStmtClass:
3519     // As a general principle, C++11 attributes can be ignored without
3520     // any semantic impact.
3521     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<AttributedStmt>(S)->getSubStmt(),
3522                         Case);
3523
3524   case Stmt::CaseStmtClass:
3525   case Stmt::DefaultStmtClass:
3526     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<SwitchCase>(S)->getSubStmt(), Case);
3527   }
3528 }
3529
3530 /// CheckTrivialDefaultConstructor - Check whether a constructor is a trivial
3531 /// default constructor. If so, we'll fold it whether or not it's marked as
3532 /// constexpr. If it is marked as constexpr, we will never implicitly define it,
3533 /// so we need special handling.
3534 static bool CheckTrivialDefaultConstructor(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
3535                                            const CXXConstructorDecl *CD,
3536                                            bool IsValueInitialization) {
3537   if (!CD->isTrivial() || !CD->isDefaultConstructor())
3538     return false;
3539
3540   // Value-initialization does not call a trivial default constructor, so such a
3541   // call is a core constant expression whether or not the constructor is
3542   // constexpr.
3543   if (!CD->isConstexpr() && !IsValueInitialization) {
3544     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3545       // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function,
3546       // we should be much more explicit about why it's not constexpr.
3547       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
3548         << /*IsConstexpr*/0 << /*IsConstructor*/1 << CD;
3549       Info.Note(CD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3550     } else {
3551       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
3552     }
3553   }
3554   return true;
3555 }
3556
3557 /// CheckConstexprFunction - Check that a function can be called in a constant
3558 /// expression.
3559 static bool CheckConstexprFunction(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
3560                                    const FunctionDecl *Declaration,
3561                                    const FunctionDecl *Definition) {
3562   // Potential constant expressions can contain calls to declared, but not yet
3563   // defined, constexpr functions.
3564   if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && !Definition &&
3565       Declaration->isConstexpr())
3566     return false;
3567
3568   // Bail out with no diagnostic if the function declaration itself is invalid.
3569   // We will have produced a relevant diagnostic while parsing it.
3570   if (Declaration->isInvalidDecl())
3571     return false;
3572
3573   // Can we evaluate this function call?
3574   if (Definition && Definition->isConstexpr() && !Definition->isInvalidDecl())
3575     return true;
3576
3577   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3578     const FunctionDecl *DiagDecl = Definition ? Definition : Declaration;
3579     // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function, we
3580     // should be much more explicit about why it's not constexpr.
3581     Info.Diag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
3582       << DiagDecl->isConstexpr() << isa<CXXConstructorDecl>(DiagDecl)
3583       << DiagDecl;
3584     Info.Note(DiagDecl->getLocation(), diag::note_declared_at);
3585   } else {
3586     Info.Diag(CallLoc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
3587   }
3588   return false;
3589 }
3590
3591 namespace {
3592 typedef SmallVector<APValue, 8> ArgVector;
3593 }
3594
3595 /// EvaluateArgs - Evaluate the arguments to a function call.
3596 static bool EvaluateArgs(ArrayRef<const Expr*> Args, ArgVector &ArgValues,
3597                          EvalInfo &Info) {
3598   bool Success = true;
3599   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
3600        I != E; ++I) {
3601     if (!Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I)) {
3602       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
3603       // initializers even if some of them fail.
3604       if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure())
3605         return false;
3606       Success = false;
3607     }
3608   }
3609   return Success;
3610 }
3611
3612 /// Evaluate a function call.
3613 static bool HandleFunctionCall(SourceLocation CallLoc,
3614                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
3615                                ArrayRef<const Expr*> Args, const Stmt *Body,
3616                                EvalInfo &Info, APValue &Result) {
3617   ArgVector ArgValues(Args.size());
3618   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
3619     return false;
3620
3621   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
3622     return false;
3623
3624   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Callee, This, ArgValues.data());
3625
3626   // For a trivial copy or move assignment, perform an APValue copy. This is
3627   // essential for unions, where the operations performed by the assignment
3628   // operator cannot be represented as statements.
3629   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
3630   if (MD && MD->isDefaulted() && MD->isTrivial()) {
3631     assert(This &&
3632            (MD->isCopyAssignmentOperator() || MD->isMoveAssignmentOperator()));
3633     LValue RHS;
3634     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
3635     APValue RHSValue;
3636     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, Args[0], Args[0]->getType(),
3637                                         RHS, RHSValue))
3638       return false;
3639     if (!handleAssignment(Info, Args[0], *This, MD->getThisType(Info.Ctx),
3640                           RHSValue))
3641       return false;
3642     This->moveInto(Result);
3643     return true;
3644   }
3645
3646   EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Body);
3647   if (ESR == ESR_Succeeded) {
3648     if (Callee->getReturnType()->isVoidType())
3649       return true;
3650     Info.Diag(Callee->getLocEnd(), diag::note_constexpr_no_return);
3651   }
3652   return ESR == ESR_Returned;
3653 }
3654
3655 /// Evaluate a constructor call.
3656 static bool HandleConstructorCall(SourceLocation CallLoc, const LValue &This,
3657                                   ArrayRef<const Expr*> Args,
3658                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
3659                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
3660   ArgVector ArgValues(Args.size());
3661   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
3662     return false;
3663
3664   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
3665     return false;
3666
3667   const CXXRecordDecl *RD = Definition->getParent();
3668   if (RD->getNumVBases()) {
3669     Info.Diag(CallLoc, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
3670     return false;
3671   }
3672
3673   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Definition, &This, ArgValues.data());
3674
3675   // If it's a delegating constructor, just delegate.
3676   if (Definition->isDelegatingConstructor()) {
3677     CXXConstructorDecl::init_const_iterator I = Definition->init_begin();
3678     {
3679       FullExpressionRAII InitScope(Info);
3680       if (!EvaluateInPlace(Result, Info, This, (*I)->getInit()))
3681         return false;
3682     }
3683     return EvaluateStmt(Result, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
3684   }
3685
3686   // For a trivial copy or move constructor, perform an APValue copy. This is
3687   // essential for unions, where the operations performed by the constructor
3688   // cannot be represented by ctor-initializers.
3689   if (Definition->isDefaulted() &&
3690       ((Definition->isCopyConstructor() && Definition->isTrivial()) ||
3691        (Definition->isMoveConstructor() && Definition->isTrivial()))) {
3692     LValue RHS;
3693     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
3694     return handleLValueToRValueConversion(Info, Args[0], Args[0]->getType(),
3695                                           RHS, Result);
3696   }
3697
3698   // Reserve space for the struct members.
3699   if (!RD->isUnion() && Result.isUninit())
3700     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), RD->getNumBases(),
3701                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
3702
3703   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
3704   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
3705
3706   // A scope for temporaries lifetime-extended by reference members.
3707   BlockScopeRAII LifetimeExtendedScope(Info);
3708
3709   bool Success = true;
3710   unsigned BasesSeen = 0;
3711 #ifndef NDEBUG
3712   CXXRecordDecl::base_class_const_iterator BaseIt = RD->bases_begin();
3713 #endif
3714   for (const auto *I : Definition->inits()) {
3715     LValue Subobject = This;
3716     APValue *Value = &Result;
3717
3718     // Determine the subobject to initialize.
3719     FieldDecl *FD = nullptr;
3720     if (I->isBaseInitializer()) {
3721       QualType BaseType(I->getBaseClass(), 0);
3722 #ifndef NDEBUG
3723       // Non-virtual base classes are initialized in the order in the class
3724       // definition. We have already checked for virtual base classes.
3725       assert(!BaseIt->isVirtual() && "virtual base for literal type");
3726       assert(Info.Ctx.hasSameType(BaseIt->getType(), BaseType) &&
3727              "base class initializers not in expected order");
3728       ++BaseIt;
3729 #endif
3730       if (!HandleLValueDirectBase(Info, I->getInit(), Subobject, RD,
3731                                   BaseType->getAsCXXRecordDecl(), &Layout))
3732         return false;
3733       Value = &Result.getStructBase(BasesSeen++);
3734     } else if ((FD = I->getMember())) {
3735       if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD, &Layout))
3736         return false;
3737       if (RD->isUnion()) {
3738         Result = APValue(FD);
3739         Value = &Result.getUnionValue();
3740       } else {
3741         Value = &Result.getStructField(FD->getFieldIndex());
3742       }
3743     } else if (IndirectFieldDecl *IFD = I->getIndirectMember()) {
3744       // Walk the indirect field decl's chain to find the object to initialize,
3745       // and make sure we've initialized every step along it.
3746       for (auto *C : IFD->chain()) {
3747         FD = cast<FieldDecl>(C);
3748         CXXRecordDecl *CD = cast<CXXRecordDecl>(FD->getParent());
3749         // Switch the union field if it differs. This happens if we had
3750         // preceding zero-initialization, and we're now initializing a union
3751         // subobject other than the first.
3752         // FIXME: In this case, the values of the other subobjects are
3753         // specified, since zero-initialization sets all padding bits to zero.
3754         if (Value->isUninit() ||
3755             (Value->isUnion() && Value->getUnionField() != FD)) {
3756           if (CD->isUnion())
3757             *Value = APValue(FD);
3758           else
3759             *Value = APValue(APValue::UninitStruct(), CD->getNumBases(),
3760                              std::distance(CD->field_begin(), CD->field_end()));
3761         }
3762         if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD))
3763           return false;
3764         if (CD->isUnion())
3765           Value = &Value->getUnionValue();
3766         else
3767           Value = &Value->getStructField(FD->getFieldIndex());
3768       }
3769     } else {
3770       llvm_unreachable("unknown base initializer kind");
3771     }
3772
3773     FullExpressionRAII InitScope(Info);
3774     if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Subobject, I->getInit()) ||
3775         (FD && FD->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, I->getInit(),
3776                                                           *Value, FD))) {
3777       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
3778       // initializers even if some of them fail.
3779       if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure())
3780         return false;
3781       Success = false;
3782     }
3783   }
3784
3785   return Success &&
3786          EvaluateStmt(Result, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
3787 }
3788
3789 //===----------------------------------------------------------------------===//
3790 // Generic Evaluation
3791 //===----------------------------------------------------------------------===//
3792 namespace {
3793
3794 template <class Derived>
3795 class ExprEvaluatorBase
3796   : public ConstStmtVisitor<Derived, bool> {
3797 private:
3798   bool DerivedSuccess(const APValue &V, const Expr *E) {
3799     return static_cast<Derived*>(this)->Success(V, E);
3800   }
3801   bool DerivedZeroInitialization(const Expr *E) {
3802     return static_cast<Derived*>(this)->ZeroInitialization(E);
3803   }
3804
3805   // Check whether a conditional operator with a non-constant condition is a
3806   // potential constant expression. If neither arm is a potential constant
3807   // expression, then the conditional operator is not either.
3808   template<typename ConditionalOperator>
3809   void CheckPotentialConstantConditional(const ConditionalOperator *E) {
3810     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
3811
3812     // Speculatively evaluate both arms.
3813     {
3814       SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diag;
3815       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
3816
3817       StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
3818       if (Diag.empty())
3819         return;
3820
3821       Diag.clear();
3822       StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
3823       if (Diag.empty())
3824         return;
3825     }
3826
3827     Error(E, diag::note_constexpr_conditional_never_const);
3828   }
3829
3830
3831   template<typename ConditionalOperator>
3832   bool HandleConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
3833     bool BoolResult;
3834     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getCond(), BoolResult, Info)) {
3835       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
3836         CheckPotentialConstantConditional(E);
3837       return false;
3838     }
3839
3840     Expr *EvalExpr = BoolResult ? E->getTrueExpr() : E->getFalseExpr();
3841     return StmtVisitorTy::Visit(EvalExpr);
3842   }
3843
3844 protected:
3845   EvalInfo &Info;
3846   typedef ConstStmtVisitor<Derived, bool> StmtVisitorTy;
3847   typedef ExprEvaluatorBase ExprEvaluatorBaseTy;
3848
3849   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
3850     return Info.CCEDiag(E, D);
3851   }
3852
3853   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Error(E); }
3854
3855 public:
3856   ExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info) : Info(Info) {}
3857
3858   EvalInfo &getEvalInfo() { return Info; }
3859
3860   /// Report an evaluation error. This should only be called when an error is
3861   /// first discovered. When propagating an error, just return false.
3862   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
3863     Info.Diag(E, D);
3864     return false;
3865   }
3866   bool Error(const Expr *E) {
3867     return Error(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
3868   }
3869
3870   bool VisitStmt(const Stmt *) {
3871     llvm_unreachable("Expression evaluator should not be called on stmts");
3872   }
3873   bool VisitExpr(const Expr *E) {
3874     return Error(E);
3875   }
3876
3877   bool VisitParenExpr(const ParenExpr *E)
3878     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
3879   bool VisitUnaryExtension(const UnaryOperator *E)
3880     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
3881   bool VisitUnaryPlus(const UnaryOperator *E)
3882     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
3883   bool VisitChooseExpr(const ChooseExpr *E)
3884     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getChosenSubExpr()); }
3885   bool VisitGenericSelectionExpr(const GenericSelectionExpr *E)
3886     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getResultExpr()); }
3887   bool VisitSubstNonTypeTemplateParmExpr(const SubstNonTypeTemplateParmExpr *E)
3888     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getReplacement()); }
3889   bool VisitCXXDefaultArgExpr(const CXXDefaultArgExpr *E)
3890     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr()); }
3891   bool VisitCXXDefaultInitExpr(const CXXDefaultInitExpr *E) {
3892     // The initializer may not have been parsed yet, or might be erroneous.
3893     if (!E->getExpr())
3894       return Error(E);
3895     return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr());
3896   }
3897   // We cannot create any objects for which cleanups are required, so there is
3898   // nothing to do here; all cleanups must come from unevaluated subexpressions.
3899   bool VisitExprWithCleanups(const ExprWithCleanups *E)
3900     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
3901
3902   bool VisitCXXReinterpretCastExpr(const CXXReinterpretCastExpr *E) {
3903     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 0;
3904     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
3905   }
3906   bool VisitCXXDynamicCastExpr(const CXXDynamicCastExpr *E) {
3907     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 1;
3908     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
3909   }
3910
3911   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
3912     switch (E->getOpcode()) {
3913     default:
3914       return Error(E);
3915
3916     case BO_Comma:
3917       VisitIgnoredValue(E->getLHS());
3918       return StmtVisitorTy::Visit(E->getRHS());
3919
3920     case BO_PtrMemD:
3921     case BO_PtrMemI: {
3922       LValue Obj;
3923       if (!HandleMemberPointerAccess(Info, E, Obj))
3924         return false;
3925       APValue Result;
3926       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Obj, Result))
3927         return false;
3928       return DerivedSuccess(Result, E);
3929     }
3930     }
3931   }
3932
3933   bool VisitBinaryConditionalOperator(const BinaryConditionalOperator *E) {
3934     // Evaluate and cache the common expression. We treat it as a temporary,
3935     // even though it's not quite the same thing.
3936     if (!Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getOpaqueValue(), false),
3937                   Info, E->getCommon()))
3938       return false;
3939
3940     return HandleConditionalOperator(E);
3941   }
3942
3943   bool VisitConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
3944     bool IsBcpCall = false;
3945     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
3946     // the result is a constant expression if it can be folded without
3947     // side-effects. This is an important GNU extension. See GCC PR38377
3948     // for discussion.
3949     if (const CallExpr *CallCE =
3950           dyn_cast<CallExpr>(E->getCond()->IgnoreParenCasts()))
3951       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
3952         IsBcpCall = true;
3953
3954     // Always assume __builtin_constant_p(...) ? ... : ... is a potential
3955     // constant expression; we can't check whether it's potentially foldable.
3956     if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && IsBcpCall)
3957       return false;
3958
3959     FoldConstant Fold(Info, IsBcpCall);
3960     if (!HandleConditionalOperator(E)) {
3961       Fold.keepDiagnostics();
3962       return false;
3963     }
3964
3965     return true;
3966   }
3967
3968   bool VisitOpaqueValueExpr(const OpaqueValueExpr *E) {
3969     if (APValue *Value = Info.CurrentCall->getTemporary(E))
3970       return DerivedSuccess(*Value, E);
3971
3972     const Expr *Source = E->getSourceExpr();
3973     if (!Source)
3974       return Error(E);
3975     if (Source == E) { // sanity checking.
3976       assert(0 && "OpaqueValueExpr recursively refers to itself");
3977       return Error(E);
3978     }
3979     return StmtVisitorTy::Visit(Source);
3980   }
3981
3982   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
3983     const Expr *Callee = E->getCallee()->IgnoreParens();
3984     QualType CalleeType = Callee->getType();
3985
3986     const FunctionDecl *FD = nullptr;
3987     LValue *This = nullptr, ThisVal;
3988     ArrayRef<const Expr *> Args(E->getArgs(), E->getNumArgs());
3989     bool HasQualifier = false;
3990
3991     // Extract function decl and 'this' pointer from the callee.
3992     if (CalleeType->isSpecificBuiltinType(BuiltinType::BoundMember)) {
3993       const ValueDecl *Member = nullptr;
3994       if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(Callee)) {
3995         // Explicit bound member calls, such as x.f() or p->g();
3996         if (!EvaluateObjectArgument(Info, ME->getBase(), ThisVal))
3997           return false;
3998         Member = ME->getMemberDecl();
3999         This = &ThisVal;
4000         HasQualifier = ME->hasQualifier();
4001       } else if (const BinaryOperator *BE = dyn_cast<BinaryOperator>(Callee)) {
4002         // Indirect bound member calls ('.*' or '->*').
4003         Member = HandleMemberPointerAccess(Info, BE, ThisVal, false);
4004         if (!Member) return false;
4005         This = &ThisVal;
4006       } else
4007         return Error(Callee);
4008
4009       FD = dyn_cast<FunctionDecl>(Member);
4010       if (!FD)
4011         return Error(Callee);
4012     } else if (CalleeType->isFunctionPointerType()) {
4013       LValue Call;
4014       if (!EvaluatePointer(Callee, Call, Info))
4015         return false;
4016
4017       if (!Call.getLValueOffset().isZero())
4018         return Error(Callee);
4019       FD = dyn_cast_or_null<FunctionDecl>(
4020                              Call.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>());
4021       if (!FD)
4022         return Error(Callee);
4023
4024       // Overloaded operator calls to member functions are represented as normal
4025       // calls with '*this' as the first argument.
4026       const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
4027       if (MD && !MD->isStatic()) {
4028         // FIXME: When selecting an implicit conversion for an overloaded
4029         // operator delete, we sometimes try to evaluate calls to conversion
4030         // operators without a 'this' parameter!
4031         if (Args.empty())
4032           return Error(E);
4033
4034         if (!EvaluateObjectArgument(Info, Args[0], ThisVal))
4035           return false;
4036         This = &ThisVal;
4037         Args = Args.slice(1);
4038       }
4039
4040       // Don't call function pointers which have been cast to some other type.
4041       if (!Info.Ctx.hasSameType(CalleeType->getPointeeType(), FD->getType()))
4042         return Error(E);
4043     } else
4044       return Error(E);
4045
4046     if (This && !This->checkSubobject(Info, E, CSK_This))
4047       return false;
4048
4049     // DR1358 allows virtual constexpr functions in some cases. Don't allow
4050     // calls to such functions in constant expressions.
4051     if (This && !HasQualifier &&
4052         isa<CXXMethodDecl>(FD) && cast<CXXMethodDecl>(FD)->isVirtual())
4053       return Error(E, diag::note_constexpr_virtual_call);
4054
4055     const FunctionDecl *Definition = nullptr;
4056     Stmt *Body = FD->getBody(Definition);
4057     APValue Result;
4058
4059     if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition) ||
4060         !HandleFunctionCall(E->getExprLoc(), Definition, This, Args, Body,
4061                             Info, Result))
4062       return false;
4063
4064     return DerivedSuccess(Result, E);
4065   }
4066
4067   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
4068     return StmtVisitorTy::Visit(E->getInitializer());
4069   }
4070   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
4071     if (E->getNumInits() == 0)
4072       return DerivedZeroInitialization(E);
4073     if (E->getNumInits() == 1)
4074       return StmtVisitorTy::Visit(E->getInit(0));
4075     return Error(E);
4076   }
4077   bool VisitImplicitValueInitExpr(const ImplicitValueInitExpr *E) {
4078     return DerivedZeroInitialization(E);
4079   }
4080   bool VisitCXXScalarValueInitExpr(const CXXScalarValueInitExpr *E) {
4081     return DerivedZeroInitialization(E);
4082   }
4083   bool VisitCXXNullPtrLiteralExpr(const CXXNullPtrLiteralExpr *E) {
4084     return DerivedZeroInitialization(E);
4085   }
4086
4087   /// A member expression where the object is a prvalue is itself a prvalue.
4088   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4089     assert(!E->isArrow() && "missing call to bound member function?");
4090
4091     APValue Val;
4092     if (!Evaluate(Val, Info, E->getBase()))
4093       return false;
4094
4095     QualType BaseTy = E->getBase()->getType();
4096
4097     const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl());
4098     if (!FD) return Error(E);
4099     assert(!FD->getType()->isReferenceType() && "prvalue reference?");
4100     assert(BaseTy->castAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4101            FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4102
4103     CompleteObject Obj(&Val, BaseTy);
4104     SubobjectDesignator Designator(BaseTy);
4105     Designator.addDeclUnchecked(FD);
4106
4107     APValue Result;
4108     return extractSubobject(Info, E, Obj, Designator, Result) &&
4109            DerivedSuccess(Result, E);
4110   }
4111
4112   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4113     switch (E->getCastKind()) {
4114     default:
4115       break;
4116
4117     case CK_AtomicToNonAtomic: {
4118       APValue AtomicVal;
4119       if (!EvaluateAtomic(E->getSubExpr(), AtomicVal, Info))
4120         return false;
4121       return DerivedSuccess(AtomicVal, E);
4122     }
4123
4124     case CK_NoOp:
4125     case CK_UserDefinedConversion:
4126       return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr());
4127
4128     case CK_LValueToRValue: {
4129       LValue LVal;
4130       if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal, Info))
4131         return false;
4132       APValue RVal;
4133       // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
4134       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4135                                           LVal, RVal))
4136         return false;
4137       return DerivedSuccess(RVal, E);
4138     }
4139     }
4140
4141     return Error(E);
4142   }
4143
4144   bool VisitUnaryPostInc(const UnaryOperator *UO) {
4145     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4146   }
4147   bool VisitUnaryPostDec(const UnaryOperator *UO) {
4148     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4149   }
4150   bool VisitUnaryPostIncDec(const UnaryOperator *UO) {
4151     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus1y && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4152       return Error(UO);
4153
4154     LValue LVal;
4155     if (!EvaluateLValue(UO->getSubExpr(), LVal, Info))
4156       return false;
4157     APValue RVal;
4158     if (!handleIncDec(this->Info, UO, LVal, UO->getSubExpr()->getType(),
4159                       UO->isIncrementOp(), &RVal))
4160       return false;
4161     return DerivedSuccess(RVal, UO);
4162   }
4163
4164   bool VisitStmtExpr(const StmtExpr *E) {
4165     // We will have checked the full-expressions inside the statement expression
4166     // when they were completed, and don't need to check them again now.
