contrib/llvm/tools/clang/lib/Sema/SemaTemplate.cpp

   1 //===------- SemaTemplate.cpp - Semantic Analysis for C++ Templates -------===//
   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 //  This file implements semantic analysis for C++ templates.
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11
  12 #include "TreeTransform.h"
  13 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  14 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  15 #include "clang/AST/DeclFriend.h"
  16 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  17 #include "clang/AST/Expr.h"
  18 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  19 #include "clang/AST/RecursiveASTVisitor.h"
  20 #include "clang/AST/TypeVisitor.h"
  21 #include "clang/Basic/Builtins.h"
  22 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  23 #include "clang/Basic/PartialDiagnostic.h"
  24 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  25 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
  26 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  27 #include "clang/Sema/ParsedTemplate.h"
  28 #include "clang/Sema/Scope.h"
  29 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  30 #include "clang/Sema/Template.h"
  31 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  34 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  35
  36 #include <iterator>
  37 using namespace clang;
  38 using namespace sema;
  39
  40 // Exported for use by Parser.
  41 SourceRange
  42 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
  43                               unsigned N) {
  44   if (!N) return SourceRange();
  45   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
  46 }
  47
  48 namespace clang {
  49 /// \brief [temp.constr.decl]p2: A template's associated constraints are
  50 /// defined as a single constraint-expression derived from the introduced
  51 /// constraint-expressions [ ... ].
  52 ///
  53 /// \param Params The template parameter list and optional requires-clause.
  54 ///
  55 /// \param FD The underlying templated function declaration for a function
  56 /// template.
  57 static Expr *formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  58                                        FunctionDecl *FD);
  59 }
  60
  61 static Expr *clang::formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  62                                               FunctionDecl *FD) {
  63   // FIXME: Concepts: collect additional introduced constraint-expressions
  64   assert(!FD && "Cannot collect constraints from function declaration yet.");
  65   return Params->getRequiresClause();
  66 }
  67
  68 /// \brief Determine whether the declaration found is acceptable as the name
  69 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
  70 /// returns NULL.
  71 static NamedDecl *isAcceptableTemplateName(ASTContext &Context,
  72                                            NamedDecl *Orig,
  73                                            bool AllowFunctionTemplates) {
  74   NamedDecl *D = Orig->getUnderlyingDecl();
  75
  76   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
  77     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
  78       return nullptr;
  79
  80     return Orig;
  81   }
  82
  83   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
  84     // C++ [temp.local]p1:
  85     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
  86     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
  87     //   can be used with or without a template-argument-list. When
  88     //   it is used without a template-argument-list, it is
  89     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
  90     //   template-parameters of the class template enclosed in
  91     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
  92     //   refers to the specified class template specialization,
  93     //   which could be the current specialization or another
  94     //   specialization.
  95     if (Record->isInjectedClassName()) {
  96       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
  97       if (Record->getDescribedClassTemplate())
  98         return Record->getDescribedClassTemplate();
  99
 100       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
 101             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
 102         return Spec->getSpecializedTemplate();
 103     }
 104
 105     return nullptr;
 106   }
 107
 108   return nullptr;
 109 }
 110
 111 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 112                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 113   // The set of class templates we've already seen.
 114   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
 115   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
 116   while (filter.hasNext()) {
 117     NamedDecl *Orig = filter.next();
 118     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig,
 119                                                AllowFunctionTemplates);
 120     if (!Repl)
 121       filter.erase();
 122     else if (Repl != Orig) {
 123
 124       // C++ [temp.local]p3:
 125       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
 126       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
 127       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
 128       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
 129       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
 130       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
 131       //   ambiguous.
 132       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
 133         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl).second) {
 134           filter.erase();
 135           continue;
 136         }
 137
 138       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
 139       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
 140       // found this template through a particular injected class name,
 141       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
 142       // Pretending that access is public is *much* safer.
 143       filter.replace(Repl, AS_public);
 144     }
 145   }
 146   filter.done();
 147 }
 148
 149 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 150                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 151   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
 152     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
 153       return true;
 154
 155   return false;
 156 }
 157
 158 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 159                                       CXXScopeSpec &SS,
 160                                       bool hasTemplateKeyword,
 161                                       UnqualifiedId &Name,
 162                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 163                                       bool EnteringContext,
 164                                       TemplateTy &TemplateResult,
 165                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 166   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 167
 168   DeclarationName TName;
 169   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 170
 171   switch (Name.getKind()) {
 172   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
 173     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 174     break;
 175
 176   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
 177     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 178                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 179     break;
 180
 181   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
 182     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 183     break;
 184
 185   default:
 186     return TNK_Non_template;
 187   }
 188
 189   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 190
 191   LookupResult R(*this, TName, Name.getLocStart(), LookupOrdinaryName);
 192   LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 193                      MemberOfUnknownSpecialization);
 194   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
 195   if (R.isAmbiguous()) {
 196     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
 197     R.suppressDiagnostics();
 198
 199     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
 200     // should at least parse them properly!