4167     if (Info.checkingForOverflow())
4168       return Error(E);
4169
4170     BlockScopeRAII Scope(Info);
4171     const CompoundStmt *CS = E->getSubStmt();
4172     for (CompoundStmt::const_body_iterator BI = CS->body_begin(),
4173                                            BE = CS->body_end();
4174          /**/; ++BI) {
4175       if (BI + 1 == BE) {
4176         const Expr *FinalExpr = dyn_cast<Expr>(*BI);
4177         if (!FinalExpr) {
4178           Info.Diag((*BI)->getLocStart(),
4179                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4180           return false;
4181         }
4182         return this->Visit(FinalExpr);
4183       }
4184
4185       APValue ReturnValue;
4186       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(ReturnValue, Info, *BI);
4187       if (ESR != ESR_Succeeded) {
4188         // FIXME: If the statement-expression terminated due to 'return',
4189         // 'break', or 'continue', it would be nice to propagate that to
4190         // the outer statement evaluation rather than bailing out.
4191         if (ESR != ESR_Failed)
4192           Info.Diag((*BI)->getLocStart(),
4193                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4194         return false;
4195       }
4196     }
4197   }
4198
4199   /// Visit a value which is evaluated, but whose value is ignored.
4200   void VisitIgnoredValue(const Expr *E) {
4201     EvaluateIgnoredValue(Info, E);
4202   }
4203 };
4204
4205 }
4206
4207 //===----------------------------------------------------------------------===//
4208 // Common base class for lvalue and temporary evaluation.
4209 //===----------------------------------------------------------------------===//
4210 namespace {
4211 template<class Derived>
4212 class LValueExprEvaluatorBase
4213   : public ExprEvaluatorBase<Derived> {
4214 protected:
4215   LValue &Result;
4216   typedef LValueExprEvaluatorBase LValueExprEvaluatorBaseTy;
4217   typedef ExprEvaluatorBase<Derived> ExprEvaluatorBaseTy;
4218
4219   bool Success(APValue::LValueBase B) {
4220     Result.set(B);
4221     return true;
4222   }
4223
4224 public:
4225   LValueExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info, LValue &Result) :
4226     ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result) {}
4227
4228   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
4229     Result.setFrom(this->Info.Ctx, V);
4230     return true;
4231   }
4232
4233   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4234     // Handle non-static data members.
4235     QualType BaseTy;
4236     if (E->isArrow()) {
4237       if (!EvaluatePointer(E->getBase(), Result, this->Info))
4238         return false;
4239       BaseTy = E->getBase()->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
4240     } else if (E->getBase()->isRValue()) {
4241       assert(E->getBase()->getType()->isRecordType());
4242       if (!EvaluateTemporary(E->getBase(), Result, this->Info))
4243         return false;
4244       BaseTy = E->getBase()->getType();
4245     } else {
4246       if (!this->Visit(E->getBase()))
4247         return false;
4248       BaseTy = E->getBase()->getType();
4249     }
4250
4251     const ValueDecl *MD = E->getMemberDecl();
4252     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl())) {
4253       assert(BaseTy->getAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4254              FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4255       (void)BaseTy;
4256       if (!HandleLValueMember(this->Info, E, Result, FD))
4257         return false;
4258     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MD)) {
4259       if (!HandleLValueIndirectMember(this->Info, E, Result, IFD))
4260         return false;
4261     } else
4262       return this->Error(E);
4263
4264     if (MD->getType()->isReferenceType()) {
4265       APValue RefValue;
4266       if (!handleLValueToRValueConversion(this->Info, E, MD->getType(), Result,
4267                                           RefValue))
4268         return false;
4269       return Success(RefValue, E);
4270     }
4271     return true;
4272   }
4273
4274   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4275     switch (E->getOpcode()) {
4276     default:
4277       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
4278
4279     case BO_PtrMemD:
4280     case BO_PtrMemI:
4281       return HandleMemberPointerAccess(this->Info, E, Result);
4282     }
4283   }
4284
4285   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4286     switch (E->getCastKind()) {
4287     default:
4288       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
4289
4290     case CK_DerivedToBase:
4291     case CK_UncheckedDerivedToBase:
4292       if (!this->Visit(E->getSubExpr()))
4293         return false;
4294
4295       // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
4296       // the derived class to the base class.
4297       return HandleLValueBasePath(this->Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4298                                   Result);
4299     }
4300   }
4301 };
4302 }
4303
4304 //===----------------------------------------------------------------------===//
4305 // LValue Evaluation
4306 //
4307 // This is used for evaluating lvalues (in C and C++), xvalues (in C++11),
4308 // function designators (in C), decl references to void objects (in C), and
4309 // temporaries (if building with -Wno-address-of-temporary).
4310 //
4311 // LValue evaluation produces values comprising a base expression of one of the
4312 // following types:
4313 // - Declarations
4314 //  * VarDecl
4315 //  * FunctionDecl
4316 // - Literals
4317 //  * CompoundLiteralExpr in C
4318 //  * StringLiteral
4319 //  * CXXTypeidExpr
4320 //  * PredefinedExpr
4321 //  * ObjCStringLiteralExpr
4322 //  * ObjCEncodeExpr
4323 //  * AddrLabelExpr
4324 //  * BlockExpr
4325 //  * CallExpr for a MakeStringConstant builtin
4326 // - Locals and temporaries
4327 //  * MaterializeTemporaryExpr
4328 //  * Any Expr, with a CallIndex indicating the function in which the temporary
4329 //    was evaluated, for cases where the MaterializeTemporaryExpr is missing
4330 //    from the AST (FIXME).
4331 //  * A MaterializeTemporaryExpr that has static storage duration, with no
4332 //    CallIndex, for a lifetime-extended temporary.
4333 // plus an offset in bytes.
4334 //===----------------------------------------------------------------------===//
4335 namespace {
4336 class LValueExprEvaluator
4337   : public LValueExprEvaluatorBase<LValueExprEvaluator> {
4338 public:
4339   LValueExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result) :
4340     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result) {}
4341
4342   bool VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD);
4343   bool VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO);
4344
4345   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E);
4346   bool VisitPredefinedExpr(const PredefinedExpr *E) { return Success(E); }
4347   bool VisitMaterializeTemporaryExpr(const MaterializeTemporaryExpr *E);
4348   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E);
4349   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E);
4350   bool VisitStringLiteral(const StringLiteral *E) { return Success(E); }
4351   bool VisitObjCEncodeExpr(const ObjCEncodeExpr *E) { return Success(E); }
4352   bool VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E);
4353   bool VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E);
4354   bool VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E);
4355   bool VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E);
4356   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
4357   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
4358   bool VisitUnaryPreInc(const UnaryOperator *UO) {
4359     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
4360   }
4361   bool VisitUnaryPreDec(const UnaryOperator *UO) {
4362     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
4363   }
4364   bool VisitBinAssign(const BinaryOperator *BO);
4365   bool VisitCompoundAssignOperator(const CompoundAssignOperator *CAO);
4366
4367   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4368     switch (E->getCastKind()) {
4369     default:
4370       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
4371
4372     case CK_LValueBitCast:
4373       this->CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
4374       if (!Visit(E->getSubExpr()))
4375         return false;
4376       Result.Designator.setInvalid();
4377       return true;
4378
4379     case CK_BaseToDerived:
4380       if (!Visit(E->getSubExpr()))
4381         return false;
4382       return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
4383     }
4384   }
4385 };
4386 } // end anonymous namespace
4387
4388 /// Evaluate an expression as an lvalue. This can be legitimately called on
4389 /// expressions which are not glvalues, in two cases:
4390 ///  * function designators in C, and
4391 ///  * "extern void" objects
4392 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info) {
4393   assert(E->isGLValue() || E->getType()->isFunctionType() ||
4394          E->getType()->isVoidType());
4395   return LValueExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
4396 }
4397
4398 bool LValueExprEvaluator::VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
4399   if (const FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(E->getDecl()))
4400     return Success(FD);
4401   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getDecl()))
4402     return VisitVarDecl(E, VD);
4403   return Error(E);
4404 }
4405
4406 bool LValueExprEvaluator::VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD) {
4407   CallStackFrame *Frame = nullptr;
4408   if (VD->hasLocalStorage() && Info.CurrentCall->Index > 1)
4409     Frame = Info.CurrentCall;
4410
4411   if (!VD->getType()->isReferenceType()) {
4412     if (Frame) {
4413       Result.set(VD, Frame->Index);
4414       return true;
4415     }
4416     return Success(VD);
4417   }
4418
4419   APValue *V;
4420   if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, V))
4421     return false;
4422   if (V->isUninit()) {
4423     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
4424       Info.Diag(E, diag::note_constexpr_use_uninit_reference);
4425     return false;
4426   }
4427   return Success(*V, E);
4428 }
4429
4430 bool LValueExprEvaluator::VisitMaterializeTemporaryExpr(
4431     const MaterializeTemporaryExpr *E) {
4432   // Walk through the expression to find the materialized temporary itself.
4433   SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
4434   SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
4435   const Expr *Inner = E->GetTemporaryExpr()->
4436       skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs, Adjustments);
4437
4438   // If we passed any comma operators, evaluate their LHSs.
4439   for (unsigned I = 0, N = CommaLHSs.size(); I != N; ++I)
4440     if (!EvaluateIgnoredValue(Info, CommaLHSs[I]))
4441       return false;
4442
4443   // A materialized temporary with static storage duration can appear within the
4444   // result of a constant expression evaluation, so we need to preserve its
4445   // value for use outside this evaluation.
4446   APValue *Value;
4447   if (E->getStorageDuration() == SD_Static) {
4448     Value = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(E, true);
4449     *Value = APValue();
4450     Result.set(E);
4451   } else {
4452     Value = &Info.CurrentCall->
4453         createTemporary(E, E->getStorageDuration() == SD_Automatic);
4454     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
4455   }
4456
4457   QualType Type = Inner->getType();
4458
4459   // Materialize the temporary itself.
4460   if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Result, Inner) ||
4461       (E->getStorageDuration() == SD_Static &&
4462        !CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), Type, *Value))) {
4463     *Value = APValue();
4464     return false;
4465   }
4466
4467   // Adjust our lvalue to refer to the desired subobject.
4468   for (unsigned I = Adjustments.size(); I != 0; /**/) {
4469     --I;
4470     switch (Adjustments[I].Kind) {
4471     case SubobjectAdjustment::DerivedToBaseAdjustment:
4472       if (!HandleLValueBasePath(Info, Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath,
4473                                 Type, Result))
4474         return false;
4475       Type = Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath->getType();
4476       break;
4477
4478     case SubobjectAdjustment::FieldAdjustment:
4479       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, Adjustments[I].Field))
4480         return false;
4481       Type = Adjustments[I].Field->getType();
4482       break;
4483
4484     case SubobjectAdjustment::MemberPointerAdjustment:
4485       if (!HandleMemberPointerAccess(this->Info, Type, Result,
4486                                      Adjustments[I].Ptr.RHS))
4487         return false;
4488       Type = Adjustments[I].Ptr.MPT->getPointeeType();
4489       break;
4490     }
4491   }
4492
4493   return true;
4494 }
4495
4496 bool
4497 LValueExprEvaluator::VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
4498   assert(!Info.getLangOpts().CPlusPlus && "lvalue compound literal in c++?");
4499   // Defer visiting the literal until the lvalue-to-rvalue conversion. We can
4500   // only see this when folding in C, so there's no standard to follow here.
4501   return Success(E);
4502 }
4503
4504 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E) {
4505   if (!E->isPotentiallyEvaluated())
4506     return Success(E);
4507
4508   Info.Diag(E, diag::note_constexpr_typeid_polymorphic)
4509     << E->getExprOperand()->getType()
4510     << E->getExprOperand()->getSourceRange();
4511   return false;
4512 }
4513
4514 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E) {
4515   return Success(E);
4516 }
4517
4518 bool LValueExprEvaluator::VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4519   // Handle static data members.
4520   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getMemberDecl())) {
4521     VisitIgnoredValue(E->getBase());
4522     return VisitVarDecl(E, VD);
4523   }
4524
4525   // Handle static member functions.
4526   if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(E->getMemberDecl())) {
4527     if (MD->isStatic()) {
4528       VisitIgnoredValue(E->getBase());
4529       return Success(MD);
4530     }
4531   }
4532
4533   // Handle non-static data members.
4534   return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
4535 }
4536
4537 bool LValueExprEvaluator::VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E) {
4538   // FIXME: Deal with vectors as array subscript bases.
4539   if (E->getBase()->getType()->isVectorType())
4540     return Error(E);
4541
4542   if (!EvaluatePointer(E->getBase(), Result, Info))
4543     return false;
4544
4545   APSInt Index;
4546   if (!EvaluateInteger(E->getIdx(), Index, Info))
4547     return false;
4548
4549   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, E->getType(),
4550                                      getExtValue(Index));
4551 }
4552
4553 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E) {
4554   return EvaluatePointer(E->getSubExpr(), Result, Info);
4555 }
4556
4557 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
4558   if (!Visit(E->getSubExpr()))
4559     return false;
4560   // __real is a no-op on scalar lvalues.
4561   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType())
4562     HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), false);
4563   return true;
4564 }
4565
4566 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
4567   assert(E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType() &&
4568          "lvalue __imag__ on scalar?");
4569   if (!Visit(E->getSubExpr()))
4570     return false;
4571   HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), true);
4572   return true;
4573 }
4574
4575 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO) {
4576   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus1y && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4577     return Error(UO);
4578
4579   if (!this->Visit(UO->getSubExpr()))
4580     return false;
4581
4582   return handleIncDec(
4583       this->Info, UO, Result, UO->getSubExpr()->getType(),
4584       UO->isIncrementOp(), nullptr);
4585 }
4586
4587 bool LValueExprEvaluator::VisitCompoundAssignOperator(
4588     const CompoundAssignOperator *CAO) {
4589   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus1y && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4590     return Error(CAO);
4591
4592   APValue RHS;
4593
4594   // The overall lvalue result is the result of evaluating the LHS.
4595   if (!this->Visit(CAO->getLHS())) {
4596     if (Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4597       Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS());
4598     return false;
4599   }
4600
4601   if (!Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS()))
4602     return false;
4603
4604   return handleCompoundAssignment(
4605       this->Info, CAO,
4606       Result, CAO->getLHS()->getType(), CAO->getComputationLHSType(),
4607       CAO->getOpForCompoundAssignment(CAO->getOpcode()), RHS);
4608 }
4609
4610 bool LValueExprEvaluator::VisitBinAssign(const BinaryOperator *E) {
4611   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus1y && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4612     return Error(E);
4613
4614   APValue NewVal;
4615
4616   if (!this->Visit(E->getLHS())) {
4617     if (Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4618       Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS());
4619     return false;
4620   }
4621
4622   if (!Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS()))
4623     return false;
4624
4625   return handleAssignment(this->Info, E, Result, E->getLHS()->getType(),
4626                           NewVal);
4627 }
4628
4629 //===----------------------------------------------------------------------===//
4630 // Pointer Evaluation
4631 //===----------------------------------------------------------------------===//
4632
4633 namespace {
4634 class PointerExprEvaluator
4635   : public ExprEvaluatorBase<PointerExprEvaluator> {
4636   LValue &Result;
4637
4638   bool Success(const Expr *E) {
4639     Result.set(E);
4640     return true;
4641   }
4642 public:
4643
4644   PointerExprEvaluator(EvalInfo &info, LValue &Result)
4645     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
4646
4647   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
4648     Result.setFrom(Info.Ctx, V);
4649     return true;
4650   }
4651   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
4652     return Success((Expr*)nullptr);
4653   }
4654
4655   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
4656   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
4657   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
4658   bool VisitObjCStringLiteral(const ObjCStringLiteral *E)
4659       { return Success(E); }
4660   bool VisitObjCBoxedExpr(const ObjCBoxedExpr *E)
4661       { return Success(E); }    
4662   bool VisitAddrLabelExpr(const AddrLabelExpr *E)
4663       { return Success(E); }
4664   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
4665   bool VisitBlockExpr(const BlockExpr *E) {
4666     if (!E->getBlockDecl()->hasCaptures())
4667       return Success(E);
4668     return Error(E);
4669   }
4670   bool VisitCXXThisExpr(const CXXThisExpr *E) {
4671     // Can't look at 'this' when checking a potential constant expression.
4672     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
4673       return false;
4674     if (!Info.CurrentCall->This) {
4675       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
4676         Info.Diag(E, diag::note_constexpr_this) << E->isImplicit();
4677       else
4678         Info.Diag(E);
4679       return false;
4680     }
4681     Result = *Info.CurrentCall->This;
4682     return true;
4683   }
4684
4685   // FIXME: Missing: @protocol, @selector
4686 };
4687 } // end anonymous namespace
4688
4689 static bool EvaluatePointer(const Expr* E, LValue& Result, EvalInfo &Info) {
4690   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
4691   return PointerExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
4692 }
4693
4694 bool PointerExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4695   if (E->getOpcode() != BO_Add &&
4696       E->getOpcode() != BO_Sub)
4697     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
4698
4699   const Expr *PExp = E->getLHS();
4700   const Expr *IExp = E->getRHS();
4701   if (IExp->getType()->isPointerType())
4702     std::swap(PExp, IExp);
4703
4704   bool EvalPtrOK = EvaluatePointer(PExp, Result, Info);
4705   if (!EvalPtrOK && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4706     return false;
4707
4708   llvm::APSInt Offset;
4709   if (!EvaluateInteger(IExp, Offset, Info) || !EvalPtrOK)
4710     return false;
4711
4712   int64_t AdditionalOffset = getExtValue(Offset);
4713   if (E->getOpcode() == BO_Sub)
4714     AdditionalOffset = -AdditionalOffset;
4715
4716   QualType Pointee = PExp->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
4717   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, Pointee,
4718                                      AdditionalOffset);
4719 }
4720
4721 bool PointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
4722   return EvaluateLValue(E->getSubExpr(), Result, Info);
4723 }
4724
4725 bool PointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr* E) {
4726   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
4727
4728   switch (E->getCastKind()) {
4729   default:
4730     break;
4731
4732   case CK_BitCast:
4733   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
4734   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
4735   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
4736     if (!Visit(SubExpr))
4737       return false;
4738     // Bitcasts to cv void* are static_casts, not reinterpret_casts, so are
4739     // permitted in constant expressions in C++11. Bitcasts from cv void* are
4740     // also static_casts, but we disallow them as a resolution to DR1312.
4741     if (!E->getType()->isVoidPointerType()) {
4742       Result.Designator.setInvalid();
4743       if (SubExpr->getType()->isVoidPointerType())
4744         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast)
4745           << 3 << SubExpr->getType();
4746       else
4747         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
4748     }
4749     return true;
4750
4751   case CK_DerivedToBase:
4752   case CK_UncheckedDerivedToBase:
4753     if (!EvaluatePointer(E->getSubExpr(), Result, Info))
4754       return false;
4755     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
4756       return true;
4757
4758     // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
4759     // the derived class to the base class.
4760     return HandleLValueBasePath(Info, E, E->getSubExpr()->getType()->
4761                                   castAs<PointerType>()->getPointeeType(),
4762                                 Result);
4763
4764   case CK_BaseToDerived:
4765     if (!Visit(E->getSubExpr()))
4766       return false;
4767     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
4768       return true;
4769     return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
4770
4771   case CK_NullToPointer:
4772     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
4773     return ZeroInitialization(E);
4774
4775   case CK_IntegralToPointer: {
4776     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
4777
4778     APValue Value;
4779     if (!EvaluateIntegerOrLValue(SubExpr, Value, Info))
4780       break;
4781
4782     if (Value.isInt()) {
4783       unsigned Size = Info.Ctx.getTypeSize(E->getType());
4784       uint64_t N = Value.getInt().extOrTrunc(Size).getZExtValue();
4785       Result.Base = (Expr*)nullptr;
4786       Result.Offset = CharUnits::fromQuantity(N);
4787       Result.CallIndex = 0;
4788       Result.Designator.setInvalid();
4789       return true;
4790     } else {
4791       // Cast is of an lvalue, no need to change value.
4792       Result.setFrom(Info.Ctx, Value);
4793       return true;
4794     }
4795   }
4796   case CK_ArrayToPointerDecay:
4797     if (SubExpr->isGLValue()) {
4798       if (!EvaluateLValue(SubExpr, Result, Info))
4799         return false;
4800     } else {
4801       Result.set(SubExpr, Info.CurrentCall->Index);
4802       if (!EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(SubExpr, false),
4803                            Info, Result, SubExpr))
4804         return false;
4805     }
4806     // The result is a pointer to the first element of the array.
4807     if (const ConstantArrayType *CAT
4808           = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(SubExpr->getType()))
4809       Result.addArray(Info, E, CAT);
4810     else
4811       Result.Designator.setInvalid();
4812     return true;
4813
4814   case CK_FunctionToPointerDecay:
4815     return EvaluateLValue(SubExpr, Result, Info);
4816   }
4817
4818   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
4819 }
4820
4821 bool PointerExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
4822   if (IsStringLiteralCall(E))
4823     return Success(E);
4824
4825   switch (E->getBuiltinCallee()) {
4826   case Builtin::BI__builtin_addressof:
4827     return EvaluateLValue(E->getArg(0), Result, Info);
4828
4829   default:
4830     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
4831   }
4832 }
4833
4834 //===----------------------------------------------------------------------===//
4835 // Member Pointer Evaluation
4836 //===----------------------------------------------------------------------===//
4837
4838 namespace {
4839 class MemberPointerExprEvaluator
4840   : public ExprEvaluatorBase<MemberPointerExprEvaluator> {
4841   MemberPtr &Result;
4842
4843   bool Success(const ValueDecl *D) {
4844     Result = MemberPtr(D);
4845     return true;
4846   }
4847 public:
4848
4849   MemberPointerExprEvaluator(EvalInfo &Info, MemberPtr &Result)
4850     : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result) {}
4851
4852   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
4853     Result.setFrom(V);
4854     return true;
4855   }
4856   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
4857     return Success((const ValueDecl*)nullptr);
4858   }
4859
4860   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
4861   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
4862 };
4863 } // end anonymous namespace
4864
4865 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
4866                                   EvalInfo &Info) {
4867   assert(E->isRValue() && E->getType()->isMemberPointerType());
4868   return MemberPointerExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
4869 }
4870
4871 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4872   switch (E->getCastKind()) {
4873   default:
4874     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
4875
4876   case CK_NullToMemberPointer:
4877     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
4878     return ZeroInitialization(E);
4879
4880   case CK_BaseToDerivedMemberPointer: {
4881     if (!Visit(E->getSubExpr()))
4882       return false;
4883     if (E->path_empty())
4884       return true;
4885     // Base-to-derived member pointer casts store the path in derived-to-base
4886     // order, so iterate backwards. The CXXBaseSpecifier also provides us with
4887     // the wrong end of the derived->base arc, so stagger the path by one class.
4888     typedef std::reverse_iterator<CastExpr::path_const_iterator> ReverseIter;
4889     for (ReverseIter PathI(E->path_end() - 1), PathE(E->path_begin());
4890          PathI != PathE; ++PathI) {
4891       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
4892       const CXXRecordDecl *Derived = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
4893       if (!Result.castToDerived(Derived))
4894         return Error(E);
4895     }
4896     const Type *FinalTy = E->getType()->castAs<MemberPointerType>()->getClass();
4897     if (!Result.castToDerived(FinalTy->getAsCXXRecordDecl()))
4898       return Error(E);
4899     return true;
4900   }
4901
4902   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
4903     if (!Visit(E->getSubExpr()))
4904       return false;
4905     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
4906          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
4907       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
4908       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
4909       if (!Result.castToBase(Base))
4910         return Error(E);
4911     }
4912     return true;
4913   }
4914 }
4915
4916 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
4917   // C++11 [expr.unary.op]p3 has very strict rules on how the address of a
4918   // member can be formed.
4919   return Success(cast<DeclRefExpr>(E->getSubExpr())->getDecl());
4920 }
4921
4922 //===----------------------------------------------------------------------===//
4923 // Record Evaluation
4924 //===----------------------------------------------------------------------===//
4925
4926 namespace {
4927   class RecordExprEvaluator
4928   : public ExprEvaluatorBase<RecordExprEvaluator> {
4929     const LValue &This;
4930     APValue &Result;
4931   public:
4932
4933     RecordExprEvaluator(EvalInfo &info, const LValue &This, APValue &Result)
4934       : ExprEvaluatorBaseTy(info), This(This), Result(Result) {}
4935
4936     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
4937       Result = V;
4938       return true;
4939     }
4940     bool ZeroInitialization(const Expr *E);
4941
4942     bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
4943     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
4944     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E);
4945     bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E);
4946   };
4947 }
4948
4949 /// Perform zero-initialization on an object of non-union class type.
4950 /// C++11 [dcl.init]p5:
4951 ///  To zero-initialize an object or reference of type T means:
4952 ///    [...]
4953 ///    -- if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type,
4954 ///       each non-static data member and each base-class subobject is
4955 ///       zero-initialized
4956 static bool HandleClassZeroInitialization(EvalInfo &Info, const Expr *E,
4957                                           const RecordDecl *RD,
4958                                           const LValue &This, APValue &Result) {
4959   assert(!RD->isUnion() && "Expected non-union class type");
4960   const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
4961   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CD ? CD->getNumBases() : 0,
4962                    std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
4963
4964   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
4965   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
4966
4967   if (CD) {
4968     unsigned Index = 0;
4969     for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
4970            End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++Index) {
4971       const CXXRecordDecl *Base = I->getType()->getAsCXXRecordDecl();
4972       LValue Subobject = This;
4973       if (!HandleLValueDirectBase(Info, E, Subobject, CD, Base, &Layout))
4974         return false;
4975       if (!HandleClassZeroInitialization(Info, E, Base, Subobject,
4976                                          Result.getStructBase(Index)))
4977         return false;
4978     }
4979   }
4980
4981   for (const auto *I : RD->fields()) {
4982     // -- if T is a reference type, no initialization is performed.
4983     if (I->getType()->isReferenceType())
4984       continue;
4985
4986     LValue Subobject = This;
4987     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, I, &Layout))
4988       return false;
4989
4990     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
4991     if (!EvaluateInPlace(
4992           Result.getStructField(I->getFieldIndex()), Info, Subobject, &VIE))
4993       return false;
4994   }
4995
4996   return true;
4997 }
4998
4999 bool RecordExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
5000   const RecordDecl *RD = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
5001   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
5002   if (RD->isUnion()) {
5003     // C++11 [dcl.init]p5: If T is a (possibly cv-qualified) union type, the
5004     // object's first non-static named data member is zero-initialized
5005     RecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin();
5006     if (I == RD->field_end()) {
5007       Result = APValue((const FieldDecl*)nullptr);
5008       return true;
5009     }
5010
5011     LValue Subobject = This;
5012     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, *I))
5013       return false;
5014     Result = APValue(*I);
5015     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
5016     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, &VIE);
5017   }
5018
5019   if (isa<CXXRecordDecl>(RD) && cast<CXXRecordDecl>(RD)->getNumVBases()) {
5020     Info.Diag(E, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
5021     return false;
5022   }
5023
5024   return HandleClassZeroInitialization(Info, E, RD, This, Result);
5025 }
5026
5027 bool RecordExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5028   switch (E->getCastKind()) {
5029   default:
5030     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5031
5032   case CK_ConstructorConversion:
5033     return Visit(E->getSubExpr());
5034
5035   case CK_DerivedToBase:
5036   case CK_UncheckedDerivedToBase: {
5037     APValue DerivedObject;
5038     if (!Evaluate(DerivedObject, Info, E->getSubExpr()))
5039       return false;
5040     if (!DerivedObject.isStruct())
5041       return Error(E->getSubExpr());
5042
5043     // Derived-to-base rvalue conversion: just slice off the derived part.
5044     APValue *Value = &DerivedObject;
5045     const CXXRecordDecl *RD = E->getSubExpr()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
5046     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
5047          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
5048       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "record rvalue with virtual base");
5049       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
5050       Value = &Value->getStructBase(getBaseIndex(RD, Base));
5051       RD = Base;
5052     }
5053     Result = *Value;
5054     return true;
5055   }
5056   }
5057 }
5058
5059 bool RecordExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
5060   const RecordDecl *RD = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
5061   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
5062   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
5063
5064   if (RD->isUnion()) {
5065     const FieldDecl *Field = E->getInitializedFieldInUnion();
5066     Result = APValue(Field);
5067     if (!Field)
5068       return true;
5069
5070     // If the initializer list for a union does not contain any elements, the
5071     // first element of the union is value-initialized.
5072     // FIXME: The element should be initialized from an initializer list.
5073     //        Is this difference ever observable for initializer lists which
5074     //        we don't build?
5075     ImplicitValueInitExpr VIE(Field->getType());
5076     const Expr *InitExpr = E->getNumInits() ? E->getInit(0) : &VIE;
5077
5078     LValue Subobject = This;
5079     if (!HandleLValueMember(Info, InitExpr, Subobject, Field, &Layout))
5080       return false;
5081
5082     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
5083     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
5084                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(InitExpr));
5085
5086     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, InitExpr);
5087   }
5088
5089   assert((!isa<CXXRecordDecl>(RD) || !cast<CXXRecordDecl>(RD)->getNumBases()) &&
5090          "initializer list for class with base classes");
5091   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), 0,
5092                    std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
5093   unsigned ElementNo = 0;
5094   bool Success = true;
5095   for (const auto *Field : RD->fields()) {
5096     // Anonymous bit-fields are not considered members of the class for
5097     // purposes of aggregate initialization.
5098     if (Field->isUnnamedBitfield())
5099       continue;
5100
5101     LValue Subobject = This;
5102
5103     bool HaveInit = ElementNo < E->getNumInits();
5104
5105     // FIXME: Diagnostics here should point to the end of the initializer
5106     // list, not the start.
5107     if (!HandleLValueMember(Info, HaveInit ? E->getInit(ElementNo) : E,
5108                             Subobject, Field, &Layout))
5109       return false;
5110
5111     // Perform an implicit value-initialization for members beyond the end of
5112     // the initializer list.
5113     ImplicitValueInitExpr VIE(HaveInit ? Info.Ctx.IntTy : Field->getType());
5114     const Expr *Init = HaveInit ? E->getInit(ElementNo++) : &VIE;
5115
5116     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
5117     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
5118                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(Init));
5119
5120     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
5121     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init) ||
5122         (Field->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, Init,
5123                                                        FieldVal, Field))) {
5124       if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5125         return false;
5126       Success = false;
5127     }
5128   }
5129
5130   return Success;
5131 }
5132
5133 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
5134   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
5135   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
5136
5137   bool ZeroInit = E->requiresZeroInitialization();
5138   if (CheckTrivialDefaultConstructor(Info, E->getExprLoc(), FD, ZeroInit)) {
5139     // If we've already performed zero-initialization, we're already done.
5140     if (!Result.isUninit())
5141       return true;
5142
5143     // We can get here in two different ways:
5144     //  1) We're performing value-initialization, and should zero-initialize
5145     //     the object, or
5146     //  2) We're performing default-initialization of an object with a trivial
5147     //     constexpr default constructor, in which case we should start the
5148     //     lifetimes of all the base subobjects (there can be no data member
5149     //     subobjects in this case) per [basic.life]p1.
5150     // Either way, ZeroInitialization is appropriate.
5151     return ZeroInitialization(E);
5152   }
5153
5154   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
5155   FD->getBody(Definition);
5156
5157   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition))
5158     return false;
5159
5160   // Avoid materializing a temporary for an elidable copy/move constructor.
5161   if (E->isElidable() && !ZeroInit)
5162     if (const MaterializeTemporaryExpr *ME
5163           = dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(E->getArg(0)))
5164       return Visit(ME->GetTemporaryExpr());
5165
5166   if (ZeroInit && !ZeroInitialization(E))
5167     return false;
5168
5169   ArrayRef<const Expr *> Args(E->getArgs(), E->getNumArgs());
5170   return HandleConstructorCall(E->getExprLoc(), This, Args,
5171                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
5172                                Result);
5173 }
5174
5175 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXStdInitializerListExpr(
5176     const CXXStdInitializerListExpr *E) {
5177   const ConstantArrayType *ArrayType =
5178       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getSubExpr()->getType());
5179
5180   LValue Array;
5181   if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), Array, Info))
5182     return false;
5183
5184   // Get a pointer to the first element of the array.
5185   Array.addArray(Info, E, ArrayType);
5186
5187   // FIXME: Perform the checks on the field types in SemaInit.
5188   RecordDecl *Record = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
5189   RecordDecl::field_iterator Field = Record->field_begin();
5190   if (Field == Record->field_end())
5191     return Error(E);
5192
5193   // Start pointer.
5194   if (!Field->getType()->isPointerType() ||
5195       !Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
5196                             ArrayType->getElementType()))
5197     return Error(E);
5198
5199   // FIXME: What if the initializer_list type has base classes, etc?
5200   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), 0, 2);
5201   Array.moveInto(Result.getStructField(0));
5202
5203   if (++Field == Record->field_end())
5204     return Error(E);
5205
5206   if (Field->getType()->isPointerType() &&
5207       Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
5208                            ArrayType->getElementType())) {
5209     // End pointer.
5210     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Array,
5211                                      ArrayType->getElementType(),
5212                                      ArrayType->getSize().getZExtValue()))
5213       return false;
5214     Array.moveInto(Result.getStructField(1));
5215   } else if (Info.Ctx.hasSameType(Field->getType(), Info.Ctx.getSizeType()))
5216     // Length.
5217     Result.getStructField(1) = APValue(APSInt(ArrayType->getSize()));
5218   else
5219     return Error(E);
5220
5221   if (++Field != Record->field_end())
5222     return Error(E);
5223
5224   return true;
5225 }
5226
5227 static bool EvaluateRecord(const Expr *E, const LValue &This,
5228                            APValue &Result, EvalInfo &Info) {
5229   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType() &&
5230          "can't evaluate expression as a record rvalue");
5231   return RecordExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
5232 }
5233
5234 //===----------------------------------------------------------------------===//
5235 // Temporary Evaluation
5236 //
5237 // Temporaries are represented in the AST as rvalues, but generally behave like
5238 // lvalues. The full-object of which the temporary is a subobject is implicitly
5239 // materialized so that a reference can bind to it.
5240 //===----------------------------------------------------------------------===//
5241 namespace {
5242 class TemporaryExprEvaluator
5243   : public LValueExprEvaluatorBase<TemporaryExprEvaluator> {
5244 public:
5245   TemporaryExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result) :
5246     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result) {}
5247
5248   /// Visit an expression which constructs the value of this temporary.
5249   bool VisitConstructExpr(const Expr *E) {
5250     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
5251     return EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(E, false),
5252                            Info, Result, E);
5253   }
5254
5255   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5256     switch (E->getCastKind()) {
5257     default:
5258       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5259
5260     case CK_ConstructorConversion:
5261       return VisitConstructExpr(E->getSubExpr());
5262     }
5263   }
5264   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
5265     return VisitConstructExpr(E);
5266   }
5267   bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
5268     return VisitConstructExpr(E);
5269   }
5270   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
5271     return VisitConstructExpr(E);
5272   }
5273 };
5274 } // end anonymous namespace
5275
5276 /// Evaluate an expression of record type as a temporary.
5277 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info) {
5278   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType());
5279   return TemporaryExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
5280 }
5281
5282 //===----------------------------------------------------------------------===//
5283 // Vector Evaluation
5284 //===----------------------------------------------------------------------===//
5285
5286 namespace {
5287   class VectorExprEvaluator
5288   : public ExprEvaluatorBase<VectorExprEvaluator> {
5289     APValue &Result;
5290   public:
5291
5292     VectorExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &Result)
5293       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
5294
5295     bool Success(const ArrayRef<APValue> &V, const Expr *E) {
5296       assert(V.size() == E->getType()->castAs<VectorType>()->getNumElements());
5297       // FIXME: remove this APValue copy.
5298       Result = APValue(V.data(), V.size());
5299       return true;
5300     }
5301     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5302       assert(V.isVector());
5303       Result = V;
5304       return true;
5305     }
5306     bool ZeroInitialization(const Expr *E);
5307
5308     bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E)
5309       { return Visit(E->getSubExpr()); }
5310     bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
5311     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
5312     bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
5313     // FIXME: Missing: unary -, unary ~, binary add/sub/mul/div,
5314     //                 binary comparisons, binary and/or/xor,
5315     //                 shufflevector, ExtVectorElementExpr
5316   };
5317 } // end anonymous namespace
5318
5319 static bool EvaluateVector(const Expr* E, APValue& Result, EvalInfo &Info) {
5320   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVectorType() &&"not a vector rvalue");
5321   return VectorExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
5322 }
5323
5324 bool VectorExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr* E) {
5325   const VectorType *VTy = E->getType()->castAs<VectorType>();
5326   unsigned NElts = VTy->getNumElements();
5327
5328   const Expr *SE = E->getSubExpr();
5329   QualType SETy = SE->getType();
5330
5331   switch (E->getCastKind()) {
5332   case CK_VectorSplat: {
5333     APValue Val = APValue();
5334     if (SETy->isIntegerType()) {
5335       APSInt IntResult;
5336       if (!EvaluateInteger(SE, IntResult, Info))
5337          return false;
5338       Val = APValue(IntResult);
5339     } else if (SETy->isRealFloatingType()) {
5340        APFloat F(0.0);
5341        if (!EvaluateFloat(SE, F, Info))
5342          return false;
5343        Val = APValue(F);
5344     } else {
5345       return Error(E);
5346     }
5347
5348     // Splat and create vector APValue.
5349     SmallVector<APValue, 4> Elts(NElts, Val);
5350     return Success(Elts, E);
5351   }
5352   case CK_BitCast: {
5353     // Evaluate the operand into an APInt we can extract from.
5354     llvm::APInt SValInt;
5355     if (!EvalAndBitcastToAPInt(Info, SE, SValInt))
5356       return false;
5357     // Extract the elements
5358     QualType EltTy = VTy->getElementType();
5359     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
5360     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
5361     SmallVector<APValue, 4> Elts;
5362     if (EltTy->isRealFloatingType()) {
5363       const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy);
5364       unsigned FloatEltSize = EltSize;
5365       if (&Sem == &APFloat::x87DoubleExtended)
5366         FloatEltSize = 80;
5367       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
5368         llvm::APInt Elt;
5369         if (BigEndian)
5370           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+FloatEltSize).trunc(FloatEltSize);
5371         else
5372           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).trunc(FloatEltSize);
5373         Elts.push_back(APValue(APFloat(Sem, Elt)));
5374       }
5375     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
5376       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
5377         llvm::APInt Elt;
5378         if (BigEndian)
5379           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
5380         else
5381           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
5382         Elts.push_back(APValue(APSInt(Elt, EltTy->isSignedIntegerType())));
5383       }
5384     } else {
5385       return Error(E);
5386     }
5387     return Success(Elts, E);
5388   }
5389   default:
5390     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5391   }
5392 }
5393
5394 bool
5395 VectorExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
5396   const VectorType *VT = E->getType()->castAs<VectorType>();
5397   unsigned NumInits = E->getNumInits();
5398   unsigned NumElements = VT->getNumElements();
5399
5400   QualType EltTy = VT->getElementType();
5401   SmallVector<APValue, 4> Elements;
5402
5403   // The number of initializers can be less than the number of
5404   // vector elements. For OpenCL, this can be due to nested vector
5405   // initialization. For GCC compatibility, missing trailing elements 
5406   // should be initialized with zeroes.
5407   unsigned CountInits = 0, CountElts = 0;
5408   while (CountElts < NumElements) {
5409     // Handle nested vector initialization.
5410     if (CountInits < NumInits 
5411         && E->getInit(CountInits)->getType()->isVectorType()) {
5412       APValue v;
5413       if (!EvaluateVector(E->getInit(CountInits), v, Info))
5414         return Error(E);
5415       unsigned vlen = v.getVectorLength();
5416       for (unsigned j = 0; j < vlen; j++) 
5417         Elements.push_back(v.getVectorElt(j));
5418       CountElts += vlen;
5419     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
5420       llvm::APSInt sInt(32);
5421       if (CountInits < NumInits) {
5422         if (!EvaluateInteger(E->getInit(CountInits), sInt, Info))
5423           return false;
5424       } else // trailing integer zero.
5425         sInt = Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy);
5426       Elements.push_back(APValue(sInt));
5427       CountElts++;
5428     } else {
5429       llvm::APFloat f(0.0);
5430       if (CountInits < NumInits) {
5431         if (!EvaluateFloat(E->getInit(CountInits), f, Info))
5432           return false;
5433       } else // trailing float zero.
5434         f = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy));
5435       Elements.push_back(APValue(f));
5436       CountElts++;
5437     }
5438     CountInits++;
5439   }
5440   return Success(Elements, E);
5441 }
5442
5443 bool
5444 VectorExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
5445   const VectorType *VT = E->getType()->getAs<VectorType>();
5446   QualType EltTy = VT->getElementType();
5447   APValue ZeroElement;
5448   if (EltTy->isIntegerType())
5449     ZeroElement = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy));
5450   else
5451     ZeroElement =
5452         APValue(APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy)));
5453
5454   SmallVector<APValue, 4> Elements(VT->getNumElements(), ZeroElement);
5455   return Success(Elements, E);
5456 }
5457
5458 bool VectorExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
5459   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
5460   return ZeroInitialization(E);
5461 }
5462
5463 //===----------------------------------------------------------------------===//
5464 // Array Evaluation
5465 //===----------------------------------------------------------------------===//
5466
5467 namespace {
5468   class ArrayExprEvaluator
5469   : public ExprEvaluatorBase<ArrayExprEvaluator> {
5470     const LValue &This;
5471     APValue &Result;
5472   public:
5473
5474     ArrayExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue &This, APValue &Result)
5475       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
5476
5477     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5478       assert((V.isArray() || V.isLValue()) &&
5479              "expected array or string literal");
5480       Result = V;
5481       return true;
5482     }
5483
5484     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
5485       const ConstantArrayType *CAT =
5486           Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
5487       if (!CAT)
5488         return Error(E);
5489
5490       Result = APValue(APValue::UninitArray(), 0,
5491                        CAT->getSize().getZExtValue());
5492       if (!Result.hasArrayFiller()) return true;
5493
5494       // Zero-initialize all elements.
5495       LValue Subobject = This;
5496       Subobject.addArray(Info, E, CAT);
5497       ImplicitValueInitExpr VIE(CAT->getElementType());
5498       return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject, &VIE);
5499     }
5500
5501     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
5502     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E);
5503     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
5504                                const LValue &Subobject,
5505                                APValue *Value, QualType Type);
5506   };
5507 } // end anonymous namespace
5508
5509 static bool EvaluateArray(const Expr *E, const LValue &This,
5510                           APValue &Result, EvalInfo &Info) {
5511   assert(E->isRValue() && E->getType()->isArrayType() && "not an array rvalue");
5512   return ArrayExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
5513 }
5514
5515 bool ArrayExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
5516   const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
5517   if (!CAT)
5518     return Error(E);
5519
5520   // C++11 [dcl.init.string]p1: A char array [...] can be initialized by [...]
5521   // an appropriately-typed string literal enclosed in braces.
5522   if (E->isStringLiteralInit()) {
5523     LValue LV;
5524     if (!EvaluateLValue(E->getInit(0), LV, Info))
5525       return false;
5526     APValue Val;
5527     LV.moveInto(Val);
5528     return Success(Val, E);
5529   }
5530
5531   bool Success = true;
5532
5533   assert((!Result.isArray() || Result.getArrayInitializedElts() == 0) &&
5534          "zero-initialized array shouldn't have any initialized elts");
5535   APValue Filler;
5536   if (Result.isArray() && Result.hasArrayFiller())
5537     Filler = Result.getArrayFiller();
5538
5539   unsigned NumEltsToInit = E->getNumInits();
5540   unsigned NumElts = CAT->getSize().getZExtValue();
5541   const Expr *FillerExpr = E->hasArrayFiller() ? E->getArrayFiller() : nullptr;
5542
5543   // If the initializer might depend on the array index, run it for each
5544   // array element. For now, just whitelist non-class value-initialization.
5545   if (NumEltsToInit != NumElts && !isa<ImplicitValueInitExpr>(FillerExpr))
5546     NumEltsToInit = NumElts;
5547
5548   Result = APValue(APValue::UninitArray(), NumEltsToInit, NumElts);
5549
5550   // If the array was previously zero-initialized, preserve the
5551   // zero-initialized values.
5552   if (!Filler.isUninit()) {
5553     for (unsigned I = 0, E = Result.getArrayInitializedElts(); I != E; ++I)
5554       Result.getArrayInitializedElt(I) = Filler;
5555     if (Result.hasArrayFiller())
5556       Result.getArrayFiller() = Filler;
5557   }
5558
5559   LValue Subobject = This;
5560   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
5561   for (unsigned Index = 0; Index != NumEltsToInit; ++Index) {
5562     const Expr *Init =
5563         Index < E->getNumInits() ? E->getInit(Index) : FillerExpr;
5564     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
5565                          Info, Subobject, Init) ||
5566         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, Init, Subobject,
5567                                      CAT->getElementType(), 1)) {
5568       if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5569         return false;
5570       Success = false;
5571     }
5572   }
5573
5574   if (!Result.hasArrayFiller())
5575     return Success;
5576
5577   // If we get here, we have a trivial filler, which we can just evaluate
5578   // once and splat over the rest of the array elements.
5579   assert(FillerExpr && "no array filler for incomplete init list");
5580   return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject,
5581                          FillerExpr) && Success;
5582 }
5583
5584 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
5585   return VisitCXXConstructExpr(E, This, &Result, E->getType());
5586 }
5587
5588 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
5589                                                const LValue &Subobject,
5590                                                APValue *Value,
5591                                                QualType Type) {
5592   bool HadZeroInit = !Value->isUninit();
5593
5594   if (const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(Type)) {
5595     unsigned N = CAT->getSize().getZExtValue();
5596
5597     // Preserve the array filler if we had prior zero-initialization.