 201     return TNK_Non_template;
 202   }
 203
 204   TemplateName Template;
 205   TemplateNameKind TemplateKind;
 206
 207   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 208   if (ResultCount > 1) {
 209     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 210     // template name in other ways.
 211     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 212     TemplateKind = TNK_Function_template;
 213
 214     // We'll do this lookup again later.
 215     R.suppressDiagnostics();
 216   } else {
 217     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
 218
 219     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 220       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 221       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 222                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 223     } else {
 224       Template = TemplateName(TD);
 225     }
 226
 227     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 228       TemplateKind = TNK_Function_template;
 229
 230       // We'll do this lookup again later.
 231       R.suppressDiagnostics();
 232     } else {
 233       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 234              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
 235              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD));
 236       TemplateKind =
 237           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
 238     }
 239   }
 240
 241   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 242   return TemplateKind;
 243 }
 244
 245 bool Sema::isDeductionGuideName(Scope *S, const IdentifierInfo &Name,
 246                                 SourceLocation NameLoc,
 247                                 ParsedTemplateTy *Template) {
 248   CXXScopeSpec SS;
 249   bool MemberOfUnknownSpecialization = false;
 250
 251   // We could use redeclaration lookup here, but we don't need to: the
 252   // syntactic form of a deduction guide is enough to identify it even
 253   // if we can't look up the template name at all.
 254   LookupResult R(*this, DeclarationName(&Name), NameLoc, LookupOrdinaryName);
 255   LookupTemplateName(R, S, SS, /*ObjectType*/QualType(),
 256                      /*EnteringContext*/false, MemberOfUnknownSpecialization);
 257
 258   if (R.empty()) return false;
 259   if (R.isAmbiguous()) {
 260     // FIXME: Diagnose an ambiguity if we find at least one template.
 261     R.suppressDiagnostics();
 262     return false;
 263   }
 264
 265   // We only treat template-names that name type templates as valid deduction
 266   // guide names.
 267   TemplateDecl *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>();
 268   if (!TD || !getAsTypeTemplateDecl(TD))
 269     return false;
 270
 271   if (Template)
 272     *Template = TemplateTy::make(TemplateName(TD));
 273   return true;
 274 }
 275
 276 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 277                                        SourceLocation IILoc,
 278                                        Scope *S,
 279                                        const CXXScopeSpec *SS,
 280                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 281                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 282   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 283   // template name.
 284   // FIXME: Typo correction?
 285   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 286       computeDeclContext(*SS))
 287     return false;
 288
 289   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 290   // name.
 291   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 292   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 293     << Qualifier << II.getName()
 294     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 295   SuggestedTemplate
 296     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 297   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 298   return true;
 299 }
 300
 301 void Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 302                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 303                               QualType ObjectType,
 304                               bool EnteringContext,
 305                               bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 306   // Determine where to perform name lookup
 307   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 308   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 309   bool isDependent = false;
 310   if (!ObjectType.isNull()) {
 311     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 312     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 313     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 314     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 315     isDependent = ObjectType->isDependentType();
 316     assert((isDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 317             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 318            "Caller should have completed object type");
 319
 320     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
 321     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
 322       Found.clear();
 323       return;
 324     }
 325   } else if (SS.isSet()) {
 326     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 327     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 328     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 329     isDependent = isDependentScopeSpecifier(SS);
 330
 331     // The declaration context must be complete.
 332     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 333       return;
 334   }
 335
 336   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 337   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 338   if (LookupCtx) {
 339     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 340     // computed, which is either the type of the base of a member access
 341     // expression or the declaration context associated with a prior
 342     // nested-name-specifier.
 343     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 344     if (!ObjectType.isNull() && Found.empty()) {
 345       // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 346       //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 347       //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 348       //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 349       //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 350       //   The identifier is first looked up in the class of the object
 351       //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 352       //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 353       //   or function template.
 354       if (S) LookupName(Found, S);
 355       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 356       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 357     }
 358   } else if (isDependent && (!S || ObjectType.isNull())) {
 359     // We cannot look into a dependent object type or nested nme
 360     // specifier.
 361     MemberOfUnknownSpecialization = true;
 362     return;
 363   } else {
 364     // Perform unqualified name lookup in the current scope.
 365     LookupName(Found, S);
 366
 367     if (!ObjectType.isNull())
 368       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 369   }
 370
 371   if (Found.empty() && !isDependent) {
 372     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 373     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 374     Found.clear();
 375     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 376     auto FilterCCC = llvm::make_unique<CorrectionCandidateCallback>();
 377     FilterCCC->WantTypeSpecifiers = false;
 378     FilterCCC->WantExpressionKeywords = false;
 379     FilterCCC->WantRemainingKeywords = false;
 380     FilterCCC->WantCXXNamedCasts = true;
 381     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(
 382             Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S, &SS,
 383             std::move(FilterCCC), CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 384       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 385       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
 386         Found.addDecl(ND);
 387       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 388       if (!Found.empty()) {
 389         if (LookupCtx) {
 390           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 391           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 392                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 393           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 394                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 395                                     << SS.getRange());
 396         } else {
 397           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 398         }
 399       }
 400     } else {
 401       Found.setLookupName(Name);
 402     }
 403   }
 404
 405   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 406   if (Found.empty()) {
 407     if (isDependent)
 408       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 409     return;
 410   }
 411
 412   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 413       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 414     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 415     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 416     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 417     //   postfix-expression and [...]
 418     //
 419     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 420     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 421                             LookupOrdinaryName);
 422     LookupName(FoundOuter, S);
 423     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 424
 425     if (FoundOuter.empty()) {
 426       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 427       //     object expression is used, otherwise
 428     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
 429                FoundOuter.isAmbiguous()) {
 430       //   - if the name is found in the context of the entire
 431       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 432       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 433       FoundOuter.clear();
 434     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 435       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 436       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 437       //     otherwise the program is ill-formed.
 438       if (!Found.isSingleResult() ||
 439           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
 440             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
 441         Diag(Found.getNameLoc(),
 442              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 443           << Found.getLookupName()
 444           << ObjectType;
 445         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 446              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 447           << ObjectType;
 448         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 449              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 450
 451         // Recover by taking the template that we found in the object
 452         // expression's type.
 453       }
 454     }
 455   }
 456 }
 457
 458 void Sema::diagnoseExprIntendedAsTemplateName(Scope *S, ExprResult TemplateName,
 459                                               SourceLocation Less,
 460                                               SourceLocation Greater) {
 461   if (TemplateName.isInvalid())
 462     return;
 463
 464   DeclarationNameInfo NameInfo;
 465   CXXScopeSpec SS;
 466   LookupNameKind LookupKind;
 467
 468   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 469   NamedDecl *Found = nullptr;
 470
 471   // Figure out what name we looked up.
 472   if (auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(TemplateName.get())) {
 473     NameInfo = ME->getMemberNameInfo();
 474     SS.Adopt(ME->getQualifierLoc());
 475     LookupKind = LookupMemberName;
 476     LookupCtx = ME->getBase()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
 477     Found = ME->getMemberDecl();
 478   } else {
 479     auto *DRE = cast<DeclRefExpr>(TemplateName.get());
 480     NameInfo = DRE->getNameInfo();
 481     SS.Adopt(DRE->getQualifierLoc());
 482     LookupKind = LookupOrdinaryName;
 483     Found = DRE->getFoundDecl();
 484   }
 485
 486   // Try to correct the name by looking for templates and C++ named casts.
 487   struct TemplateCandidateFilter : CorrectionCandidateCallback {
 488     TemplateCandidateFilter() {
 489       WantTypeSpecifiers = false;
 490       WantExpressionKeywords = false;
 491       WantRemainingKeywords = false;
 492       WantCXXNamedCasts = true;
 493     };
 494     bool ValidateCandidate(const TypoCorrection &Candidate) override {
 495       if (auto *ND = Candidate.getCorrectionDecl())
 496         return isAcceptableTemplateName(ND->getASTContext(), ND, true);
 497       return Candidate.isKeyword();
 498     }
 499   };
 500
 501   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
 502   if (TypoCorrection Corrected =
 503           CorrectTypo(NameInfo, LookupKind, S, &SS,
 504                       llvm::make_unique<TemplateCandidateFilter>(),
 505                       CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 506     auto *ND = Corrected.getFoundDecl();
 507     if (ND)
 508       ND = isAcceptableTemplateName(Context, ND,
 509                                     /*AllowFunctionTemplates*/ true);
 510     if (ND || Corrected.isKeyword()) {
 511       if (LookupCtx) {
 512         std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 513         bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 514                                 Name.getAsString() == CorrectedStr;
 515         diagnoseTypo(Corrected,
 516                      PDiag(diag::err_non_template_in_member_template_id_suggest)
 517                          << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 518                          << SS.getRange(), false);
 519       } else {
 520         diagnoseTypo(Corrected,
 521                      PDiag(diag::err_non_template_in_template_id_suggest)
 522                          << Name, false);
 523       }
 524       if (Found)
 525         Diag(Found->getLocation(),
 526              diag::note_non_template_in_template_id_found);
 527       return;
 528     }
 529   }
 530
 531   Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_non_template_in_template_id)
 532     << Name << SourceRange(Less, Greater);
 533   if (Found)
 534     Diag(Found->getLocation(), diag::note_non_template_in_template_id_found);
 535 }
 536
 537 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 538 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 539 /// specifier naming a dependent type.