5598     APValue Filler =
5599       HadZeroInit && Value->hasArrayFiller() ? Value->getArrayFiller()
5600                                              : APValue();
5601
5602     *Value = APValue(APValue::UninitArray(), N, N);
5603
5604     if (HadZeroInit)
5605       for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
5606         Value->getArrayInitializedElt(I) = Filler;
5607
5608     // Initialize the elements.
5609     LValue ArrayElt = Subobject;
5610     ArrayElt.addArray(Info, E, CAT);
5611     for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
5612       if (!VisitCXXConstructExpr(E, ArrayElt, &Value->getArrayInitializedElt(I),
5613                                  CAT->getElementType()) ||
5614           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, ArrayElt,
5615                                        CAT->getElementType(), 1))
5616         return false;
5617
5618     return true;
5619   }
5620
5621   if (!Type->isRecordType())
5622     return Error(E);
5623
5624   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
5625
5626   bool ZeroInit = E->requiresZeroInitialization();
5627   if (CheckTrivialDefaultConstructor(Info, E->getExprLoc(), FD, ZeroInit)) {
5628     if (HadZeroInit)
5629       return true;
5630
5631     // See RecordExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr for explanation.
5632     ImplicitValueInitExpr VIE(Type);
5633     return EvaluateInPlace(*Value, Info, Subobject, &VIE);
5634   }
5635
5636   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
5637   FD->getBody(Definition);
5638
5639   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition))
5640     return false;
5641
5642   if (ZeroInit && !HadZeroInit) {
5643     ImplicitValueInitExpr VIE(Type);
5644     if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Subobject, &VIE))
5645       return false;
5646   }
5647
5648   ArrayRef<const Expr *> Args(E->getArgs(), E->getNumArgs());
5649   return HandleConstructorCall(E->getExprLoc(), Subobject, Args,
5650                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition),
5651                                Info, *Value);
5652 }
5653
5654 //===----------------------------------------------------------------------===//
5655 // Integer Evaluation
5656 //
5657 // As a GNU extension, we support casting pointers to sufficiently-wide integer
5658 // types and back in constant folding. Integer values are thus represented
5659 // either as an integer-valued APValue, or as an lvalue-valued APValue.
5660 //===----------------------------------------------------------------------===//
5661
5662 namespace {
5663 class IntExprEvaluator
5664   : public ExprEvaluatorBase<IntExprEvaluator> {
5665   APValue &Result;
5666 public:
5667   IntExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &result)
5668     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
5669
5670   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E, APValue &Result) {
5671     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
5672            "Invalid evaluation result.");
5673     assert(SI.isSigned() == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType() &&
5674            "Invalid evaluation result.");
5675     assert(SI.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
5676            "Invalid evaluation result.");
5677     Result = APValue(SI);
5678     return true;
5679   }
5680   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E) {
5681     return Success(SI, E, Result);
5682   }
5683
5684   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E, APValue &Result) {
5685     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
5686            "Invalid evaluation result.");
5687     assert(I.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
5688            "Invalid evaluation result.");
5689     Result = APValue(APSInt(I));
5690     Result.getInt().setIsUnsigned(
5691                             E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
5692     return true;
5693   }
5694   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E) {
5695     return Success(I, E, Result);
5696   }
5697
5698   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
5699     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
5700            "Invalid evaluation result.");
5701     Result = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(Value, E->getType()));
5702     return true;
5703   }
5704   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E) {
5705     return Success(Value, E, Result);
5706   }
5707
5708   bool Success(CharUnits Size, const Expr *E) {
5709     return Success(Size.getQuantity(), E);
5710   }
5711
5712   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5713     if (V.isLValue() || V.isAddrLabelDiff()) {
5714       Result = V;
5715       return true;
5716     }
5717     return Success(V.getInt(), E);
5718   }
5719
5720   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Success(0, E); }
5721
5722   //===--------------------------------------------------------------------===//
5723   //                            Visitor Methods
5724   //===--------------------------------------------------------------------===//
5725
5726   bool VisitIntegerLiteral(const IntegerLiteral *E) {
5727     return Success(E->getValue(), E);
5728   }
5729   bool VisitCharacterLiteral(const CharacterLiteral *E) {
5730     return Success(E->getValue(), E);
5731   }
5732
5733   bool CheckReferencedDecl(const Expr *E, const Decl *D);
5734   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
5735     if (CheckReferencedDecl(E, E->getDecl()))
5736       return true;
5737
5738     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitDeclRefExpr(E);
5739   }
5740   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
5741     if (CheckReferencedDecl(E, E->getMemberDecl())) {
5742       VisitIgnoredValue(E->getBase());
5743       return true;
5744     }
5745
5746     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
5747   }
5748
5749   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
5750   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
5751   bool VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *E);
5752   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
5753
5754   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
5755   bool VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E);
5756
5757   bool VisitCXXBoolLiteralExpr(const CXXBoolLiteralExpr *E) {
5758     return Success(E->getValue(), E);
5759   }
5760
5761   bool VisitObjCBoolLiteralExpr(const ObjCBoolLiteralExpr *E) {
5762     return Success(E->getValue(), E);
5763   }
5764     
5765   // Note, GNU defines __null as an integer, not a pointer.
5766   bool VisitGNUNullExpr(const GNUNullExpr *E) {
5767     return ZeroInitialization(E);
5768   }
5769
5770   bool VisitTypeTraitExpr(const TypeTraitExpr *E) {
5771     return Success(E->getValue(), E);
5772   }
5773
5774   bool VisitArrayTypeTraitExpr(const ArrayTypeTraitExpr *E) {
5775     return Success(E->getValue(), E);
5776   }
5777
5778   bool VisitExpressionTraitExpr(const ExpressionTraitExpr *E) {
5779     return Success(E->getValue(), E);
5780   }
5781
5782   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
5783   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
5784
5785   bool VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E);
5786   bool VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E);
5787
5788 private:
5789   CharUnits GetAlignOfExpr(const Expr *E);
5790   CharUnits GetAlignOfType(QualType T);
5791   static QualType GetObjectType(APValue::LValueBase B);
5792   bool TryEvaluateBuiltinObjectSize(const CallExpr *E);
5793   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
5794 };
5795 } // end anonymous namespace
5796
5797 /// EvaluateIntegerOrLValue - Evaluate an rvalue integral-typed expression, and
5798 /// produce either the integer value or a pointer.
5799 ///
5800 /// GCC has a heinous extension which folds casts between pointer types and
5801 /// pointer-sized integral types. We support this by allowing the evaluation of
5802 /// an integer rvalue to produce a pointer (represented as an lvalue) instead.
5803 /// Some simple arithmetic on such values is supported (they are treated much
5804 /// like char*).
5805 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
5806                                     EvalInfo &Info) {
5807   assert(E->isRValue() && E->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
5808   return IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
5809 }
5810
5811 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info) {
5812   APValue Val;
5813   if (!EvaluateIntegerOrLValue(E, Val, Info))
5814     return false;
5815   if (!Val.isInt()) {
5816     // FIXME: It would be better to produce the diagnostic for casting
5817     //        a pointer to an integer.
5818     Info.Diag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
5819     return false;
5820   }
5821   Result = Val.getInt();
5822   return true;
5823 }
5824
5825 /// Check whether the given declaration can be directly converted to an integral
5826 /// rvalue. If not, no diagnostic is produced; there are other things we can
5827 /// try.
5828 bool IntExprEvaluator::CheckReferencedDecl(const Expr* E, const Decl* D) {
5829   // Enums are integer constant exprs.
5830   if (const EnumConstantDecl *ECD = dyn_cast<EnumConstantDecl>(D)) {
5831     // Check for signedness/width mismatches between E type and ECD value.
5832     bool SameSign = (ECD->getInitVal().isSigned()
5833                      == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType());
5834     bool SameWidth = (ECD->getInitVal().getBitWidth()
5835                       == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
5836     if (SameSign && SameWidth)
5837       return Success(ECD->getInitVal(), E);
5838     else {
5839       // Get rid of mismatch (otherwise Success assertions will fail)
5840       // by computing a new value matching the type of E.
5841       llvm::APSInt Val = ECD->getInitVal();
5842       if (!SameSign)
5843         Val.setIsSigned(!ECD->getInitVal().isSigned());
5844       if (!SameWidth)
5845         Val = Val.extOrTrunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
5846       return Success(Val, E);
5847     }
5848   }
5849   return false;
5850 }
5851
5852 /// EvaluateBuiltinClassifyType - Evaluate __builtin_classify_type the same way
5853 /// as GCC.
5854 static int EvaluateBuiltinClassifyType(const CallExpr *E) {
5855   // The following enum mimics the values returned by GCC.
5856   // FIXME: Does GCC differ between lvalue and rvalue references here?
5857   enum gcc_type_class {
5858     no_type_class = -1,
5859     void_type_class, integer_type_class, char_type_class,
5860     enumeral_type_class, boolean_type_class,
5861     pointer_type_class, reference_type_class, offset_type_class,
5862     real_type_class, complex_type_class,
5863     function_type_class, method_type_class,
5864     record_type_class, union_type_class,
5865     array_type_class, string_type_class,
5866     lang_type_class
5867   };
5868
5869   // If no argument was supplied, default to "no_type_class". This isn't
5870   // ideal, however it is what gcc does.
5871   if (E->getNumArgs() == 0)
5872     return no_type_class;
5873
5874   QualType ArgTy = E->getArg(0)->getType();
5875   if (ArgTy->isVoidType())
5876     return void_type_class;
5877   else if (ArgTy->isEnumeralType())
5878     return enumeral_type_class;
5879   else if (ArgTy->isBooleanType())
5880     return boolean_type_class;
5881   else if (ArgTy->isCharType())
5882     return string_type_class; // gcc doesn't appear to use char_type_class
5883   else if (ArgTy->isIntegerType())
5884     return integer_type_class;
5885   else if (ArgTy->isPointerType())
5886     return pointer_type_class;
5887   else if (ArgTy->isReferenceType())
5888     return reference_type_class;
5889   else if (ArgTy->isRealType())
5890     return real_type_class;
5891   else if (ArgTy->isComplexType())
5892     return complex_type_class;
5893   else if (ArgTy->isFunctionType())
5894     return function_type_class;
5895   else if (ArgTy->isStructureOrClassType())
5896     return record_type_class;
5897   else if (ArgTy->isUnionType())
5898     return union_type_class;
5899   else if (ArgTy->isArrayType())
5900     return array_type_class;
5901   else if (ArgTy->isUnionType())
5902     return union_type_class;
5903   else  // FIXME: offset_type_class, method_type_class, & lang_type_class?
5904     llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
5905 }
5906
5907 /// EvaluateBuiltinConstantPForLValue - Determine the result of
5908 /// __builtin_constant_p when applied to the given lvalue.
5909 ///
5910 /// An lvalue is only "constant" if it is a pointer or reference to the first
5911 /// character of a string literal.
5912 template<typename LValue>
5913 static bool EvaluateBuiltinConstantPForLValue(const LValue &LV) {
5914   const Expr *E = LV.getLValueBase().template dyn_cast<const Expr*>();
5915   return E && isa<StringLiteral>(E) && LV.getLValueOffset().isZero();
5916 }
5917
5918 /// EvaluateBuiltinConstantP - Evaluate __builtin_constant_p as similarly to
5919 /// GCC as we can manage.
5920 static bool EvaluateBuiltinConstantP(ASTContext &Ctx, const Expr *Arg) {
5921   QualType ArgType = Arg->getType();
5922
5923   // __builtin_constant_p always has one operand. The rules which gcc follows
5924   // are not precisely documented, but are as follows:
5925   //
5926   //  - If the operand is of integral, floating, complex or enumeration type,
5927   //    and can be folded to a known value of that type, it returns 1.
5928   //  - If the operand and can be folded to a pointer to the first character
5929   //    of a string literal (or such a pointer cast to an integral type), it
5930   //    returns 1.
5931   //
5932   // Otherwise, it returns 0.
5933   //
5934   // FIXME: GCC also intends to return 1 for literals of aggregate types, but
5935   // its support for this does not currently work.
5936   if (ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
5937     Expr::EvalResult Result;
5938     if (!Arg->EvaluateAsRValue(Result, Ctx) || Result.HasSideEffects)
5939       return false;
5940
5941     APValue &V = Result.Val;
5942     if (V.getKind() == APValue::Int)
5943       return true;
5944
5945     return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(V);
5946   } else if (ArgType->isFloatingType() || ArgType->isAnyComplexType()) {
5947     return Arg->isEvaluatable(Ctx);
5948   } else if (ArgType->isPointerType() || Arg->isGLValue()) {
5949     LValue LV;
5950     Expr::EvalStatus Status;
5951     EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
5952     if ((Arg->isGLValue() ? EvaluateLValue(Arg, LV, Info)
5953                           : EvaluatePointer(Arg, LV, Info)) &&
5954         !Status.HasSideEffects)
5955       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(LV);
5956   }
5957
5958   // Anything else isn't considered to be sufficiently constant.
5959   return false;
5960 }
5961
5962 /// Retrieves the "underlying object type" of the given expression,
5963 /// as used by __builtin_object_size.
5964 QualType IntExprEvaluator::GetObjectType(APValue::LValueBase B) {
5965   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
5966     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
5967       return VD->getType();
5968   } else if (const Expr *E = B.get<const Expr*>()) {
5969     if (isa<CompoundLiteralExpr>(E))
5970       return E->getType();
5971   }
5972
5973   return QualType();
5974 }
5975
5976 bool IntExprEvaluator::TryEvaluateBuiltinObjectSize(const CallExpr *E) {
5977   LValue Base;
5978
5979   {
5980     // The operand of __builtin_object_size is never evaluated for side-effects.
5981     // If there are any, but we can determine the pointed-to object anyway, then
5982     // ignore the side-effects.
5983     SpeculativeEvaluationRAII SpeculativeEval(Info);
5984     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), Base, Info))
5985       return false;
5986   }
5987
5988   // If we can prove the base is null, lower to zero now.
5989   if (!Base.getLValueBase()) return Success(0, E);
5990
5991   QualType T = GetObjectType(Base.getLValueBase());
5992   if (T.isNull() ||
5993       T->isIncompleteType() ||
5994       T->isFunctionType() ||
5995       T->isVariablyModifiedType() ||
5996       T->isDependentType())
5997     return Error(E);
5998
5999   CharUnits Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(T);
6000   CharUnits Offset = Base.getLValueOffset();
6001
6002   if (!Offset.isNegative() && Offset <= Size)
6003     Size -= Offset;
6004   else
6005     Size = CharUnits::Zero();
6006   return Success(Size, E);
6007 }
6008
6009 bool IntExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6010   switch (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee()) {
6011   default:
6012     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
6013
6014   case Builtin::BI__builtin_object_size: {
6015     if (TryEvaluateBuiltinObjectSize(E))
6016       return true;
6017
6018     // If evaluating the argument has side-effects, we can't determine the size
6019     // of the object, and so we lower it to unknown now. CodeGen relies on us to
6020     // handle all cases where the expression has side-effects.
6021     if (E->getArg(0)->HasSideEffects(Info.Ctx)) {
6022       if (E->getArg(1)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue() <= 1)
6023         return Success(-1ULL, E);
6024       return Success(0, E);
6025     }
6026
6027     // Expression had no side effects, but we couldn't statically determine the
6028     // size of the referenced object.
6029     switch (Info.EvalMode) {
6030     case EvalInfo::EM_ConstantExpression:
6031     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression:
6032     case EvalInfo::EM_ConstantFold:
6033     case EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow:
6034     case EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects:
6035       return Error(E);
6036     case EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated:
6037     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
6038       return Success(-1ULL, E);
6039     }
6040   }
6041
6042   case Builtin::BI__builtin_bswap16:
6043   case Builtin::BI__builtin_bswap32:
6044   case Builtin::BI__builtin_bswap64: {
6045     APSInt Val;
6046     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
6047       return false;
6048
6049     return Success(Val.byteSwap(), E);
6050   }
6051
6052   case Builtin::BI__builtin_classify_type:
6053     return Success(EvaluateBuiltinClassifyType(E), E);
6054
6055   // FIXME: BI__builtin_clrsb
6056   // FIXME: BI__builtin_clrsbl
6057   // FIXME: BI__builtin_clrsbll
6058
6059   case Builtin::BI__builtin_clz:
6060   case Builtin::BI__builtin_clzl:
6061   case Builtin::BI__builtin_clzll:
6062   case Builtin::BI__builtin_clzs: {
6063     APSInt Val;
6064     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
6065       return false;
6066     if (!Val)
6067       return Error(E);
6068
6069     return Success(Val.countLeadingZeros(), E);
6070   }
6071
6072   case Builtin::BI__builtin_constant_p:
6073     return Success(EvaluateBuiltinConstantP(Info.Ctx, E->getArg(0)), E);
6074
6075   case Builtin::BI__builtin_ctz:
6076   case Builtin::BI__builtin_ctzl:
6077   case Builtin::BI__builtin_ctzll:
6078   case Builtin::BI__builtin_ctzs: {
6079     APSInt Val;
6080     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
6081       return false;
6082     if (!Val)
6083       return Error(E);
6084
6085     return Success(Val.countTrailingZeros(), E);
6086   }
6087
6088   case Builtin::BI__builtin_eh_return_data_regno: {
6089     int Operand = E->getArg(0)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
6090     Operand = Info.Ctx.getTargetInfo().getEHDataRegisterNumber(Operand);
6091     return Success(Operand, E);
6092   }
6093
6094   case Builtin::BI__builtin_expect:
6095     return Visit(E->getArg(0));
6096
6097   case Builtin::BI__builtin_ffs:
6098   case Builtin::BI__builtin_ffsl:
6099   case Builtin::BI__builtin_ffsll: {
6100     APSInt Val;
6101     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
6102       return false;
6103
6104     unsigned N = Val.countTrailingZeros();
6105     return Success(N == Val.getBitWidth() ? 0 : N + 1, E);
6106   }
6107
6108   case Builtin::BI__builtin_fpclassify: {
6109     APFloat Val(0.0);
6110     if (!EvaluateFloat(E->getArg(5), Val, Info))
6111       return false;
6112     unsigned Arg;
6113     switch (Val.getCategory()) {
6114     case APFloat::fcNaN: Arg = 0; break;
6115     case APFloat::fcInfinity: Arg = 1; break;
6116     case APFloat::fcNormal: Arg = Val.isDenormal() ? 3 : 2; break;
6117     case APFloat::fcZero: Arg = 4; break;
6118     }
6119     return Visit(E->getArg(Arg));
6120   }
6121
6122   case Builtin::BI__builtin_isinf_sign: {
6123     APFloat Val(0.0);
6124     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
6125            Success(Val.isInfinity() ? (Val.isNegative() ? -1 : 1) : 0, E);
6126   }
6127
6128   case Builtin::BI__builtin_isinf: {
6129     APFloat Val(0.0);
6130     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
6131            Success(Val.isInfinity() ? 1 : 0, E);
6132   }
6133
6134   case Builtin::BI__builtin_isfinite: {
6135     APFloat Val(0.0);
6136     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
6137            Success(Val.isFinite() ? 1 : 0, E);
6138   }
6139
6140   case Builtin::BI__builtin_isnan: {
6141     APFloat Val(0.0);
6142     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
6143            Success(Val.isNaN() ? 1 : 0, E);
6144   }
6145
6146   case Builtin::BI__builtin_isnormal: {
6147     APFloat Val(0.0);
6148     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
6149            Success(Val.isNormal() ? 1 : 0, E);
6150   }
6151
6152   case Builtin::BI__builtin_parity:
6153   case Builtin::BI__builtin_parityl:
6154   case Builtin::BI__builtin_parityll: {
6155     APSInt Val;
6156     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
6157       return false;
6158
6159     return Success(Val.countPopulation() % 2, E);
6160   }
6161
6162   case Builtin::BI__builtin_popcount:
6163   case Builtin::BI__builtin_popcountl:
6164   case Builtin::BI__builtin_popcountll: {
6165     APSInt Val;
6166     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
6167       return false;
6168
6169     return Success(Val.countPopulation(), E);
6170   }
6171
6172   case Builtin::BIstrlen:
6173     // A call to strlen is not a constant expression.
6174     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
6175       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
6176         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0 << "'strlen'";
6177     else
6178       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
6179     // Fall through.
6180   case Builtin::BI__builtin_strlen: {
6181     // As an extension, we support __builtin_strlen() as a constant expression,
6182     // and support folding strlen() to a constant.
6183     LValue String;
6184     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String, Info))
6185       return false;
6186
6187     // Fast path: if it's a string literal, search the string value.
6188     if (const StringLiteral *S = dyn_cast_or_null<StringLiteral>(
6189             String.getLValueBase().dyn_cast<const Expr *>())) {
6190       // The string literal may have embedded null characters. Find the first
6191       // one and truncate there.
6192       StringRef Str = S->getBytes();
6193       int64_t Off = String.Offset.getQuantity();
6194       if (Off >= 0 && (uint64_t)Off <= (uint64_t)Str.size() &&
6195           S->getCharByteWidth() == 1) {
6196         Str = Str.substr(Off);
6197
6198         StringRef::size_type Pos = Str.find(0);
6199         if (Pos != StringRef::npos)
6200           Str = Str.substr(0, Pos);
6201
6202         return Success(Str.size(), E);
6203       }
6204
6205       // Fall through to slow path to issue appropriate diagnostic.
6206     }
6207
6208     // Slow path: scan the bytes of the string looking for the terminating 0.
6209     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
6210     for (uint64_t Strlen = 0; /**/; ++Strlen) {
6211       APValue Char;
6212       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String, Char) ||
6213           !Char.isInt())
6214         return false;
6215       if (!Char.getInt())
6216         return Success(Strlen, E);
6217       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String, CharTy, 1))
6218         return false;
6219     }
6220   }
6221
6222   case Builtin::BI__atomic_always_lock_free:
6223   case Builtin::BI__atomic_is_lock_free:
6224   case Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free: {
6225     APSInt SizeVal;
6226     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), SizeVal, Info))
6227       return false;
6228
6229     // For __atomic_is_lock_free(sizeof(_Atomic(T))), if the size is a power
6230     // of two less than the maximum inline atomic width, we know it is
6231     // lock-free.  If the size isn't a power of two, or greater than the
6232     // maximum alignment where we promote atomics, we know it is not lock-free
6233     // (at least not in the sense of atomic_is_lock_free).  Otherwise,
6234     // the answer can only be determined at runtime; for example, 16-byte
6235     // atomics have lock-free implementations on some, but not all,
6236     // x86-64 processors.
6237
6238     // Check power-of-two.
6239     CharUnits Size = CharUnits::fromQuantity(SizeVal.getZExtValue());
6240     if (Size.isPowerOfTwo()) {
6241       // Check against inlining width.
6242       unsigned InlineWidthBits =
6243           Info.Ctx.getTargetInfo().getMaxAtomicInlineWidth();
6244       if (Size <= Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(InlineWidthBits)) {
6245         if (BuiltinOp == Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free ||
6246             Size == CharUnits::One() ||
6247             E->getArg(1)->isNullPointerConstant(Info.Ctx,
6248                                                 Expr::NPC_NeverValueDependent))
6249           // OK, we will inline appropriately-aligned operations of this size,
6250           // and _Atomic(T) is appropriately-aligned.