 540 ExprResult
 541 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 542                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 543                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 544                                  bool isAddressOfOperand,
 545                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 546   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 547
 548   // C++11 [expr.prim.general]p12:
 549   //   An id-expression that denotes a non-static data member or non-static
 550   //   member function of a class can only be used:
 551   //   (...)
 552   //   - if that id-expression denotes a non-static data member and it
 553   //     appears in an unevaluated operand.
 554   //
 555   // If this might be the case, form a DependentScopeDeclRefExpr instead of a
 556   // CXXDependentScopeMemberExpr. The former can instantiate to either
 557   // DeclRefExpr or MemberExpr depending on lookup results, while the latter is
 558   // always a MemberExpr.
 559   bool MightBeCxx11UnevalField =
 560       getLangOpts().CPlusPlus11 && isUnevaluatedContext();
 561
 562   // Check if the nested name specifier is an enum type.
 563   bool IsEnum = false;
 564   if (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep())
 565     IsEnum = dyn_cast_or_null<EnumType>(NNS->getAsType());
 566
 567   if (!MightBeCxx11UnevalField && !isAddressOfOperand && !IsEnum &&
 568       isa<CXXMethodDecl>(DC) && cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 569     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
 570
 571     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 572     // perform the double-lookup check.
 573     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 574
 575     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 576         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 577         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 578         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 579   }
 580
 581   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 582 }
 583
 584 ExprResult
 585 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 586                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 587                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 588                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 589   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 590       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 591       TemplateArgs);
 592 }
 593
 594
 595 /// Determine whether we would be unable to instantiate this template (because
 596 /// it either has no definition, or is in the process of being instantiated).
 597 bool Sema::DiagnoseUninstantiableTemplate(SourceLocation PointOfInstantiation,
 598                                           NamedDecl *Instantiation,
 599                                           bool InstantiatedFromMember,
 600                                           const NamedDecl *Pattern,
 601                                           const NamedDecl *PatternDef,
 602                                           TemplateSpecializationKind TSK,
 603                                           bool Complain /*= true*/) {
 604   assert(isa<TagDecl>(Instantiation) || isa<FunctionDecl>(Instantiation) ||
 605          isa<VarDecl>(Instantiation));
 606
 607   bool IsEntityBeingDefined = false;
 608   if (const TagDecl *TD = dyn_cast_or_null<TagDecl>(PatternDef))
 609     IsEntityBeingDefined = TD->isBeingDefined();
 610
 611   if (PatternDef && !IsEntityBeingDefined) {
 612     NamedDecl *SuggestedDef = nullptr;
 613     if (!hasVisibleDefinition(const_cast<NamedDecl*>(PatternDef), &SuggestedDef,
 614                               /*OnlyNeedComplete*/false)) {
 615       // If we're allowed to diagnose this and recover, do so.
 616       bool Recover = Complain && !isSFINAEContext();
 617       if (Complain)
 618         diagnoseMissingImport(PointOfInstantiation, SuggestedDef,
 619                               Sema::MissingImportKind::Definition, Recover);
 620       return !Recover;
 621     }
 622     return false;
 623   }
 624
 625   if (!Complain || (PatternDef && PatternDef->isInvalidDecl()))
 626     return true;
 627
 628   llvm::Optional<unsigned> Note;
 629   QualType InstantiationTy;
 630   if (TagDecl *TD = dyn_cast<TagDecl>(Instantiation))
 631     InstantiationTy = Context.getTypeDeclType(TD);
 632   if (PatternDef) {
 633     Diag(PointOfInstantiation,
 634          diag::err_template_instantiate_within_definition)
 635       << /*implicit|explicit*/(TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 636       << InstantiationTy;
 637     // Not much point in noting the template declaration here, since
 638     // we're lexically inside it.
 639     Instantiation->setInvalidDecl();
 640   } else if (InstantiatedFromMember) {
 641     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 642       Diag(PointOfInstantiation,
 643            diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 644         << /*member function*/ 1 << Instantiation->getDeclName()
 645         << Instantiation->getDeclContext();
 646       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 647     } else {
 648       assert(isa<TagDecl>(Instantiation) && "Must be a TagDecl!");
 649       Diag(PointOfInstantiation,
 650            diag::err_implicit_instantiate_member_undefined)
 651         << InstantiationTy;
 652       Note = diag::note_member_declared_at;
 653     }
 654   } else {
 655     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 656       Diag(PointOfInstantiation,
 657            diag::err_explicit_instantiation_undefined_func_template)
 658         << Pattern;
 659       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 660     } else if (isa<TagDecl>(Instantiation)) {
 661       Diag(PointOfInstantiation, diag::err_template_instantiate_undefined)
 662         << (TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 663         << InstantiationTy;
 664       Note = diag::note_template_decl_here;
 665     } else {
 666       assert(isa<VarDecl>(Instantiation) && "Must be a VarDecl!");
 667       if (isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Instantiation)) {
 668         Diag(PointOfInstantiation,
 669              diag::err_explicit_instantiation_undefined_var_template)
 670           << Instantiation;
 671         Instantiation->setInvalidDecl();
 672       } else
 673         Diag(PointOfInstantiation,
 674              diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 675           << /*static data member*/ 2 << Instantiation->getDeclName()
 676           << Instantiation->getDeclContext();
 677       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 678     }
 679   }
 680   if (Note) // Diagnostics were emitted.
 681     Diag(Pattern->getLocation(), Note.getValue());
 682
 683   // In general, Instantiation isn't marked invalid to get more than one
 684   // error for multiple undefined instantiations. But the code that does
 685   // explicit declaration -> explicit definition conversion can't handle
 686   // invalid declarations, so mark as invalid in that case.
 687   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
 688     Instantiation->setInvalidDecl();
 689   return true;
 690 }
 691
 692 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 693 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 694 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 695 /// an error, and false otherwise.
 696 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 697   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 698
 699   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 700   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 701     return;
 702
 703   // C++ [temp.local]p4:
 704   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 705   //   scope (including nested scopes).
 706   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 707     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 708   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 709 }
 710
 711 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 712 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 713 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 714 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 715   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 716     D = Temp->getTemplatedDecl();
 717     return Temp;
 718   }
 719   return nullptr;
 720 }
 721
 722 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 723                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 724   assert(Kind == Template &&
 725          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 726   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 727          "Template template argument pack expansion without packs");
 728   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 729   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 730   return Result;
 731 }
 732
 733 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 734                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 735
 736   switch (Arg.getKind()) {
 737   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 738     TypeSourceInfo *DI;
 739     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 740     if (!DI)
 741       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 742     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 743   }
 744
 745   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 746     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 747     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 748   }
 749
 750   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 751     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 752     TemplateArgument TArg;
 753     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 754       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 755     else
 756       TArg = Template;
 757     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 758                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 759                                                               SemaRef.Context),
 760                                Arg.getLocation(),
 761                                Arg.getEllipsisLoc());
 762   }
 763   }
 764
 765   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 766 }
 767
 768 /// \brief Translates template arguments as provided by the parser
 769 /// into template arguments used by semantic analysis.
 770 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 771                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 772  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 773    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 774                                                       TemplateArgsIn[I]));
 775 }
 776
 777 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 778                                                  SourceLocation Loc,
 779                                                  IdentifierInfo *Name) {
 780   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 781       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForRedeclaration);
 782   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 783     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 784 }
 785
 786 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 787 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 788 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 789 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 790 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 791 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 792 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 793 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 794 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 795 Decl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 796                                SourceLocation EllipsisLoc,
 797                                SourceLocation KeyLoc,
 798                                IdentifierInfo *ParamName,
 799                                SourceLocation ParamNameLoc,
 800                                unsigned Depth, unsigned Position,
 801                                SourceLocation EqualLoc,
 802                                ParsedType DefaultArg) {
 803   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 804          "Template type parameter not in template parameter scope!");
 805
 806   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
 807   if (!ParamName)
 808     Loc = KeyLoc;
 809
 810   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 811   TemplateTypeParmDecl *Param
 812     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 813                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
 814                                    Typename, IsParameterPack);
 815   Param->setAccess(AS_public);
 816
 817   if (ParamName) {
 818     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
 819
 820     // Add the template parameter into the current scope.
 821     S->AddDecl(Param);
 822     IdResolver.AddDecl(Param);
 823   }
 824
 825   // C++0x [temp.param]p9:
 826   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 827   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 828   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
 829     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 830     DefaultArg = nullptr;
 831   }
 832
 833   // Handle the default argument, if provided.