6251           return Success(1, E);
6252
6253         QualType PointeeType = E->getArg(1)->IgnoreImpCasts()->getType()->
6254           castAs<PointerType>()->getPointeeType();
6255         if (!PointeeType->isIncompleteType() &&
6256             Info.Ctx.getTypeAlignInChars(PointeeType) >= Size) {
6257           // OK, we will inline operations on this object.
6258           return Success(1, E);
6259         }
6260       }
6261     }
6262
6263     return BuiltinOp == Builtin::BI__atomic_always_lock_free ?
6264         Success(0, E) : Error(E);
6265   }
6266   }
6267 }
6268
6269 static bool HasSameBase(const LValue &A, const LValue &B) {
6270   if (!A.getLValueBase())
6271     return !B.getLValueBase();
6272   if (!B.getLValueBase())
6273     return false;
6274
6275   if (A.getLValueBase().getOpaqueValue() !=
6276       B.getLValueBase().getOpaqueValue()) {
6277     const Decl *ADecl = GetLValueBaseDecl(A);
6278     if (!ADecl)
6279       return false;
6280     const Decl *BDecl = GetLValueBaseDecl(B);
6281     if (!BDecl || ADecl->getCanonicalDecl() != BDecl->getCanonicalDecl())
6282       return false;
6283   }
6284
6285   return IsGlobalLValue(A.getLValueBase()) ||
6286          A.getLValueCallIndex() == B.getLValueCallIndex();
6287 }
6288
6289 namespace {
6290
6291 /// \brief Data recursive integer evaluator of certain binary operators.
6292 ///
6293 /// We use a data recursive algorithm for binary operators so that we are able
6294 /// to handle extreme cases of chained binary operators without causing stack
6295 /// overflow.
6296 class DataRecursiveIntBinOpEvaluator {
6297   struct EvalResult {
6298     APValue Val;
6299     bool Failed;
6300
6301     EvalResult() : Failed(false) { }
6302
6303     void swap(EvalResult &RHS) {
6304       Val.swap(RHS.Val);
6305       Failed = RHS.Failed;
6306       RHS.Failed = false;
6307     }
6308   };
6309
6310   struct Job {
6311     const Expr *E;
6312     EvalResult LHSResult; // meaningful only for binary operator expression.
6313     enum { AnyExprKind, BinOpKind, BinOpVisitedLHSKind } Kind;
6314
6315     Job() : StoredInfo(nullptr) {}
6316     void startSpeculativeEval(EvalInfo &Info) {
6317       OldEvalStatus = Info.EvalStatus;
6318       Info.EvalStatus.Diag = nullptr;
6319       StoredInfo = &Info;
6320     }
6321     ~Job() {
6322       if (StoredInfo) {
6323         StoredInfo->EvalStatus = OldEvalStatus;
6324       }
6325     }
6326   private:
6327     EvalInfo *StoredInfo; // non-null if status changed.
6328     Expr::EvalStatus OldEvalStatus;
6329   };
6330
6331   SmallVector<Job, 16> Queue;
6332
6333   IntExprEvaluator &IntEval;
6334   EvalInfo &Info;
6335   APValue &FinalResult;
6336
6337 public:
6338   DataRecursiveIntBinOpEvaluator(IntExprEvaluator &IntEval, APValue &Result)
6339     : IntEval(IntEval), Info(IntEval.getEvalInfo()), FinalResult(Result) { }
6340
6341   /// \brief True if \param E is a binary operator that we are going to handle
6342   /// data recursively.
6343   /// We handle binary operators that are comma, logical, or that have operands
6344   /// with integral or enumeration type.
6345   static bool shouldEnqueue(const BinaryOperator *E) {
6346     return E->getOpcode() == BO_Comma ||
6347            E->isLogicalOp() ||
6348            (E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
6349             E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
6350   }
6351
6352   bool Traverse(const BinaryOperator *E) {
6353     enqueue(E);
6354     EvalResult PrevResult;
6355     while (!Queue.empty())
6356       process(PrevResult);
6357
6358     if (PrevResult.Failed) return false;
6359
6360     FinalResult.swap(PrevResult.Val);
6361     return true;
6362   }
6363
6364 private:
6365   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
6366     return IntEval.Success(Value, E, Result);
6367   }
6368   bool Success(const APSInt &Value, const Expr *E, APValue &Result) {
6369     return IntEval.Success(Value, E, Result);
6370   }
6371   bool Error(const Expr *E) {
6372     return IntEval.Error(E);
6373   }
6374   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
6375     return IntEval.Error(E, D);
6376   }
6377
6378   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
6379     return Info.CCEDiag(E, D);
6380   }
6381
6382   // \brief Returns true if visiting the RHS is necessary, false otherwise.
6383   bool VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
6384                          bool &SuppressRHSDiags);
6385
6386   bool VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
6387                   const BinaryOperator *E, APValue &Result);
6388
6389   void EvaluateExpr(const Expr *E, EvalResult &Result) {
6390     Result.Failed = !Evaluate(Result.Val, Info, E);
6391     if (Result.Failed)
6392       Result.Val = APValue();
6393   }
6394
6395   void process(EvalResult &Result);
6396
6397   void enqueue(const Expr *E) {
6398     E = E->IgnoreParens();
6399     Queue.resize(Queue.size()+1);
6400     Queue.back().E = E;
6401     Queue.back().Kind = Job::AnyExprKind;
6402   }
6403 };
6404
6405 }
6406
6407 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
6408        VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
6409                          bool &SuppressRHSDiags) {
6410   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
6411     // Ignore LHS but note if we could not evaluate it.
6412     if (LHSResult.Failed)
6413       return Info.noteSideEffect();
6414     return true;
6415   }
6416
6417   if (E->isLogicalOp()) {
6418     bool LHSAsBool;
6419     if (!LHSResult.Failed && HandleConversionToBool(LHSResult.Val, LHSAsBool)) {
6420       // We were able to evaluate the LHS, see if we can get away with not
6421       // evaluating the RHS: 0 && X -> 0, 1 || X -> 1
6422       if (LHSAsBool == (E->getOpcode() == BO_LOr)) {
6423         Success(LHSAsBool, E, LHSResult.Val);
6424         return false; // Ignore RHS
6425       }
6426     } else {
6427       LHSResult.Failed = true;
6428
6429       // Since we weren't able to evaluate the left hand side, it
6430       // must have had side effects.
6431       if (!Info.noteSideEffect())
6432         return false;
6433
6434       // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
6435       // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
6436       // Don't ignore RHS and suppress diagnostics from this arm.
6437       SuppressRHSDiags = true;
6438     }
6439
6440     return true;
6441   }
6442
6443   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
6444          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
6445
6446   if (LHSResult.Failed && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6447     return false; // Ignore RHS;
6448
6449   return true;
6450 }
6451
6452 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
6453        VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
6454                   const BinaryOperator *E, APValue &Result) {
6455   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
6456     if (RHSResult.Failed)
6457       return false;
6458     Result = RHSResult.Val;
6459     return true;
6460   }
6461   
6462   if (E->isLogicalOp()) {
6463     bool lhsResult, rhsResult;
6464     bool LHSIsOK = HandleConversionToBool(LHSResult.Val, lhsResult);
6465     bool RHSIsOK = HandleConversionToBool(RHSResult.Val, rhsResult);
6466     
6467     if (LHSIsOK) {
6468       if (RHSIsOK) {
6469         if (E->getOpcode() == BO_LOr)
6470           return Success(lhsResult || rhsResult, E, Result);
6471         else
6472           return Success(lhsResult && rhsResult, E, Result);
6473       }
6474     } else {
6475       if (RHSIsOK) {
6476         // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
6477         // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
6478         if (rhsResult == (E->getOpcode() == BO_LOr))
6479           return Success(rhsResult, E, Result);
6480       }
6481     }
6482     
6483     return false;
6484   }
6485   
6486   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
6487          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
6488   
6489   if (LHSResult.Failed || RHSResult.Failed)
6490     return false;
6491   
6492   const APValue &LHSVal = LHSResult.Val;
6493   const APValue &RHSVal = RHSResult.Val;
6494   
6495   // Handle cases like (unsigned long)&a + 4.
6496   if (E->isAdditiveOp() && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isInt()) {
6497     Result = LHSVal;
6498     CharUnits AdditionalOffset =
6499         CharUnits::fromQuantity(RHSVal.getInt().getZExtValue());
6500     if (E->getOpcode() == BO_Add)
6501       Result.getLValueOffset() += AdditionalOffset;
6502     else
6503       Result.getLValueOffset() -= AdditionalOffset;
6504     return true;
6505   }
6506   
6507   // Handle cases like 4 + (unsigned long)&a
6508   if (E->getOpcode() == BO_Add &&
6509       RHSVal.isLValue() && LHSVal.isInt()) {
6510     Result = RHSVal;
6511     Result.getLValueOffset() +=
6512         CharUnits::fromQuantity(LHSVal.getInt().getZExtValue());
6513     return true;
6514   }
6515   
6516   if (E->getOpcode() == BO_Sub && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isLValue()) {
6517     // Handle (intptr_t)&&A - (intptr_t)&&B.
6518     if (!LHSVal.getLValueOffset().isZero() ||
6519         !RHSVal.getLValueOffset().isZero())
6520       return false;
6521     const Expr *LHSExpr = LHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
6522     const Expr *RHSExpr = RHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
6523     if (!LHSExpr || !RHSExpr)
6524       return false;
6525     const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
6526     const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
6527     if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
6528       return false;
6529     // Make sure both labels come from the same function.
6530     if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
6531         RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
6532       return false;
6533     Result = APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr);
6534     return true;
6535   }
6536
6537   // All the remaining cases expect both operands to be an integer
6538   if (!LHSVal.isInt() || !RHSVal.isInt())
6539     return Error(E);
6540
6541   // Set up the width and signedness manually, in case it can't be deduced
6542   // from the operation we're performing.
6543   // FIXME: Don't do this in the cases where we can deduce it.
6544   APSInt Value(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()),
6545                E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
6546   if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHSVal.getInt(), E->getOpcode(),
6547                          RHSVal.getInt(), Value))
6548     return false;
6549   return Success(Value, E, Result);
6550 }
6551
6552 void DataRecursiveIntBinOpEvaluator::process(EvalResult &Result) {
6553   Job &job = Queue.back();
6554   
6555   switch (job.Kind) {
6556     case Job::AnyExprKind: {
6557       if (const BinaryOperator *Bop = dyn_cast<BinaryOperator>(job.E)) {
6558         if (shouldEnqueue(Bop)) {
6559           job.Kind = Job::BinOpKind;
6560           enqueue(Bop->getLHS());
6561           return;
6562         }
6563       }
6564       
6565       EvaluateExpr(job.E, Result);
6566       Queue.pop_back();
6567       return;
6568     }
6569       
6570     case Job::BinOpKind: {
6571       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
6572       bool SuppressRHSDiags = false;
6573       if (!VisitBinOpLHSOnly(Result, Bop, SuppressRHSDiags)) {
6574         Queue.pop_back();
6575         return;
6576       }
6577       if (SuppressRHSDiags)
6578         job.startSpeculativeEval(Info);
6579       job.LHSResult.swap(Result);
6580       job.Kind = Job::BinOpVisitedLHSKind;
6581       enqueue(Bop->getRHS());
6582       return;
6583     }
6584       
6585     case Job::BinOpVisitedLHSKind: {
6586       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
6587       EvalResult RHS;
6588       RHS.swap(Result);
6589       Result.Failed = !VisitBinOp(job.LHSResult, RHS, Bop, Result.Val);
6590       Queue.pop_back();
6591       return;
6592     }
6593   }
6594   
6595   llvm_unreachable("Invalid Job::Kind!");
6596 }
6597
6598 bool IntExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
6599   if (E->isAssignmentOp())
6600     return Error(E);
6601
6602   if (DataRecursiveIntBinOpEvaluator::shouldEnqueue(E))
6603     return DataRecursiveIntBinOpEvaluator(*this, Result).Traverse(E);
6604
6605   QualType LHSTy = E->getLHS()->getType();
6606   QualType RHSTy = E->getRHS()->getType();
6607
6608   if (LHSTy->isAnyComplexType()) {
6609     assert(RHSTy->isAnyComplexType() && "Invalid comparison");
6610     ComplexValue LHS, RHS;
6611
6612     bool LHSOK = EvaluateComplex(E->getLHS(), LHS, Info);
6613     if (!LHSOK && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6614       return false;
6615
6616     if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
6617       return false;
6618
6619     if (LHS.isComplexFloat()) {
6620       APFloat::cmpResult CR_r =
6621         LHS.getComplexFloatReal().compare(RHS.getComplexFloatReal());
6622       APFloat::cmpResult CR_i =
6623         LHS.getComplexFloatImag().compare(RHS.getComplexFloatImag());
6624
6625       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
6626         return Success((CR_r == APFloat::cmpEqual &&
6627                         CR_i == APFloat::cmpEqual), E);
6628       else {
6629         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
6630                "Invalid complex comparison.");
6631         return Success(((CR_r == APFloat::cmpGreaterThan ||
6632                          CR_r == APFloat::cmpLessThan ||
6633                          CR_r == APFloat::cmpUnordered) ||
6634                         (CR_i == APFloat::cmpGreaterThan ||
6635                          CR_i == APFloat::cmpLessThan ||
6636                          CR_i == APFloat::cmpUnordered)), E);
6637       }
6638     } else {
6639       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
6640         return Success((LHS.getComplexIntReal() == RHS.getComplexIntReal() &&
6641                         LHS.getComplexIntImag() == RHS.getComplexIntImag()), E);
6642       else {
6643         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
6644                "Invalid compex comparison.");
6645         return Success((LHS.getComplexIntReal() != RHS.getComplexIntReal() ||
6646                         LHS.getComplexIntImag() != RHS.getComplexIntImag()), E);
6647       }
6648     }
6649   }
6650
6651   if (LHSTy->isRealFloatingType() &&
6652       RHSTy->isRealFloatingType()) {
6653     APFloat RHS(0.0), LHS(0.0);
6654
6655     bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info);
6656     if (!LHSOK && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6657       return false;
6658
6659     if (!EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS, Info) || !LHSOK)
6660       return false;
6661
6662     APFloat::cmpResult CR = LHS.compare(RHS);
6663
6664     switch (E->getOpcode()) {
6665     default:
6666       llvm_unreachable("Invalid binary operator!");
6667     case BO_LT:
6668       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan, E);
6669     case BO_GT:
6670       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan, E);
6671     case BO_LE:
6672       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan || CR == APFloat::cmpEqual, E);
6673     case BO_GE:
6674       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan || CR == APFloat::cmpEqual,
6675                      E);
6676     case BO_EQ:
6677       return Success(CR == APFloat::cmpEqual, E);
6678     case BO_NE:
6679       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan
6680                      || CR == APFloat::cmpLessThan
6681                      || CR == APFloat::cmpUnordered, E);
6682     }
6683   }
6684
6685   if (LHSTy->isPointerType() && RHSTy->isPointerType()) {
6686     if (E->getOpcode() == BO_Sub || E->isComparisonOp()) {
6687       LValue LHSValue, RHSValue;
6688
6689       bool LHSOK = EvaluatePointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
6690       if (!LHSOK && Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6691         return false;
6692
6693       if (!EvaluatePointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
6694         return false;
6695
6696       // Reject differing bases from the normal codepath; we special-case
6697       // comparisons to null.
6698       if (!HasSameBase(LHSValue, RHSValue)) {
6699         if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
6700           // Handle &&A - &&B.
6701           if (!LHSValue.Offset.isZero() || !RHSValue.Offset.isZero())
6702             return false;
6703           const Expr *LHSExpr = LHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
6704           const Expr *RHSExpr = RHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
6705           if (!LHSExpr || !RHSExpr)
6706             return false;
6707           const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
6708           const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
6709           if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
6710             return false;
6711           // Make sure both labels come from the same function.
6712           if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
6713               RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
6714             return false;
6715           Result = APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr);
6716           return true;
6717         }
6718         // Inequalities and subtractions between unrelated pointers have
6719         // unspecified or undefined behavior.
6720         if (!E->isEqualityOp())
6721           return Error(E);
6722         // A constant address may compare equal to the address of a symbol.
6723         // The one exception is that address of an object cannot compare equal
6724         // to a null pointer constant.
6725         if ((!LHSValue.Base && !LHSValue.Offset.isZero()) ||
6726             (!RHSValue.Base && !RHSValue.Offset.isZero()))
6727           return Error(E);
6728         // It's implementation-defined whether distinct literals will have
6729         // distinct addresses. In clang, the result of such a comparison is
6730         // unspecified, so it is not a constant expression. However, we do know
6731         // that the address of a literal will be non-null.
6732         if ((IsLiteralLValue(LHSValue) || IsLiteralLValue(RHSValue)) &&
6733             LHSValue.Base && RHSValue.Base)
6734           return Error(E);
6735         // We can't tell whether weak symbols will end up pointing to the same
6736         // object.
6737         if (IsWeakLValue(LHSValue) || IsWeakLValue(RHSValue))
6738           return Error(E);
6739         // Pointers with different bases cannot represent the same object.
6740         // (Note that clang defaults to -fmerge-all-constants, which can
6741         // lead to inconsistent results for comparisons involving the address
6742         // of a constant; this generally doesn't matter in practice.)
6743         return Success(E->getOpcode() == BO_NE, E);
6744       }
6745
6746       const CharUnits &LHSOffset = LHSValue.getLValueOffset();
6747       const CharUnits &RHSOffset = RHSValue.getLValueOffset();
6748
6749       SubobjectDesignator &LHSDesignator = LHSValue.getLValueDesignator();
6750       SubobjectDesignator &RHSDesignator = RHSValue.getLValueDesignator();
6751
6752       if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
6753         // C++11 [expr.add]p6:
6754         //   Unless both pointers point to elements of the same array object, or
6755         //   one past the last element of the array object, the behavior is
6756         //   undefined.
6757         if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
6758             !AreElementsOfSameArray(getType(LHSValue.Base),
6759                                     LHSDesignator, RHSDesignator))
6760           CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_not_same_array);
6761
6762         QualType Type = E->getLHS()->getType();
6763         QualType ElementType = Type->getAs<PointerType>()->getPointeeType();
6764
6765         CharUnits ElementSize;
6766         if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), ElementType, ElementSize))
6767           return false;
6768
6769         // As an extension, a type may have zero size (empty struct or union in
6770         // C, array of zero length). Pointer subtraction in such cases has
6771         // undefined behavior, so is not constant.
6772         if (ElementSize.isZero()) {
6773           Info.Diag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_zero_size)
6774             << ElementType;
6775           return false;
6776         }
6777
6778         // FIXME: LLVM and GCC both compute LHSOffset - RHSOffset at runtime,
6779         // and produce incorrect results when it overflows. Such behavior
6780         // appears to be non-conforming, but is common, so perhaps we should
6781         // assume the standard intended for such cases to be undefined behavior
6782         // and check for them.
6783
6784         // Compute (LHSOffset - RHSOffset) / Size carefully, checking for
6785         // overflow in the final conversion to ptrdiff_t.
6786         APSInt LHS(
6787           llvm::APInt(65, (int64_t)LHSOffset.getQuantity(), true), false);
6788         APSInt RHS(
6789           llvm::APInt(65, (int64_t)RHSOffset.getQuantity(), true), false);
6790         APSInt ElemSize(
6791           llvm::APInt(65, (int64_t)ElementSize.getQuantity(), true), false);
6792         APSInt TrueResult = (LHS - RHS) / ElemSize;
6793         APSInt Result = TrueResult.trunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
6794
6795         if (Result.extend(65) != TrueResult)
6796           HandleOverflow(Info, E, TrueResult, E->getType());
6797         return Success(Result, E);
6798       }
6799
6800       // C++11 [expr.rel]p3:
6801       //   Pointers to void (after pointer conversions) can be compared, with a
6802       //   result defined as follows: If both pointers represent the same
6803       //   address or are both the null pointer value, the result is true if the
6804       //   operator is <= or >= and false otherwise; otherwise the result is
6805       //   unspecified.
6806       // We interpret this as applying to pointers to *cv* void.
6807       if (LHSTy->isVoidPointerType() && LHSOffset != RHSOffset &&
6808           E->isRelationalOp())
6809         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_void_comparison);
6810
6811       // C++11 [expr.rel]p2:
6812       // - If two pointers point to non-static data members of the same object,
6813       //   or to subobjects or array elements fo such members, recursively, the
6814       //   pointer to the later declared member compares greater provided the
6815       //   two members have the same access control and provided their class is
6816       //   not a union.
6817       //   [...]
6818       // - Otherwise pointer comparisons are unspecified.
6819       if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
6820           E->isRelationalOp()) {
6821         bool WasArrayIndex;
6822         unsigned Mismatch =
6823           FindDesignatorMismatch(getType(LHSValue.Base), LHSDesignator,
6824                                  RHSDesignator, WasArrayIndex);
6825         // At the point where the designators diverge, the comparison has a
6826         // specified value if:
6827         //  - we are comparing array indices
6828         //  - we are comparing fields of a union, or fields with the same access
6829         // Otherwise, the result is unspecified and thus the comparison is not a
6830         // constant expression.
6831         if (!WasArrayIndex && Mismatch < LHSDesignator.Entries.size() &&
6832             Mismatch < RHSDesignator.Entries.size()) {
6833           const FieldDecl *LF = getAsField(LHSDesignator.Entries[Mismatch]);
6834           const FieldDecl *RF = getAsField(RHSDesignator.Entries[Mismatch]);
6835           if (!LF && !RF)
6836             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_classes);
6837           else if (!LF)
6838             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
6839               << getAsBaseClass(LHSDesignator.Entries[Mismatch])
6840               << RF->getParent() << RF;
6841           else if (!RF)
6842             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
6843               << getAsBaseClass(RHSDesignator.Entries[Mismatch])
6844               << LF->getParent() << LF;
6845           else if (!LF->getParent()->isUnion() &&
6846                    LF->getAccess() != RF->getAccess())
6847             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_differing_access)
6848               << LF << LF->getAccess() << RF << RF->getAccess()
6849               << LF->getParent();
6850         }
6851       }
6852
6853       // The comparison here must be unsigned, and performed with the same
6854       // width as the pointer.
6855       unsigned PtrSize = Info.Ctx.getTypeSize(LHSTy);
6856       uint64_t CompareLHS = LHSOffset.getQuantity();
6857       uint64_t CompareRHS = RHSOffset.getQuantity();
6858       assert(PtrSize <= 64 && "Unexpected pointer width");
6859       uint64_t Mask = ~0ULL >> (64 - PtrSize);
6860       CompareLHS &= Mask;
6861       CompareRHS &= Mask;
6862
6863       // If there is a base and this is a relational operator, we can only
6864       // compare pointers within the object in question; otherwise, the result
6865       // depends on where the object is located in memory.
6866       if (!LHSValue.Base.isNull() && E->isRelationalOp()) {
6867         QualType BaseTy = getType(LHSValue.Base);
6868         if (BaseTy->isIncompleteType())
6869           return Error(E);
6870         CharUnits Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(BaseTy);
6871         uint64_t OffsetLimit = Size.getQuantity();
6872         if (CompareLHS > OffsetLimit || CompareRHS > OffsetLimit)
6873           return Error(E);
6874       }
6875
6876       switch (E->getOpcode()) {
6877       default: llvm_unreachable("missing comparison operator");
6878       case BO_LT: return Success(CompareLHS < CompareRHS, E);
6879       case BO_GT: return Success(CompareLHS > CompareRHS, E);
6880       case BO_LE: return Success(CompareLHS <= CompareRHS, E);
6881       case BO_GE: return Success(CompareLHS >= CompareRHS, E);
6882       case BO_EQ: return Success(CompareLHS == CompareRHS, E);
6883       case BO_NE: return Success(CompareLHS != CompareRHS, E);
6884       }
6885     }
6886   }
6887
6888   if (LHSTy->isMemberPointerType()) {
6889     assert(E->isEqualityOp() && "unexpected member pointer operation");
6890     assert(RHSTy->isMemberPointerType() && "invalid comparison");
6891
6892     MemberPtr LHSValue, RHSValue;
6893
6894     bool LHSOK = EvaluateMemberPointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
6895     if (!LHSOK && Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6896       return false;
6897
6898     if (!EvaluateMemberPointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
6899       return false;
6900
6901     // C++11 [expr.eq]p2:
6902     //   If both operands are null, they compare equal. Otherwise if only one is
6903     //   null, they compare unequal.
6904     if (!LHSValue.getDecl() || !RHSValue.getDecl()) {
6905       bool Equal = !LHSValue.getDecl() && !RHSValue.getDecl();
6906       return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
6907     }
6908
6909     //   Otherwise if either is a pointer to a virtual member function, the
6910     //   result is unspecified.
6911     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(LHSValue.getDecl()))
6912       if (MD->isVirtual())
6913         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
6914     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(RHSValue.getDecl()))
6915       if (MD->isVirtual())
6916         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
6917
6918     //   Otherwise they compare equal if and only if they would refer to the
6919     //   same member of the same most derived object or the same subobject if
6920     //   they were dereferenced with a hypothetical object of the associated
6921     //   class type.
6922     bool Equal = LHSValue == RHSValue;
6923     return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
6924   }
6925
6926   if (LHSTy->isNullPtrType()) {
6927     assert(E->isComparisonOp() && "unexpected nullptr operation");
6928     assert(RHSTy->isNullPtrType() && "missing pointer conversion");
6929     // C++11 [expr.rel]p4, [expr.eq]p3: If two operands of type std::nullptr_t
6930     // are compared, the result is true of the operator is <=, >= or ==, and
6931     // false otherwise.
6932     BinaryOperator::Opcode Opcode = E->getOpcode();
6933     return Success(Opcode == BO_EQ || Opcode == BO_LE || Opcode == BO_GE, E);
6934   }
6935
6936   assert((!LHSTy->isIntegralOrEnumerationType() ||
6937           !RHSTy->isIntegralOrEnumerationType()) &&
6938          "DataRecursiveIntBinOpEvaluator should have handled integral types");
6939   // We can't continue from here for non-integral types.
6940   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
6941 }
6942
6943 CharUnits IntExprEvaluator::GetAlignOfType(QualType T) {
6944   // C++ [expr.alignof]p3:
6945   //     When alignof is applied to a reference type, the result is the
6946   //     alignment of the referenced type.
6947   if (const ReferenceType *Ref = T->getAs<ReferenceType>())
6948     T = Ref->getPointeeType();
6949
6950   // __alignof is defined to return the preferred alignment.
6951   return Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
6952     Info.Ctx.getPreferredTypeAlign(T.getTypePtr()));
6953 }
6954
6955 CharUnits IntExprEvaluator::GetAlignOfExpr(const Expr *E) {
6956   E = E->IgnoreParens();
6957
6958   // The kinds of expressions that we have special-case logic here for
6959   // should be kept up to date with the special checks for those
6960   // expressions in Sema.
6961
6962   // alignof decl is always accepted, even if it doesn't make sense: we default
6963   // to 1 in those cases.
6964   if (const DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E))
6965     return Info.Ctx.getDeclAlign(DRE->getDecl(),
6966                                  /*RefAsPointee*/true);
6967
6968   if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(E))
6969     return Info.Ctx.getDeclAlign(ME->getMemberDecl(),
6970                                  /*RefAsPointee*/true);
6971
6972   return GetAlignOfType(E->getType());
6973 }
6974
6975
6976 /// VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr - Evaluate a sizeof, alignof or vec_step with
6977 /// a result as the expression's type.
6978 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(
6979                                     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E) {
6980   switch(E->getKind()) {
6981   case UETT_AlignOf: {
6982     if (E->isArgumentType())
6983       return Success(GetAlignOfType(E->getArgumentType()), E);
6984     else
6985       return Success(GetAlignOfExpr(E->getArgumentExpr()), E);
6986   }
6987
6988   case UETT_VecStep: {
6989     QualType Ty = E->getTypeOfArgument();
6990
6991     if (Ty->isVectorType()) {
6992       unsigned n = Ty->castAs<VectorType>()->getNumElements();
6993
6994       // The vec_step built-in functions that take a 3-component
6995       // vector return 4. (OpenCL 1.1 spec 6.11.12)
6996       if (n == 3)
6997         n = 4;
6998
6999       return Success(n, E);
7000     } else
7001       return Success(1, E);
7002   }
7003
7004   case UETT_SizeOf: {
7005     QualType SrcTy = E->getTypeOfArgument();
7006     // C++ [expr.sizeof]p2: "When applied to a reference or a reference type,
7007     //   the result is the size of the referenced type."
7008     if (const ReferenceType *Ref = SrcTy->getAs<ReferenceType>())
7009       SrcTy = Ref->getPointeeType();
7010
7011     CharUnits Sizeof;
7012     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), SrcTy, Sizeof))
7013       return false;
7014     return Success(Sizeof, E);
7015   }
7016   }
7017
7018   llvm_unreachable("unknown expr/type trait");
7019 }
7020
7021 bool IntExprEvaluator::VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *OOE) {
7022   CharUnits Result;
7023   unsigned n = OOE->getNumComponents();
7024   if (n == 0)
7025     return Error(OOE);
7026   QualType CurrentType = OOE->getTypeSourceInfo()->getType();
7027   for (unsigned i = 0; i != n; ++i) {
7028     OffsetOfExpr::OffsetOfNode ON = OOE->getComponent(i);
7029     switch (ON.getKind()) {
7030     case OffsetOfExpr::OffsetOfNode::Array: {
7031       const Expr *Idx = OOE->getIndexExpr(ON.getArrayExprIndex());
7032       APSInt IdxResult;
7033       if (!EvaluateInteger(Idx, IdxResult, Info))
7034         return false;
7035       const ArrayType *AT = Info.Ctx.getAsArrayType(CurrentType);
7036       if (!AT)
7037         return Error(OOE);
7038       CurrentType = AT->getElementType();
7039       CharUnits ElementSize = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(CurrentType);
7040       Result += IdxResult.getSExtValue() * ElementSize;
7041       break;
7042     }
7043
7044     case OffsetOfExpr::OffsetOfNode::Field: {
7045       FieldDecl *MemberDecl = ON.getField();
7046       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
7047       if (!RT)
7048         return Error(OOE);
7049       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
7050       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
7051       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
7052       unsigned i = MemberDecl->getFieldIndex();
7053       assert(i < RL.getFieldCount() && "offsetof field in wrong type");
7054       Result += Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL.getFieldOffset(i));
7055       CurrentType = MemberDecl->getType().getNonReferenceType();
7056       break;
7057     }
7058
7059     case OffsetOfExpr::OffsetOfNode::Identifier:
7060       llvm_unreachable("dependent __builtin_offsetof");
7061
7062     case OffsetOfExpr::OffsetOfNode::Base: {
7063       CXXBaseSpecifier *BaseSpec = ON.getBase();
7064       if (BaseSpec->isVirtual())
7065         return Error(OOE);
7066
7067       // Find the layout of the class whose base we are looking into.
7068       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
7069       if (!RT)
7070         return Error(OOE);
7071       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
7072       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
7073       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
7074
7075       // Find the base class itself.
7076       CurrentType = BaseSpec->getType();
7077       const RecordType *BaseRT = CurrentType->getAs<RecordType>();
7078       if (!BaseRT)
7079         return Error(OOE);
7080       
7081       // Add the offset to the base.
7082       Result += RL.getBaseClassOffset(cast<CXXRecordDecl>(BaseRT->getDecl()));
7083       break;
7084     }
7085     }
7086   }
7087   return Success(Result, OOE);
7088 }
7089
7090 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
7091   switch (E->getOpcode()) {
7092   default:
7093     // Address, indirect, pre/post inc/dec, etc are not valid constant exprs.
7094     // See C99 6.6p3.
7095     return Error(E);
7096   case UO_Extension:
7097     // FIXME: Should extension allow i-c-e extension expressions in its scope?
7098     // If so, we could clear the diagnostic ID.
7099     return Visit(E->getSubExpr());
7100   case UO_Plus:
7101     // The result is just the value.
7102     return Visit(E->getSubExpr());
7103   case UO_Minus: {
7104     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7105       return false;
7106     if (!Result.isInt()) return Error(E);
7107     const APSInt &Value = Result.getInt();
7108     if (Value.isSigned() && Value.isMinSignedValue())
7109       HandleOverflow(Info, E, -Value.extend(Value.getBitWidth() + 1),
7110                      E->getType());
7111     return Success(-Value, E);
7112   }
7113   case UO_Not: {
7114     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7115       return false;
7116     if (!Result.isInt()) return Error(E);
7117     return Success(~Result.getInt(), E);
7118   }
7119   case UO_LNot: {
7120     bool bres;
7121     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getSubExpr(), bres, Info))
7122       return false;
7123     return Success(!bres, E);
7124   }
7125   }
7126 }
7127
7128 /// HandleCast - This is used to evaluate implicit or explicit casts where the
7129 /// result type is integer.
7130 bool IntExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
7131   const Expr *SubExpr = E->getSubExpr();
7132   QualType DestType = E->getType();
7133   QualType SrcType = SubExpr->getType();
7134
7135   switch (E->getCastKind()) {
7136   case CK_BaseToDerived:
7137   case CK_DerivedToBase:
7138   case CK_UncheckedDerivedToBase:
7139   case CK_Dynamic:
7140   case CK_ToUnion:
7141   case CK_ArrayToPointerDecay:
7142   case CK_FunctionToPointerDecay:
7143   case CK_NullToPointer:
7144   case CK_NullToMemberPointer:
7145   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
7146   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
7147   case CK_ReinterpretMemberPointer:
7148   case CK_ConstructorConversion:
7149   case CK_IntegralToPointer:
7150   case CK_ToVoid:
7151   case CK_VectorSplat:
7152   case CK_IntegralToFloating:
7153   case CK_FloatingCast:
7154   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
7155   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
7156   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
7157   case CK_ObjCObjectLValueCast:
7158   case CK_FloatingRealToComplex:
7159   case CK_FloatingComplexToReal:
7160   case CK_FloatingComplexCast:
7161   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex:
7162   case CK_IntegralRealToComplex:
7163   case CK_IntegralComplexCast:
7164   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex:
7165   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
7166   case CK_ZeroToOCLEvent:
7167   case CK_NonAtomicToAtomic:
7168   case CK_AddressSpaceConversion:
7169     llvm_unreachable("invalid cast kind for integral value");
7170
7171   case CK_BitCast:
7172   case CK_Dependent:
7173   case CK_LValueBitCast:
7174   case CK_ARCProduceObject:
7175   case CK_ARCConsumeObject:
7176   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
7177   case CK_ARCExtendBlockObject:
7178   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
7179     return Error(E);
7180
7181   case CK_UserDefinedConversion:
7182   case CK_LValueToRValue:
7183   case CK_AtomicToNonAtomic:
7184   case CK_NoOp:
7185     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
7186
7187   case CK_MemberPointerToBoolean:
7188   case CK_PointerToBoolean:
7189   case CK_IntegralToBoolean:
7190   case CK_FloatingToBoolean:
7191   case CK_FloatingComplexToBoolean:
7192   case CK_IntegralComplexToBoolean: {
7193     bool BoolResult;
7194     if (!EvaluateAsBooleanCondition(SubExpr, BoolResult, Info))
7195       return false;
7196     return Success(BoolResult, E);
7197   }
7198
7199   case CK_IntegralCast: {
7200     if (!Visit(SubExpr))
7201       return false;
7202
7203     if (!Result.isInt()) {
7204       // Allow casts of address-of-label differences if they are no-ops
7205       // or narrowing.  (The narrowing case isn't actually guaranteed to
7206       // be constant-evaluatable except in some narrow cases which are hard
7207       // to detect here.  We let it through on the assumption the user knows
7208       // what they are doing.)
7209       if (Result.isAddrLabelDiff())
7210         return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) <= Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
7211       // Only allow casts of lvalues if they are lossless.
7212       return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) == Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
7213     }
7214
7215     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType,
7216                                       Result.getInt()), E);
7217   }
7218
7219   case CK_PointerToIntegral: {
7220     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
7221
7222     LValue LV;
7223     if (!EvaluatePointer(SubExpr, LV, Info))
7224       return false;
7225
7226     if (LV.getLValueBase()) {
7227       // Only allow based lvalue casts if they are lossless.
7228       // FIXME: Allow a larger integer size than the pointer size, and allow
7229       // narrowing back down to pointer width in subsequent integral casts.
7230       // FIXME: Check integer type's active bits, not its type size.
7231       if (Info.Ctx.getTypeSize(DestType) != Info.Ctx.getTypeSize(SrcType))
7232         return Error(E);
7233
7234       LV.Designator.setInvalid();
7235       LV.moveInto(Result);
7236       return true;
7237     }
7238
7239     APSInt AsInt = Info.Ctx.MakeIntValue(LV.getLValueOffset().getQuantity(), 
7240                                          SrcType);
7241     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType, AsInt), E);
7242   }
7243
7244   case CK_IntegralComplexToReal: {
7245     ComplexValue C;
7246     if (!EvaluateComplex(SubExpr, C, Info))
7247       return false;
7248     return Success(C.getComplexIntReal(), E);
7249   }
7250
7251   case CK_FloatingToIntegral: {
7252     APFloat F(0.0);
7253     if (!EvaluateFloat(SubExpr, F, Info))
7254       return false;
7255
7256     APSInt Value;
7257     if (!HandleFloatToIntCast(Info, E, SrcType, F, DestType, Value))
7258       return false;
7259     return Success(Value, E);
7260   }
7261   }
7262
7263   llvm_unreachable("unknown cast resulting in integral value");
7264 }
7265
7266 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
7267   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
7268     ComplexValue LV;
7269     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
7270       return false;
7271     if (!LV.isComplexInt())
7272       return Error(E);
7273     return Success(LV.getComplexIntReal(), E);
7274   }
7275
7276   return Visit(E->getSubExpr());
7277 }
7278
7279 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
7280   if (E->getSubExpr()->getType()->isComplexIntegerType()) {
7281     ComplexValue LV;
7282     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
7283       return false;
7284     if (!LV.isComplexInt())
7285       return Error(E);
7286     return Success(LV.getComplexIntImag(), E);
7287   }
7288
7289   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
7290   return Success(0, E);
7291 }
7292
7293 bool IntExprEvaluator::VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E) {
7294   return Success(E->getPackLength(), E);
7295 }
7296
7297 bool IntExprEvaluator::VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E) {
7298   return Success(E->getValue(), E);
7299 }
7300
7301 //===----------------------------------------------------------------------===//
7302 // Float Evaluation
7303 //===----------------------------------------------------------------------===//
7304
7305 namespace {
7306 class FloatExprEvaluator
7307   : public ExprEvaluatorBase<FloatExprEvaluator> {
7308   APFloat &Result;
7309 public:
7310   FloatExprEvaluator(EvalInfo &info, APFloat &result)
7311     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
7312
7313   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
7314     Result = V.getFloat();
7315     return true;
7316   }
7317
7318   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
7319     Result = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType()));
7320     return true;
7321   }
7322
7323   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
7324
7325   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
7326   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
7327   bool VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E);
7328   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
7329
7330   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
7331   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
7332
7333   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
7334 };
7335 } // end anonymous namespace
7336
7337 static bool EvaluateFloat(const Expr* E, APFloat& Result, EvalInfo &Info) {
7338   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRealFloatingType());
7339   return FloatExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
7340 }
7341
7342 static bool TryEvaluateBuiltinNaN(const ASTContext &Context,
7343                                   QualType ResultTy,
7344                                   const Expr *Arg,
7345                                   bool SNaN,
7346                                   llvm::APFloat &Result) {
7347   const StringLiteral *S = dyn_cast<StringLiteral>(Arg->IgnoreParenCasts());
7348   if (!S) return false;
7349
7350   const llvm::fltSemantics &Sem = Context.getFloatTypeSemantics(ResultTy);
7351
7352   llvm::APInt fill;
7353
7354   // Treat empty strings as if they were zero.
7355   if (S->getString().empty())
7356     fill = llvm::APInt(32, 0);
7357   else if (S->getString().getAsInteger(0, fill))
7358     return false;
7359
7360   if (SNaN)
7361     Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
7362   else
7363     Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
7364   return true;
7365 }
7366
7367 bool FloatExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
7368   switch (E->getBuiltinCallee()) {
7369   default:
7370     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7371
7372   case Builtin::BI__builtin_huge_val:
7373   case Builtin::BI__builtin_huge_valf:
7374   case Builtin::BI__builtin_huge_vall:
7375   case Builtin::BI__builtin_inf:
7376   case Builtin::BI__builtin_inff:
7377   case Builtin::BI__builtin_infl: {
7378     const llvm::fltSemantics &Sem =
7379       Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
7380     Result = llvm::APFloat::getInf(Sem);
7381     return true;
7382   }
7383
7384   case Builtin::BI__builtin_nans:
7385   case Builtin::BI__builtin_nansf:
7386   case Builtin::BI__builtin_nansl:
7387     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
7388                                true, Result))
7389       return Error(E);
7390     return true;
7391
7392   case Builtin::BI__builtin_nan:
7393   case Builtin::BI__builtin_nanf:
7394   case Builtin::BI__builtin_nanl:
7395     // If this is __builtin_nan() turn this into a nan, otherwise we
7396     // can't constant fold it.