 834   if (DefaultArg) {
 835     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
 836     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
 837
 838     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
 839
 840     // Check for unexpanded parameter packs.
 841     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
 842                                         UPPC_DefaultArgument))
 843       return Param;
 844
 845     // Check the template argument itself.
 846     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
 847       Param->setInvalidDecl();
 848       return Param;
 849     }
 850
 851     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
 852   }
 853
 854   return Param;
 855 }
 856
 857 /// \brief Check that the type of a non-type template parameter is
 858 /// well-formed.
 859 ///
 860 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
 861 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
 862 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(TypeSourceInfo *&TSI,
 863                                                  SourceLocation Loc) {
 864   if (TSI->getType()->isUndeducedType()) {
 865     // C++1z [temp.dep.expr]p3:
 866     //   An id-expression is type-dependent if it contains
 867     //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
 868     //      template-parameter declared with a type that contains a
 869     //      placeholder type (7.1.7.4),
 870     TSI = SubstAutoTypeSourceInfo(TSI, Context.DependentTy);
 871   }
 872
 873   return CheckNonTypeTemplateParameterType(TSI->getType(), Loc);
 874 }
 875
 876 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T,
 877                                                  SourceLocation Loc) {
 878   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
 879   // parameters.
 880   if (T->isVariablyModifiedType()) {
 881     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
 882       << T;
 883     return QualType();
 884   }
 885
 886   // C++ [temp.param]p4:
 887   //
 888   // A non-type template-parameter shall have one of the following
 889   // (optionally cv-qualified) types:
 890   //
 891   //       -- integral or enumeration type,
 892   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
 893       //   -- pointer to object or pointer to function,
 894       T->isPointerType() ||
 895       //   -- reference to object or reference to function,
 896       T->isReferenceType() ||
 897       //   -- pointer to member,
 898       T->isMemberPointerType() ||
 899       //   -- std::nullptr_t.
 900       T->isNullPtrType() ||
 901       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
 902       // assume that it is well-formed.
 903       T->isDependentType() ||
 904       // Allow use of auto in template parameter declarations.
 905       T->isUndeducedType()) {
 906     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
 907     // are ignored when determining its type.
 908     return T.getUnqualifiedType();
 909   }
 910
 911   // C++ [temp.param]p8:
 912   //
 913   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
 914   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
 915   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
 916   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
 917     return Context.getDecayedType(T);
 918
 919   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
 920     << T;
 921
 922   return QualType();
 923 }
 924
 925 Decl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
 926                                           unsigned Depth,
 927                                           unsigned Position,
 928                                           SourceLocation EqualLoc,
 929                                           Expr *Default) {
 930   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
 931
 932   if (TInfo->getType()->isUndeducedType()) {
 933     Diag(D.getIdentifierLoc(),
 934          diag::warn_cxx14_compat_template_nontype_parm_auto_type)
 935       << QualType(TInfo->getType()->getContainedAutoType(), 0);
 936   }
 937
 938   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 939          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
 940   bool Invalid = false;
 941
 942   QualType T = CheckNonTypeTemplateParameterType(TInfo, D.getIdentifierLoc());
 943   if (T.isNull()) {
 944     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
 945     Invalid = true;
 946   }
 947
 948   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
 949   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
 950   NonTypeTemplateParmDecl *Param
 951     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 952                                       D.getLocStart(),
 953                                       D.getIdentifierLoc(),
 954                                       Depth, Position, ParamName, T,
 955                                       IsParameterPack, TInfo);
 956   Param->setAccess(AS_public);
 957
 958   if (Invalid)
 959     Param->setInvalidDecl();
 960
 961   if (ParamName) {
 962     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
 963                                          ParamName);
 964
 965     // Add the template parameter into the current scope.
 966     S->AddDecl(Param);
 967     IdResolver.AddDecl(Param);
 968   }
 969
 970   // C++0x [temp.param]p9:
 971   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 972   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 973   if (Default && IsParameterPack) {
 974     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 975     Default = nullptr;
 976   }
 977
 978   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
 979   if (Default) {
 980     // Check for unexpanded parameter packs.
 981     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
 982       return Param;
 983
 984     TemplateArgument Converted;
 985     ExprResult DefaultRes =
 986         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
 987     if (DefaultRes.isInvalid()) {
 988       Param->setInvalidDecl();
 989       return Param;
 990     }
 991     Default = DefaultRes.get();
 992
 993     Param->setDefaultArgument(Default);
 994   }
 995
 996   return Param;
 997 }
 998
 999 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
1000 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
1001 /// has been parsed. S is the current scope.