7397     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
7398                                false, Result))
7399       return Error(E);
7400     return true;
7401
7402   case Builtin::BI__builtin_fabs:
7403   case Builtin::BI__builtin_fabsf:
7404   case Builtin::BI__builtin_fabsl:
7405     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info))
7406       return false;
7407
7408     if (Result.isNegative())
7409       Result.changeSign();
7410     return true;
7411
7412   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powi
7413   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powif
7414   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powil
7415
7416   case Builtin::BI__builtin_copysign:
7417   case Builtin::BI__builtin_copysignf:
7418   case Builtin::BI__builtin_copysignl: {
7419     APFloat RHS(0.);
7420     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info) ||
7421         !EvaluateFloat(E->getArg(1), RHS, Info))
7422       return false;
7423     Result.copySign(RHS);
7424     return true;
7425   }
7426   }
7427 }
7428
7429 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
7430   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
7431     ComplexValue CV;
7432     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
7433       return false;
7434     Result = CV.FloatReal;
7435     return true;
7436   }
7437
7438   return Visit(E->getSubExpr());
7439 }
7440
7441 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
7442   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
7443     ComplexValue CV;
7444     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
7445       return false;
7446     Result = CV.FloatImag;
7447     return true;
7448   }
7449
7450   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
7451   const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
7452   Result = llvm::APFloat::getZero(Sem);
7453   return true;
7454 }
7455
7456 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
7457   switch (E->getOpcode()) {
7458   default: return Error(E);
7459   case UO_Plus:
7460     return EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info);
7461   case UO_Minus:
7462     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info))
7463       return false;
7464     Result.changeSign();
7465     return true;
7466   }
7467 }
7468
7469 bool FloatExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
7470   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
7471     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
7472
7473   APFloat RHS(0.0);
7474   bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Result, Info);
7475   if (!LHSOK && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
7476     return false;
7477   return EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info) && LHSOK &&
7478          handleFloatFloatBinOp(Info, E, Result, E->getOpcode(), RHS);
7479 }
7480
7481 bool FloatExprEvaluator::VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E) {
7482   Result = E->getValue();
7483   return true;
7484 }
7485
7486 bool FloatExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
7487   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
7488
7489   switch (E->getCastKind()) {
7490   default:
7491     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
7492
7493   case CK_IntegralToFloating: {
7494     APSInt IntResult;
7495     return EvaluateInteger(SubExpr, IntResult, Info) &&
7496            HandleIntToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), IntResult,
7497                                 E->getType(), Result);
7498   }
7499
7500   case CK_FloatingCast: {
7501     if (!Visit(SubExpr))
7502       return false;
7503     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), E->getType(),
7504                                   Result);
7505   }
7506
7507   case CK_FloatingComplexToReal: {
7508     ComplexValue V;
7509     if (!EvaluateComplex(SubExpr, V, Info))
7510       return false;
7511     Result = V.getComplexFloatReal();
7512     return true;
7513   }
7514   }
7515 }
7516
7517 //===----------------------------------------------------------------------===//
7518 // Complex Evaluation (for float and integer)
7519 //===----------------------------------------------------------------------===//
7520
7521 namespace {
7522 class ComplexExprEvaluator
7523   : public ExprEvaluatorBase<ComplexExprEvaluator> {
7524   ComplexValue &Result;
7525
7526 public:
7527   ComplexExprEvaluator(EvalInfo &info, ComplexValue &Result)
7528     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
7529
7530   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
7531     Result.setFrom(V);
7532     return true;
7533   }
7534
7535   bool ZeroInitialization(const Expr *E);
7536
7537   //===--------------------------------------------------------------------===//
7538   //                            Visitor Methods
7539   //===--------------------------------------------------------------------===//
7540
7541   bool VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E);
7542   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
7543   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
7544   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
7545   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
7546 };
7547 } // end anonymous namespace
7548
7549 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Result,
7550                             EvalInfo &Info) {
7551   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAnyComplexType());
7552   return ComplexExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
7553 }
7554
7555 bool ComplexExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
7556   QualType ElemTy = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
7557   if (ElemTy->isRealFloatingType()) {
7558     Result.makeComplexFloat();
7559     APFloat Zero = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(ElemTy));
7560     Result.FloatReal = Zero;
7561     Result.FloatImag = Zero;
7562   } else {
7563     Result.makeComplexInt();
7564     APSInt Zero = Info.Ctx.MakeIntValue(0, ElemTy);
7565     Result.IntReal = Zero;
7566     Result.IntImag = Zero;
7567   }
7568   return true;
7569 }
7570
7571 bool ComplexExprEvaluator::VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E) {
7572   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
7573
7574   if (SubExpr->getType()->isRealFloatingType()) {
7575     Result.makeComplexFloat();
7576     APFloat &Imag = Result.FloatImag;
7577     if (!EvaluateFloat(SubExpr, Imag, Info))
7578       return false;
7579
7580     Result.FloatReal = APFloat(Imag.getSemantics());
7581     return true;
7582   } else {
7583     assert(SubExpr->getType()->isIntegerType() &&
7584            "Unexpected imaginary literal.");
7585
7586     Result.makeComplexInt();
7587     APSInt &Imag = Result.IntImag;
7588     if (!EvaluateInteger(SubExpr, Imag, Info))
7589       return false;
7590
7591     Result.IntReal = APSInt(Imag.getBitWidth(), !Imag.isSigned());
7592     return true;
7593   }
7594 }
7595
7596 bool ComplexExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
7597
7598   switch (E->getCastKind()) {
7599   case CK_BitCast:
7600   case CK_BaseToDerived:
7601   case CK_DerivedToBase:
7602   case CK_UncheckedDerivedToBase:
7603   case CK_Dynamic:
7604   case CK_ToUnion:
7605   case CK_ArrayToPointerDecay:
7606   case CK_FunctionToPointerDecay:
7607   case CK_NullToPointer:
7608   case CK_NullToMemberPointer:
7609   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
7610   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
7611   case CK_MemberPointerToBoolean:
7612   case CK_ReinterpretMemberPointer:
7613   case CK_ConstructorConversion:
7614   case CK_IntegralToPointer:
7615   case CK_PointerToIntegral:
7616   case CK_PointerToBoolean:
7617   case CK_ToVoid:
7618   case CK_VectorSplat:
7619   case CK_IntegralCast:
7620   case CK_IntegralToBoolean:
7621   case CK_IntegralToFloating:
7622   case CK_FloatingToIntegral:
7623   case CK_FloatingToBoolean:
7624   case CK_FloatingCast:
7625   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
7626   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
7627   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
7628   case CK_ObjCObjectLValueCast:
7629   case CK_FloatingComplexToReal:
7630   case CK_FloatingComplexToBoolean:
7631   case CK_IntegralComplexToReal:
7632   case CK_IntegralComplexToBoolean:
7633   case CK_ARCProduceObject:
7634   case CK_ARCConsumeObject:
7635   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
7636   case CK_ARCExtendBlockObject:
7637   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
7638   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
7639   case CK_ZeroToOCLEvent:
7640   case CK_NonAtomicToAtomic:
7641   case CK_AddressSpaceConversion:
7642     llvm_unreachable("invalid cast kind for complex value");
7643
7644   case CK_LValueToRValue:
7645   case CK_AtomicToNonAtomic:
7646   case CK_NoOp:
7647     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
7648
7649   case CK_Dependent:
7650   case CK_LValueBitCast:
7651   case CK_UserDefinedConversion:
7652     return Error(E);
7653
7654   case CK_FloatingRealToComplex: {
7655     APFloat &Real = Result.FloatReal;
7656     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Real, Info))
7657       return false;
7658
7659     Result.makeComplexFloat();
7660     Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
7661     return true;
7662   }
7663
7664   case CK_FloatingComplexCast: {
7665     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7666       return false;
7667
7668     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
7669     QualType From
7670       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
7671
7672     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatReal) &&
7673            HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatImag);
7674   }
7675
7676   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex: {
7677     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7678       return false;
7679
7680     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
7681     QualType From
7682       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
7683     Result.makeComplexInt();
7684     return HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatReal,
7685                                 To, Result.IntReal) &&
7686            HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatImag,
7687                                 To, Result.IntImag);
7688   }
7689
7690   case CK_IntegralRealToComplex: {
7691     APSInt &Real = Result.IntReal;
7692     if (!EvaluateInteger(E->getSubExpr(), Real, Info))
7693       return false;
7694
7695     Result.makeComplexInt();
7696     Result.IntImag = APSInt(Real.getBitWidth(), !Real.isSigned());
7697     return true;
7698   }
7699
7700   case CK_IntegralComplexCast: {
7701     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7702       return false;
7703
7704     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
7705     QualType From
7706       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
7707
7708     Result.IntReal = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntReal);
7709     Result.IntImag = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntImag);
7710     return true;
7711   }
7712
7713   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex: {
7714     if (!Visit(E->getSubExpr()))
7715       return false;
7716
7717     QualType To = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
7718     QualType From
7719       = E->getSubExpr()->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
7720     Result.makeComplexFloat();
7721     return HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntReal,
7722                                 To, Result.FloatReal) &&
7723            HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntImag,
7724                                 To, Result.FloatImag);
7725   }
7726   }
7727
7728   llvm_unreachable("unknown cast resulting in complex value");
7729 }
7730
7731 bool ComplexExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
7732   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
7733     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
7734
7735   bool LHSOK = Visit(E->getLHS());
7736   if (!LHSOK && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
7737     return false;
7738
7739   ComplexValue RHS;
7740   if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
7741     return false;
7742
7743   assert(Result.isComplexFloat() == RHS.isComplexFloat() &&
7744          "Invalid operands to binary operator.");
7745   switch (E->getOpcode()) {
7746   default: return Error(E);
7747   case BO_Add:
7748     if (Result.isComplexFloat()) {
7749       Result.getComplexFloatReal().add(RHS.getComplexFloatReal(),
7750                                        APFloat::rmNearestTiesToEven);
7751       Result.getComplexFloatImag().add(RHS.getComplexFloatImag(),
7752                                        APFloat::rmNearestTiesToEven);
7753     } else {
7754       Result.getComplexIntReal() += RHS.getComplexIntReal();
7755       Result.getComplexIntImag() += RHS.getComplexIntImag();
7756     }
7757     break;
7758   case BO_Sub:
7759     if (Result.isComplexFloat()) {
7760       Result.getComplexFloatReal().subtract(RHS.getComplexFloatReal(),
7761                                             APFloat::rmNearestTiesToEven);
7762       Result.getComplexFloatImag().subtract(RHS.getComplexFloatImag(),
7763                                             APFloat::rmNearestTiesToEven);
7764     } else {
7765       Result.getComplexIntReal() -= RHS.getComplexIntReal();
7766       Result.getComplexIntImag() -= RHS.getComplexIntImag();
7767     }
7768     break;
7769   case BO_Mul:
7770     if (Result.isComplexFloat()) {
7771       ComplexValue LHS = Result;
7772       APFloat &LHS_r = LHS.getComplexFloatReal();
7773       APFloat &LHS_i = LHS.getComplexFloatImag();
7774       APFloat &RHS_r = RHS.getComplexFloatReal();
7775       APFloat &RHS_i = RHS.getComplexFloatImag();
7776
7777       APFloat Tmp = LHS_r;
7778       Tmp.multiply(RHS_r, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7779       Result.getComplexFloatReal() = Tmp;
7780       Tmp = LHS_i;
7781       Tmp.multiply(RHS_i, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7782       Result.getComplexFloatReal().subtract(Tmp, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7783
7784       Tmp = LHS_r;
7785       Tmp.multiply(RHS_i, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7786       Result.getComplexFloatImag() = Tmp;
7787       Tmp = LHS_i;
7788       Tmp.multiply(RHS_r, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7789       Result.getComplexFloatImag().add(Tmp, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7790     } else {
7791       ComplexValue LHS = Result;
7792       Result.getComplexIntReal() =
7793         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() -
7794          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag());
7795       Result.getComplexIntImag() =
7796         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag() +
7797          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal());
7798     }
7799     break;
7800   case BO_Div:
7801     if (Result.isComplexFloat()) {
7802       ComplexValue LHS = Result;
7803       APFloat &LHS_r = LHS.getComplexFloatReal();
7804       APFloat &LHS_i = LHS.getComplexFloatImag();
7805       APFloat &RHS_r = RHS.getComplexFloatReal();
7806       APFloat &RHS_i = RHS.getComplexFloatImag();
7807       APFloat &Res_r = Result.getComplexFloatReal();
7808       APFloat &Res_i = Result.getComplexFloatImag();
7809
7810       APFloat Den = RHS_r;
7811       Den.multiply(RHS_r, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7812       APFloat Tmp = RHS_i;
7813       Tmp.multiply(RHS_i, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7814       Den.add(Tmp, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7815
7816       Res_r = LHS_r;
7817       Res_r.multiply(RHS_r, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7818       Tmp = LHS_i;
7819       Tmp.multiply(RHS_i, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7820       Res_r.add(Tmp, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7821       Res_r.divide(Den, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7822
7823       Res_i = LHS_i;
7824       Res_i.multiply(RHS_r, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7825       Tmp = LHS_r;
7826       Tmp.multiply(RHS_i, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7827       Res_i.subtract(Tmp, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7828       Res_i.divide(Den, APFloat::rmNearestTiesToEven);
7829     } else {
7830       if (RHS.getComplexIntReal() == 0 && RHS.getComplexIntImag() == 0)
7831         return Error(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
7832
7833       ComplexValue LHS = Result;
7834       APSInt Den = RHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
7835         RHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag();
7836       Result.getComplexIntReal() =
7837         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
7838          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
7839       Result.getComplexIntImag() =
7840         (LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal() -
7841          LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
7842     }
7843     break;
7844   }
7845
7846   return true;
7847 }
7848
7849 bool ComplexExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
7850   // Get the operand value into 'Result'.
7851   if (!Visit(E->getSubExpr()))
7852     return false;
7853
7854   switch (E->getOpcode()) {
7855   default:
7856     return Error(E);
7857   case UO_Extension:
7858     return true;
7859   case UO_Plus:
7860     // The result is always just the subexpr.
7861     return true;
7862   case UO_Minus:
7863     if (Result.isComplexFloat()) {
7864       Result.getComplexFloatReal().changeSign();
7865       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
7866     }
7867     else {
7868       Result.getComplexIntReal() = -Result.getComplexIntReal();
7869       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
7870     }
7871     return true;
7872   case UO_Not:
7873     if (Result.isComplexFloat())
7874       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
7875     else
7876       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
7877     return true;
7878   }
7879 }
7880
7881 bool ComplexExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
7882   if (E->getNumInits() == 2) {
7883     if (E->getType()->isComplexType()) {
7884       Result.makeComplexFloat();
7885       if (!EvaluateFloat(E->getInit(0), Result.FloatReal, Info))
7886         return false;
7887       if (!EvaluateFloat(E->getInit(1), Result.FloatImag, Info))
7888         return false;
7889     } else {
7890       Result.makeComplexInt();
7891       if (!EvaluateInteger(E->getInit(0), Result.IntReal, Info))
7892         return false;
7893       if (!EvaluateInteger(E->getInit(1), Result.IntImag, Info))
7894         return false;
7895     }
7896     return true;
7897   }
7898   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitInitListExpr(E);
7899 }
7900
7901 //===----------------------------------------------------------------------===//
7902 // Atomic expression evaluation, essentially just handling the NonAtomicToAtomic
7903 // implicit conversion.
7904 //===----------------------------------------------------------------------===//
7905
7906 namespace {
7907 class AtomicExprEvaluator :
7908     public ExprEvaluatorBase<AtomicExprEvaluator> {
7909   APValue &Result;
7910 public:
7911   AtomicExprEvaluator(EvalInfo &Info, APValue &Result)
7912       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result) {}
7913
7914   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
7915     Result = V;
7916     return true;
7917   }
7918
7919   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
7920     ImplicitValueInitExpr VIE(
7921         E->getType()->castAs<AtomicType>()->getValueType());
7922     return Evaluate(Result, Info, &VIE);
7923   }
7924
7925   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
7926     switch (E->getCastKind()) {
7927     default:
7928       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
7929     case CK_NonAtomicToAtomic:
7930       return Evaluate(Result, Info, E->getSubExpr());
7931     }
7932   }
7933 };
7934 } // end anonymous namespace
7935
7936 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, APValue &Result, EvalInfo &Info) {
7937   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAtomicType());
7938   return AtomicExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
7939 }
7940
7941 //===----------------------------------------------------------------------===//
7942 // Void expression evaluation, primarily for a cast to void on the LHS of a
7943 // comma operator
7944 //===----------------------------------------------------------------------===//
7945
7946 namespace {
7947 class VoidExprEvaluator
7948   : public ExprEvaluatorBase<VoidExprEvaluator> {
7949 public:
7950   VoidExprEvaluator(EvalInfo &Info) : ExprEvaluatorBaseTy(Info) {}
7951
7952   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) { return true; }
7953
7954   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
7955     switch (E->getCastKind()) {
7956     default:
7957       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
7958     case CK_ToVoid:
7959       VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
7960       return true;
7961     }
7962   }
7963
7964   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
7965     switch (E->getBuiltinCallee()) {
7966     default:
7967       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7968     case Builtin::BI__assume:
7969       // The argument is not evaluated!
7970       return true;
7971     }
7972   }
7973 };
7974 } // end anonymous namespace
7975
7976 static bool EvaluateVoid(const Expr *E, EvalInfo &Info) {
7977   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVoidType());
7978   return VoidExprEvaluator(Info).Visit(E);
7979 }
7980
7981 //===----------------------------------------------------------------------===//
7982 // Top level Expr::EvaluateAsRValue method.
7983 //===----------------------------------------------------------------------===//
7984
7985 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E) {
7986   // In C, function designators are not lvalues, but we evaluate them as if they
7987   // are.
7988   QualType T = E->getType();
7989   if (E->isGLValue() || T->isFunctionType()) {
7990     LValue LV;
7991     if (!EvaluateLValue(E, LV, Info))
7992       return false;
7993     LV.moveInto(Result);
7994   } else if (T->isVectorType()) {
7995     if (!EvaluateVector(E, Result, Info))
7996       return false;
7997   } else if (T->isIntegralOrEnumerationType()) {
7998     if (!IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E))
7999       return false;
8000   } else if (T->hasPointerRepresentation()) {
8001     LValue LV;
8002     if (!EvaluatePointer(E, LV, Info))
8003       return false;
8004     LV.moveInto(Result);
8005   } else if (T->isRealFloatingType()) {
8006     llvm::APFloat F(0.0);
8007     if (!EvaluateFloat(E, F, Info))
8008       return false;
8009     Result = APValue(F);
8010   } else if (T->isAnyComplexType()) {
8011     ComplexValue C;
8012     if (!EvaluateComplex(E, C, Info))
8013       return false;
8014     C.moveInto(Result);
8015   } else if (T->isMemberPointerType()) {
8016     MemberPtr P;
8017     if (!EvaluateMemberPointer(E, P, Info))
8018       return false;
8019     P.moveInto(Result);
8020     return true;
8021   } else if (T->isArrayType()) {
8022     LValue LV;
8023     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
8024     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
8025     if (!EvaluateArray(E, LV, Value, Info))
8026       return false;
8027     Result = Value;
8028   } else if (T->isRecordType()) {
8029     LValue LV;
8030     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
8031     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
8032     if (!EvaluateRecord(E, LV, Value, Info))
8033       return false;
8034     Result = Value;
8035   } else if (T->isVoidType()) {
8036     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
8037       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
8038         << E->getType();
8039     if (!EvaluateVoid(E, Info))
8040       return false;
8041   } else if (T->isAtomicType()) {
8042     if (!EvaluateAtomic(E, Result, Info))
8043       return false;
8044   } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
8045     Info.Diag(E, diag::note_constexpr_nonliteral) << E->getType();
8046     return false;
8047   } else {
8048     Info.Diag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
8049     return false;
8050   }
8051
8052   return true;
8053 }
8054
8055 /// EvaluateInPlace - Evaluate an expression in-place in an APValue. In some
8056 /// cases, the in-place evaluation is essential, since later initializers for
8057 /// an object can indirectly refer to subobjects which were initialized earlier.
8058 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info, const LValue &This,
8059                             const Expr *E, bool AllowNonLiteralTypes) {
8060   assert(!E->isValueDependent());
8061
8062   if (!AllowNonLiteralTypes && !CheckLiteralType(Info, E, &This))
8063     return false;
8064
8065   if (E->isRValue()) {
8066     // Evaluate arrays and record types in-place, so that later initializers can
8067     // refer to earlier-initialized members of the object.
8068     if (E->getType()->isArrayType())
8069       return EvaluateArray(E, This, Result, Info);
8070     else if (E->getType()->isRecordType())
8071       return EvaluateRecord(E, This, Result, Info);
8072   }
8073
8074   // For any other type, in-place evaluation is unimportant.
8075   return Evaluate(Result, Info, E);
8076 }
8077
8078 /// EvaluateAsRValue - Try to evaluate this expression, performing an implicit
8079 /// lvalue-to-rvalue cast if it is an lvalue.
8080 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result) {
8081   if (E->getType().isNull())
8082     return false;
8083
8084   if (!CheckLiteralType(Info, E))
8085     return false;
8086
8087   if (!::Evaluate(Result, Info, E))
8088     return false;
8089
8090   if (E->isGLValue()) {
8091     LValue LV;
8092     LV.setFrom(Info.Ctx, Result);
8093     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), LV, Result))
8094       return false;
8095   }
8096
8097   // Check this core constant expression is a constant expression.
8098   return CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), E->getType(), Result);
8099 }
8100
8101 static bool FastEvaluateAsRValue(const Expr *Exp, Expr::EvalResult &Result,
8102                                  const ASTContext &Ctx, bool &IsConst) {
8103   // Fast-path evaluations of integer literals, since we sometimes see files
8104   // containing vast quantities of these.
8105   if (const IntegerLiteral *L = dyn_cast<IntegerLiteral>(Exp)) {
8106     Result.Val = APValue(APSInt(L->getValue(),
8107                                 L->getType()->isUnsignedIntegerType()));
8108     IsConst = true;
8109     return true;
8110   }
8111
8112   // This case should be rare, but we need to check it before we check on
8113   // the type below.
8114   if (Exp->getType().isNull()) {
8115     IsConst = false;
8116     return true;
8117   }
8118   
8119   // FIXME: Evaluating values of large array and record types can cause
8120   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
8121   if (Exp->isRValue() && (Exp->getType()->isArrayType() ||
8122                           Exp->getType()->isRecordType()) &&
8123       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11) {
8124     IsConst = false;
8125     return true;
8126   }
8127   return false;
8128 }
8129
8130
8131 /// EvaluateAsRValue - Return true if this is a constant which we can fold using
8132 /// any crazy technique (that has nothing to do with language standards) that
8133 /// we want to.  If this function returns true, it returns the folded constant
8134 /// in Result. If this expression is a glvalue, an lvalue-to-rvalue conversion
8135 /// will be applied to the result.
8136 bool Expr::EvaluateAsRValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
8137   bool IsConst;
8138   if (FastEvaluateAsRValue(this, Result, Ctx, IsConst))
8139     return IsConst;
8140   
8141   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
8142   return ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result.Val);
8143 }
8144
8145 bool Expr::EvaluateAsBooleanCondition(bool &Result,
8146                                       const ASTContext &Ctx) const {
8147   EvalResult Scratch;
8148   return EvaluateAsRValue(Scratch, Ctx) &&
8149          HandleConversionToBool(Scratch.Val, Result);
8150 }
8151
8152 bool Expr::EvaluateAsInt(APSInt &Result, const ASTContext &Ctx,
8153                          SideEffectsKind AllowSideEffects) const {
8154   if (!getType()->isIntegralOrEnumerationType())
8155     return false;
8156
8157   EvalResult ExprResult;
8158   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx) || !ExprResult.Val.isInt() ||
8159       (!AllowSideEffects && ExprResult.HasSideEffects))
8160     return false;
8161
8162   Result = ExprResult.Val.getInt();
8163   return true;
8164 }
8165
8166 bool Expr::EvaluateAsLValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
8167   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_ConstantFold);
8168
8169   LValue LV;
8170   if (!EvaluateLValue(this, LV, Info) || Result.HasSideEffects ||
8171       !CheckLValueConstantExpression(Info, getExprLoc(),
8172                                      Ctx.getLValueReferenceType(getType()), LV))
8173     return false;
8174
8175   LV.moveInto(Result.Val);
8176   return true;
8177 }
8178
8179 bool Expr::EvaluateAsInitializer(APValue &Value, const ASTContext &Ctx,
8180                                  const VarDecl *VD,
8181                             SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> &Notes) const {
8182   // FIXME: Evaluating initializers for large array and record types can cause
8183   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
8184   if (isRValue() && (getType()->isArrayType() || getType()->isRecordType()) &&
8185       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
8186     return false;
8187
8188   Expr::EvalStatus EStatus;
8189   EStatus.Diag = &Notes;
8190
8191   EvalInfo InitInfo(Ctx, EStatus, EvalInfo::EM_ConstantFold);
8192   InitInfo.setEvaluatingDecl(VD, Value);
8193
8194   LValue LVal;
8195   LVal.set(VD);
8196
8197   // C++11 [basic.start.init]p2:
8198   //  Variables with static storage duration or thread storage duration shall be
8199   //  zero-initialized before any other initialization takes place.
8200   // This behavior is not present in C.
8201   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus && !VD->hasLocalStorage() &&
8202       !VD->getType()->isReferenceType()) {
8203     ImplicitValueInitExpr VIE(VD->getType());
8204     if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, &VIE,
8205                          /*AllowNonLiteralTypes=*/true))
8206       return false;
8207   }
8208
8209   if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, this,
8210                        /*AllowNonLiteralTypes=*/true) ||
8211       EStatus.HasSideEffects)
8212     return false;
8213
8214   return CheckConstantExpression(InitInfo, VD->getLocation(), VD->getType(),
8215                                  Value);
8216 }
8217
8218 /// isEvaluatable - Call EvaluateAsRValue to see if this expression can be
8219 /// constant folded, but discard the result.
8220 bool Expr::isEvaluatable(const ASTContext &Ctx) const {
8221   EvalResult Result;
8222   return EvaluateAsRValue(Result, Ctx) && !Result.HasSideEffects;
8223 }
8224
8225 APSInt Expr::EvaluateKnownConstInt(const ASTContext &Ctx,
8226                     SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *Diag) const {
8227   EvalResult EvalResult;
8228   EvalResult.Diag = Diag;
8229   bool Result = EvaluateAsRValue(EvalResult, Ctx);
8230   (void)Result;
8231   assert(Result && "Could not evaluate expression");
8232   assert(EvalResult.Val.isInt() && "Expression did not evaluate to integer");
8233
8234   return EvalResult.Val.getInt();
8235 }
8236
8237 void Expr::EvaluateForOverflow(const ASTContext &Ctx) const {
8238   bool IsConst;
8239   EvalResult EvalResult;
8240   if (!FastEvaluateAsRValue(this, EvalResult, Ctx, IsConst)) {
8241     EvalInfo Info(Ctx, EvalResult, EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow);
8242     (void)::EvaluateAsRValue(Info, this, EvalResult.Val);
8243   }
8244 }
8245
8246 bool Expr::EvalResult::isGlobalLValue() const {
8247   assert(Val.isLValue());
8248   return IsGlobalLValue(Val.getLValueBase());
8249 }
8250
8251
8252 /// isIntegerConstantExpr - this recursive routine will test if an expression is
8253 /// an integer constant expression.