1002 Decl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
1003                                            SourceLocation TmpLoc,
1004                                            TemplateParameterList *Params,
1005                                            SourceLocation EllipsisLoc,
1006                                            IdentifierInfo *Name,
1007                                            SourceLocation NameLoc,
1008                                            unsigned Depth,
1009                                            unsigned Position,
1010                                            SourceLocation EqualLoc,
1011                                            ParsedTemplateArgument Default) {
1012   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1013          "Template template parameter not in template parameter scope!");
1014
1015   // Construct the parameter object.
1016   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
1017   TemplateTemplateParmDecl *Param =
1018     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1019                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
1020                                      Depth, Position, IsParameterPack,
1021                                      Name, Params);
1022   Param->setAccess(AS_public);
1023
1024   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
1025   // into the scope and lookup mechanisms.
1026   if (Name) {
1027     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
1028
1029     S->AddDecl(Param);
1030     IdResolver.AddDecl(Param);
1031   }
1032
1033   if (Params->size() == 0) {
1034     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
1035     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
1036     Param->setInvalidDecl();
1037   }
1038
1039   // C++0x [temp.param]p9:
1040   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1041   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1042   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
1043     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1044     Default = ParsedTemplateArgument();
1045   }
1046
1047   if (!Default.isInvalid()) {
1048     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
1049     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
1050     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
1051     // be able to match now.
1052     //
1053     // If none of the template template parameter's template arguments mention
1054     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
1055     // However, it isn't worth doing.
1056     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
1057     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
1058       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template)
1059         << DefaultArg.getSourceRange();
1060       return Param;
1061     }
1062
1063     // Check for unexpanded parameter packs.
1064     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
1065                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
1066                                         UPPC_DefaultArgument))
1067       return Param;
1068
1069     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
1070   }
1071
1072   return Param;
1073 }
1074
1075 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList, optionally
1076 /// constrained by RequiresClause, that contains the template parameters in
1077 /// Params.
1078 TemplateParameterList *
1079 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
1080                                  SourceLocation ExportLoc,
1081                                  SourceLocation TemplateLoc,
1082                                  SourceLocation LAngleLoc,
1083                                  ArrayRef<Decl *> Params,
1084                                  SourceLocation RAngleLoc,
1085                                  Expr *RequiresClause) {
1086   if (ExportLoc.isValid())
1087     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
1088
1089   return TemplateParameterList::Create(
1090       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
1091       llvm::makeArrayRef((NamedDecl *const *)Params.data(), Params.size()),
1092       RAngleLoc, RequiresClause);
1093 }
1094
1095 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
1096   if (SS.isSet())
1097     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
1098 }
1099
1100 DeclResult
1101 Sema::CheckClassTemplate(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
1102                          SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
1103                          IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
1104                          AttributeList *Attr,
1105                          TemplateParameterList *TemplateParams,
1106                          AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
1107                          SourceLocation FriendLoc,
1108                          unsigned NumOuterTemplateParamLists,
1109                          TemplateParameterList** OuterTemplateParamLists,
1110                          SkipBodyInfo *SkipBody) {
1111   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
1112          "No template parameters");
1113   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
1114   bool Invalid = false;
1115
1116   // Check that we can declare a template here.
1117   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
1118     return true;
1119
1120   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
1121   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
1122
1123   // There is no such thing as an unnamed class template.
1124   if (!Name) {
1125     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
1126     return true;
1127   }
1128
1129   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
1130   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
1131   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
1132   DeclContext *SemanticContext;
1133   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
1134                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
1135                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
1136                         ForRedeclaration);
1137   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
1138     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
1139     if (!SemanticContext) {
1140       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
1141       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
1142       // class templates, so don't complain here.
1143       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
1144                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
1145                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
1146           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
1147       return TUK != TUK_Friend;
1148     }
1149
1150     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
1151       return true;
1152
1153     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
1154     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
1155     // now that we know what the current instantiation is.
1156     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
1157       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
1158       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
1159         Invalid = true;
1160     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
1161       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc);
1162
1163     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
1164   } else {
1165     SemanticContext = CurContext;
1166
1167     // C++14 [class.mem]p14:
1168     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
1169     //   name different from T:
1170     //    -- every member template of class T
1171     if (TUK != TUK_Friend &&
1172         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
1173                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
1174       return true;
1175
1176     LookupName(Previous, S);
1177   }
1178
1179   if (Previous.isAmbiguous())
1180     return true;
1181
1182   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
1183   if (Previous.begin() != Previous.end())
1184     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1185
1186   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1187     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1188     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1189     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1190     PrevDecl = nullptr;
1191   }
1192
1193   // If there is a previous declaration with the same name, check
1194   // whether this is a valid redeclaration.