8254
8255 /// FIXME: Pass up a reason why! Invalid operation in i-c-e, division by zero,
8256 /// comma, etc
8257
8258 // CheckICE - This function does the fundamental ICE checking: the returned
8259 // ICEDiag contains an ICEKind indicating whether the expression is an ICE,
8260 // and a (possibly null) SourceLocation indicating the location of the problem.
8261 //
8262 // Note that to reduce code duplication, this helper does no evaluation
8263 // itself; the caller checks whether the expression is evaluatable, and
8264 // in the rare cases where CheckICE actually cares about the evaluated
8265 // value, it calls into Evalute.
8266
8267 namespace {
8268
8269 enum ICEKind {
8270   /// This expression is an ICE.
8271   IK_ICE,
8272   /// This expression is not an ICE, but if it isn't evaluated, it's
8273   /// a legal subexpression for an ICE. This return value is used to handle
8274   /// the comma operator in C99 mode, and non-constant subexpressions.
8275   IK_ICEIfUnevaluated,
8276   /// This expression is not an ICE, and is not a legal subexpression for one.
8277   IK_NotICE
8278 };
8279
8280 struct ICEDiag {
8281   ICEKind Kind;
8282   SourceLocation Loc;
8283
8284   ICEDiag(ICEKind IK, SourceLocation l) : Kind(IK), Loc(l) {}
8285 };
8286
8287 }
8288
8289 static ICEDiag NoDiag() { return ICEDiag(IK_ICE, SourceLocation()); }
8290
8291 static ICEDiag Worst(ICEDiag A, ICEDiag B) { return A.Kind >= B.Kind ? A : B; }
8292
8293 static ICEDiag CheckEvalInICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
8294   Expr::EvalResult EVResult;
8295   if (!E->EvaluateAsRValue(EVResult, Ctx) || EVResult.HasSideEffects ||
8296       !EVResult.Val.isInt())
8297     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8298
8299   return NoDiag();
8300 }
8301
8302 static ICEDiag CheckICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
8303   assert(!E->isValueDependent() && "Should not see value dependent exprs!");
8304   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
8305     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8306
8307   switch (E->getStmtClass()) {
8308 #define ABSTRACT_STMT(Node)
8309 #define STMT(Node, Base) case Expr::Node##Class:
8310 #define EXPR(Node, Base)
8311 #include "clang/AST/StmtNodes.inc"
8312   case Expr::PredefinedExprClass:
8313   case Expr::FloatingLiteralClass:
8314   case Expr::ImaginaryLiteralClass:
8315   case Expr::StringLiteralClass:
8316   case Expr::ArraySubscriptExprClass:
8317   case Expr::MemberExprClass:
8318   case Expr::CompoundAssignOperatorClass:
8319   case Expr::CompoundLiteralExprClass:
8320   case Expr::ExtVectorElementExprClass:
8321   case Expr::DesignatedInitExprClass:
8322   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
8323   case Expr::ParenListExprClass:
8324   case Expr::VAArgExprClass:
8325   case Expr::AddrLabelExprClass:
8326   case Expr::StmtExprClass:
8327   case Expr::CXXMemberCallExprClass:
8328   case Expr::CUDAKernelCallExprClass:
8329   case Expr::CXXDynamicCastExprClass:
8330   case Expr::CXXTypeidExprClass:
8331   case Expr::CXXUuidofExprClass:
8332   case Expr::MSPropertyRefExprClass:
8333   case Expr::CXXNullPtrLiteralExprClass:
8334   case Expr::UserDefinedLiteralClass:
8335   case Expr::CXXThisExprClass:
8336   case Expr::CXXThrowExprClass:
8337   case Expr::CXXNewExprClass:
8338   case Expr::CXXDeleteExprClass:
8339   case Expr::CXXPseudoDestructorExprClass:
8340   case Expr::UnresolvedLookupExprClass:
8341   case Expr::DependentScopeDeclRefExprClass:
8342   case Expr::CXXConstructExprClass:
8343   case Expr::CXXStdInitializerListExprClass:
8344   case Expr::CXXBindTemporaryExprClass:
8345   case Expr::ExprWithCleanupsClass:
8346   case Expr::CXXTemporaryObjectExprClass:
8347   case Expr::CXXUnresolvedConstructExprClass:
8348   case Expr::CXXDependentScopeMemberExprClass:
8349   case Expr::UnresolvedMemberExprClass:
8350   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
8351   case Expr::ObjCBoxedExprClass:
8352   case Expr::ObjCArrayLiteralClass:
8353   case Expr::ObjCDictionaryLiteralClass:
8354   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
8355   case Expr::ObjCMessageExprClass:
8356   case Expr::ObjCSelectorExprClass:
8357   case Expr::ObjCProtocolExprClass:
8358   case Expr::ObjCIvarRefExprClass:
8359   case Expr::ObjCPropertyRefExprClass:
8360   case Expr::ObjCSubscriptRefExprClass:
8361   case Expr::ObjCIsaExprClass:
8362   case Expr::ShuffleVectorExprClass:
8363   case Expr::ConvertVectorExprClass:
8364   case Expr::BlockExprClass:
8365   case Expr::NoStmtClass:
8366   case Expr::OpaqueValueExprClass:
8367   case Expr::PackExpansionExprClass:
8368   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmPackExprClass:
8369   case Expr::FunctionParmPackExprClass:
8370   case Expr::AsTypeExprClass:
8371   case Expr::ObjCIndirectCopyRestoreExprClass:
8372   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
8373   case Expr::PseudoObjectExprClass:
8374   case Expr::AtomicExprClass:
8375   case Expr::LambdaExprClass:
8376     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8377
8378   case Expr::InitListExprClass: {
8379     // C++03 [dcl.init]p13: If T is a scalar type, then a declaration of the
8380     // form "T x = { a };" is equivalent to "T x = a;".
8381     // Unless we're initializing a reference, T is a scalar as it is known to be
8382     // of integral or enumeration type.
8383     if (E->isRValue())
8384       if (cast<InitListExpr>(E)->getNumInits() == 1)
8385         return CheckICE(cast<InitListExpr>(E)->getInit(0), Ctx);
8386     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8387   }
8388
8389   case Expr::SizeOfPackExprClass:
8390   case Expr::GNUNullExprClass:
8391     // GCC considers the GNU __null value to be an integral constant expression.
8392     return NoDiag();
8393
8394   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmExprClass:
8395     return
8396       CheckICE(cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(E)->getReplacement(), Ctx);
8397
8398   case Expr::ParenExprClass:
8399     return CheckICE(cast<ParenExpr>(E)->getSubExpr(), Ctx);
8400   case Expr::GenericSelectionExprClass:
8401     return CheckICE(cast<GenericSelectionExpr>(E)->getResultExpr(), Ctx);
8402   case Expr::IntegerLiteralClass:
8403   case Expr::CharacterLiteralClass:
8404   case Expr::ObjCBoolLiteralExprClass:
8405   case Expr::CXXBoolLiteralExprClass:
8406   case Expr::CXXScalarValueInitExprClass:
8407   case Expr::TypeTraitExprClass:
8408   case Expr::ArrayTypeTraitExprClass:
8409   case Expr::ExpressionTraitExprClass:
8410   case Expr::CXXNoexceptExprClass:
8411     return NoDiag();
8412   case Expr::CallExprClass:
8413   case Expr::CXXOperatorCallExprClass: {
8414     // C99 6.6/3 allows function calls within unevaluated subexpressions of
8415     // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
8416     // contain an operand of (pointer to) function type.
8417     const CallExpr *CE = cast<CallExpr>(E);
8418     if (CE->getBuiltinCallee())
8419       return CheckEvalInICE(E, Ctx);
8420     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8421   }
8422   case Expr::DeclRefExprClass: {
8423     if (isa<EnumConstantDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl()))
8424       return NoDiag();
8425     const ValueDecl *D = dyn_cast<ValueDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl());
8426     if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus &&
8427         D && IsConstNonVolatile(D->getType())) {
8428       // Parameter variables are never constants.  Without this check,
8429       // getAnyInitializer() can find a default argument, which leads
8430       // to chaos.
8431       if (isa<ParmVarDecl>(D))
8432         return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
8433
8434       // C++ 7.1.5.1p2
8435       //   A variable of non-volatile const-qualified integral or enumeration
8436       //   type initialized by an ICE can be used in ICEs.
8437       if (const VarDecl *Dcl = dyn_cast<VarDecl>(D)) {
8438         if (!Dcl->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
8439           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
8440
8441         const VarDecl *VD;
8442         // Look for a declaration of this variable that has an initializer, and
8443         // check whether it is an ICE.
8444         if (Dcl->getAnyInitializer(VD) && VD->checkInitIsICE())
8445           return NoDiag();
8446         else
8447           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
8448       }
8449     }
8450     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8451   }
8452   case Expr::UnaryOperatorClass: {
8453     const UnaryOperator *Exp = cast<UnaryOperator>(E);
8454     switch (Exp->getOpcode()) {
8455     case UO_PostInc:
8456     case UO_PostDec:
8457     case UO_PreInc:
8458     case UO_PreDec:
8459     case UO_AddrOf:
8460     case UO_Deref:
8461       // C99 6.6/3 allows increment and decrement within unevaluated
8462       // subexpressions of constant expressions, but they can never be ICEs
8463       // because an ICE cannot contain an lvalue operand.
8464       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8465     case UO_Extension:
8466     case UO_LNot:
8467     case UO_Plus:
8468     case UO_Minus:
8469     case UO_Not:
8470     case UO_Real:
8471     case UO_Imag:
8472       return CheckICE(Exp->getSubExpr(), Ctx);
8473     }
8474
8475     // OffsetOf falls through here.
8476   }
8477   case Expr::OffsetOfExprClass: {
8478     // Note that per C99, offsetof must be an ICE. And AFAIK, using
8479     // EvaluateAsRValue matches the proposed gcc behavior for cases like
8480     // "offsetof(struct s{int x[4];}, x[1.0])".  This doesn't affect
8481     // compliance: we should warn earlier for offsetof expressions with
8482     // array subscripts that aren't ICEs, and if the array subscripts
8483     // are ICEs, the value of the offsetof must be an integer constant.
8484     return CheckEvalInICE(E, Ctx);
8485   }
8486   case Expr::UnaryExprOrTypeTraitExprClass: {
8487     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *Exp = cast<UnaryExprOrTypeTraitExpr>(E);
8488     if ((Exp->getKind() ==  UETT_SizeOf) &&
8489         Exp->getTypeOfArgument()->isVariableArrayType())
8490       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8491     return NoDiag();
8492   }
8493   case Expr::BinaryOperatorClass: {
8494     const BinaryOperator *Exp = cast<BinaryOperator>(E);
8495     switch (Exp->getOpcode()) {
8496     case BO_PtrMemD:
8497     case BO_PtrMemI:
8498     case BO_Assign:
8499     case BO_MulAssign:
8500     case BO_DivAssign:
8501     case BO_RemAssign:
8502     case BO_AddAssign:
8503     case BO_SubAssign:
8504     case BO_ShlAssign:
8505     case BO_ShrAssign:
8506     case BO_AndAssign:
8507     case BO_XorAssign:
8508     case BO_OrAssign:
8509       // C99 6.6/3 allows assignments within unevaluated subexpressions of
8510       // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
8511       // contain an lvalue operand.
8512       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8513
8514     case BO_Mul:
8515     case BO_Div:
8516     case BO_Rem:
8517     case BO_Add:
8518     case BO_Sub:
8519     case BO_Shl:
8520     case BO_Shr:
8521     case BO_LT:
8522     case BO_GT:
8523     case BO_LE:
8524     case BO_GE:
8525     case BO_EQ:
8526     case BO_NE:
8527     case BO_And:
8528     case BO_Xor:
8529     case BO_Or:
8530     case BO_Comma: {
8531       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
8532       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
8533       if (Exp->getOpcode() == BO_Div ||
8534           Exp->getOpcode() == BO_Rem) {
8535         // EvaluateAsRValue gives an error for undefined Div/Rem, so make sure
8536         // we don't evaluate one.
8537         if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE) {
8538           llvm::APSInt REval = Exp->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
8539           if (REval == 0)
8540             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
8541           if (REval.isSigned() && REval.isAllOnesValue()) {
8542             llvm::APSInt LEval = Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
8543             if (LEval.isMinSignedValue())
8544               return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
8545           }
8546         }
8547       }
8548       if (Exp->getOpcode() == BO_Comma) {
8549         if (Ctx.getLangOpts().C99) {
8550           // C99 6.6p3 introduces a strange edge case: comma can be in an ICE
8551           // if it isn't evaluated.
8552           if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE)
8553             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
8554         } else {
8555           // In both C89 and C++, commas in ICEs are illegal.
8556           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8557         }
8558       }
8559       return Worst(LHSResult, RHSResult);
8560     }
8561     case BO_LAnd:
8562     case BO_LOr: {
8563       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
8564       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
8565       if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) {
8566         // Rare case where the RHS has a comma "side-effect"; we need
8567         // to actually check the condition to see whether the side
8568         // with the comma is evaluated.
8569         if ((Exp->getOpcode() == BO_LAnd) !=
8570             (Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0))
8571           return RHSResult;
8572         return NoDiag();
8573       }
8574
8575       return Worst(LHSResult, RHSResult);
8576     }
8577     }
8578   }
8579   case Expr::ImplicitCastExprClass:
8580   case Expr::CStyleCastExprClass:
8581   case Expr::CXXFunctionalCastExprClass:
8582   case Expr::CXXStaticCastExprClass:
8583   case Expr::CXXReinterpretCastExprClass:
8584   case Expr::CXXConstCastExprClass:
8585   case Expr::ObjCBridgedCastExprClass: {
8586     const Expr *SubExpr = cast<CastExpr>(E)->getSubExpr();
8587     if (isa<ExplicitCastExpr>(E)) {
8588       if (const FloatingLiteral *FL
8589             = dyn_cast<FloatingLiteral>(SubExpr->IgnoreParenImpCasts())) {
8590         unsigned DestWidth = Ctx.getIntWidth(E->getType());
8591         bool DestSigned = E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType();
8592         APSInt IgnoredVal(DestWidth, !DestSigned);
8593         bool Ignored;
8594         // If the value does not fit in the destination type, the behavior is
8595         // undefined, so we are not required to treat it as a constant
8596         // expression.
8597         if (FL->getValue().convertToInteger(IgnoredVal,
8598                                             llvm::APFloat::rmTowardZero,
8599                                             &Ignored) & APFloat::opInvalidOp)
8600           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8601         return NoDiag();
8602       }
8603     }
8604     switch (cast<CastExpr>(E)->getCastKind()) {
8605     case CK_LValueToRValue:
8606     case CK_AtomicToNonAtomic:
8607     case CK_NonAtomicToAtomic:
8608     case CK_NoOp:
8609     case CK_IntegralToBoolean:
8610     case CK_IntegralCast:
8611       return CheckICE(SubExpr, Ctx);
8612     default:
8613       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
8614     }
8615   }
8616   case Expr::BinaryConditionalOperatorClass: {
8617     const BinaryConditionalOperator *Exp = cast<BinaryConditionalOperator>(E);
8618     ICEDiag CommonResult = CheckICE(Exp->getCommon(), Ctx);
8619     if (CommonResult.Kind == IK_NotICE) return CommonResult;
8620     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
8621     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE) return FalseResult;
8622     if (CommonResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) return CommonResult;
8623     if (FalseResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated &&
8624         Exp->getCommon()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) != 0) return NoDiag();
8625     return FalseResult;
8626   }
8627   case Expr::ConditionalOperatorClass: {
8628     const ConditionalOperator *Exp = cast<ConditionalOperator>(E);
8629     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
8630     // then only the true side is actually considered in an integer constant
8631     // expression, and it is fully evaluated.  This is an important GNU
8632     // extension.  See GCC PR38377 for discussion.
8633     if (const CallExpr *CallCE
8634         = dyn_cast<CallExpr>(Exp->getCond()->IgnoreParenCasts()))
8635       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
8636         return CheckEvalInICE(E, Ctx);
8637     ICEDiag CondResult = CheckICE(Exp->getCond(), Ctx);
8638     if (CondResult.Kind == IK_NotICE)
8639       return CondResult;
8640
8641     ICEDiag TrueResult = CheckICE(Exp->getTrueExpr(), Ctx);
8642     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
8643
8644     if (TrueResult.Kind == IK_NotICE)
8645       return TrueResult;
8646     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE)
8647       return FalseResult;
8648     if (CondResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated)
8649       return CondResult;
8650     if (TrueResult.Kind == IK_ICE && FalseResult.Kind == IK_ICE)
8651       return NoDiag();
8652     // Rare case where the diagnostics depend on which side is evaluated
8653     // Note that if we get here, CondResult is 0, and at least one of
8654     // TrueResult and FalseResult is non-zero.
8655     if (Exp->getCond()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0)
8656       return FalseResult;
8657     return TrueResult;
8658   }
8659   case Expr::CXXDefaultArgExprClass:
8660     return CheckICE(cast<CXXDefaultArgExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
8661   case Expr::CXXDefaultInitExprClass:
8662     return CheckICE(cast<CXXDefaultInitExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
8663   case Expr::ChooseExprClass: {
8664     return CheckICE(cast<ChooseExpr>(E)->getChosenSubExpr(), Ctx);
8665   }
8666   }
8667
8668   llvm_unreachable("Invalid StmtClass!");
8669 }
8670
8671 /// Evaluate an expression as a C++11 integral constant expression.
8672 static bool EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
8673                                                     const Expr *E,
8674                                                     llvm::APSInt *Value,
8675                                                     SourceLocation *Loc) {
8676   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType()) {
8677     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
8678     return false;
8679   }
8680
8681   APValue Result;
8682   if (!E->isCXX11ConstantExpr(Ctx, &Result, Loc))
8683     return false;
8684
8685   assert(Result.isInt() && "pointer cast to int is not an ICE");
8686   if (Value) *Value = Result.getInt();
8687   return true;
8688 }
8689
8690 bool Expr::isIntegerConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
8691                                  SourceLocation *Loc) const {
8692   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
8693     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, nullptr, Loc);
8694
8695   ICEDiag D = CheckICE(this, Ctx);
8696   if (D.Kind != IK_ICE) {
8697     if (Loc) *Loc = D.Loc;
8698     return false;
8699   }
8700   return true;
8701 }
8702
8703 bool Expr::isIntegerConstantExpr(llvm::APSInt &Value, const ASTContext &Ctx,
8704                                  SourceLocation *Loc, bool isEvaluated) const {
8705   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
8706     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, &Value, Loc);
8707
8708   if (!isIntegerConstantExpr(Ctx, Loc))
8709     return false;
8710   if (!EvaluateAsInt(Value, Ctx))
8711     llvm_unreachable("ICE cannot be evaluated!");
8712   return true;
8713 }
8714
8715 bool Expr::isCXX98IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx) const {
8716   return CheckICE(this, Ctx).Kind == IK_ICE;
8717 }
8718
8719 bool Expr::isCXX11ConstantExpr(const ASTContext &Ctx, APValue *Result,
8720                                SourceLocation *Loc) const {
8721   // We support this checking in C++98 mode in order to diagnose compatibility
8722   // issues.
8723   assert(Ctx.getLangOpts().CPlusPlus);
8724
8725   // Build evaluation settings.
8726   Expr::EvalStatus Status;
8727   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diags;
8728   Status.Diag = &Diags;
8729   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpression);
8730
8731   APValue Scratch;
8732   bool IsConstExpr = ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result ? *Result : Scratch);
8733
8734   if (!Diags.empty()) {
8735     IsConstExpr = false;
8736     if (Loc) *Loc = Diags[0].first;
8737   } else if (!IsConstExpr) {
8738     // FIXME: This shouldn't happen.
8739     if (Loc) *Loc = getExprLoc();
8740   }
8741
8742   return IsConstExpr;
8743 }
8744
8745 bool Expr::EvaluateWithSubstitution(APValue &Value, ASTContext &Ctx,
8746                                     const FunctionDecl *Callee,
8747                                     ArrayRef<const Expr*> Args) const {
8748   Expr::EvalStatus Status;
8749   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated);
8750
8751   ArgVector ArgValues(Args.size());
8752   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
8753        I != E; ++I) {
8754     if (!Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I))
8755       // If evaluation fails, throw away the argument entirely.
8756       ArgValues[I - Args.begin()] = APValue();
8757     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
8758       return false;
8759   }
8760
8761   // Build fake call to Callee.
8762   CallStackFrame Frame(Info, Callee->getLocation(), Callee, /*This*/nullptr,
8763                        ArgValues.data());
8764   return Evaluate(Value, Info, this) && !Info.EvalStatus.HasSideEffects;
8765 }
8766
8767 bool Expr::isPotentialConstantExpr(const FunctionDecl *FD,
8768                                    SmallVectorImpl<
8769                                      PartialDiagnosticAt> &Diags) {
8770   // FIXME: It would be useful to check constexpr function templates, but at the
8771   // moment the constant expression evaluator cannot cope with the non-rigorous
8772   // ASTs which we build for dependent expressions.
8773   if (FD->isDependentContext())
8774     return true;
8775
8776   Expr::EvalStatus Status;
8777   Status.Diag = &Diags;
8778
8779   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
8780                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression);
8781
8782   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
8783   const CXXRecordDecl *RD = MD ? MD->getParent()->getCanonicalDecl() : nullptr;
8784
8785   // Fabricate an arbitrary expression on the stack and pretend that it
8786   // is a temporary being used as the 'this' pointer.
8787   LValue This;
8788   ImplicitValueInitExpr VIE(RD ? Info.Ctx.getRecordType(RD) : Info.Ctx.IntTy);
8789   This.set(&VIE, Info.CurrentCall->Index);
8790
8791   ArrayRef<const Expr*> Args;
8792
8793   SourceLocation Loc = FD->getLocation();
8794
8795   APValue Scratch;
8796   if (const CXXConstructorDecl *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(FD)) {
8797     // Evaluate the call as a constant initializer, to allow the construction
8798     // of objects of non-literal types.
8799     Info.setEvaluatingDecl(This.getLValueBase(), Scratch);
8800     HandleConstructorCall(Loc, This, Args, CD, Info, Scratch);
8801   } else
8802     HandleFunctionCall(Loc, FD, (MD && MD->isInstance()) ? &This : nullptr,
8803                        Args, FD->getBody(), Info, Scratch);
8804
8805   return Diags.empty();
8806 }
8807
8808 bool Expr::isPotentialConstantExprUnevaluated(Expr *E,
8809                                               const FunctionDecl *FD,
8810                                               SmallVectorImpl<
8811                                                 PartialDiagnosticAt> &Diags) {
8812   Expr::EvalStatus Status;
8813   Status.Diag = &Diags;
8814
8815   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
8816                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated);
8817
8818   // Fabricate a call stack frame to give the arguments a plausible cover story.
8819   ArrayRef<const Expr*> Args;
8820   ArgVector ArgValues(0);
8821   bool Success = EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info);
8822   (void)Success;
8823   assert(Success &&
8824          "Failed to set up arguments for potential constant evaluation");
8825   CallStackFrame Frame(Info, SourceLocation(), FD, nullptr, ArgValues.data());
8826
8827   APValue ResultScratch;
8828   Evaluate(ResultScratch, Info, E);
8829   return Diags.empty();
8830 }