1195   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate
1196     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
1197
1198   // We may have found the injected-class-name of a class template,
1199   // class template partial specialization, or class template specialization.
1200   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
1201   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
1202       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
1203     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
1204     PrevClassTemplate
1205       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
1206     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
1207       PrevClassTemplate
1208         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
1209             ->getSpecializedTemplate();
1210     }
1211   }
1212
1213   if (TUK == TUK_Friend) {
1214     // C++ [namespace.memdef]p3:
1215     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
1216     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
1217     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
1218     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
1219     if (!SS.isSet()) {
1220       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
1221       while (!OutermostContext->isFileContext())
1222         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
1223
1224       if (PrevDecl &&
1225           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
1226            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
1227         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
1228       } else {
1229         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
1230         // context we computed is the semantic context for our new
1231         // declaration.
1232         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1233         SemanticContext = OutermostContext;
1234
1235         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
1236         // declaration of this name as a non-tag type.
1237         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
1238         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
1239         while (LookupContext->isTransparentContext())
1240           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
1241         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
1242
1243         if (Previous.isAmbiguous())
1244           return true;
1245
1246         if (Previous.begin() != Previous.end())
1247           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1248       }
1249     }
1250   } else if (PrevDecl &&
1251              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
1252                             S, SS.isValid()))
1253     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1254
1255   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
1256           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
1257     if (SS.isEmpty() &&
1258         !(PrevClassTemplate &&
1259           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
1260               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
1261       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
1262       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
1263            diag::note_using_decl_target);
1264       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
1265       // Recover by ignoring the old declaration.
1266       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1267     }
1268   }
1269
1270   // TODO Memory management; associated constraints are not always stored.
1271   Expr *const CurAC = formAssociatedConstraints(TemplateParams, nullptr);
1272
1273   if (PrevClassTemplate) {
1274     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
1275     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
1276     // could be dependent.
1277     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1278         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1279                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1280                                         /*Complain=*/true,
1281                                         TPL_TemplateMatch))
1282       return true;
1283
1284     // Check for matching associated constraints on redeclarations.
1285     const Expr *const PrevAC = PrevClassTemplate->getAssociatedConstraints();
1286     const bool RedeclACMismatch = [&] {
1287       if (!(CurAC || PrevAC))
1288         return false; // Nothing to check; no mismatch.
1289       if (CurAC && PrevAC) {
1290         llvm::FoldingSetNodeID CurACInfo, PrevACInfo;
1291         CurAC->Profile(CurACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1292         PrevAC->Profile(PrevACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1293         if (CurACInfo == PrevACInfo)
1294           return false; // All good; no mismatch.
1295       }
1296       return true;
1297     }();
1298
1299     if (RedeclACMismatch) {
1300       Diag(CurAC ? CurAC->getLocStart() : NameLoc,
1301            diag::err_template_different_associated_constraints);
1302       Diag(PrevAC ? PrevAC->getLocStart() : PrevClassTemplate->getLocation(),
1303            diag::note_template_prev_declaration) << /*declaration*/0;
1304       return true;
1305     }
1306
1307     // C++ [temp.class]p4:
1308     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1309     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1310     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1311     //   template declaration (7.1.5.3).
1312     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1313     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1314                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1315       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1316         << Name
1317         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1318       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1319       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1320     }
1321
1322     // Check for redefinition of this class template.
1323     if (TUK == TUK_Definition) {
1324       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1325         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1326         // simply making that previous definition visible.
1327         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1328         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1329           SkipBody->ShouldSkip = true;
1330           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1331           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1332                          "class template?");
1333           makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
1334           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl);
1335           return Def;
1336         }
1337
1338         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1339         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1340         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1341         // definition, as part of error recovery?
1342         return true;
1343       }
1344     }
1345   } else if (PrevDecl) {
1346     // C++ [temp]p5:
1347     //   A class template shall not have the same name as any other
1348     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1349     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1350     //   in (14.5.4).
1351     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1352     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1353     return true;
1354   }
1355
1356   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1357   // merging in the template parameter list from the previous class
1358   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1359   // context, because the template parameter list might be dependent.
1360   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1361       CheckTemplateParameterList(
1362           TemplateParams,
1363           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1364                             : nullptr,
1365           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1366            SemanticContext->isDependentContext())
1367               ? TPC_ClassTemplateMember
1368               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1369                                   : TPC_ClassTemplate))
1370     Invalid = true;
1371
1372   if (SS.isSet()) {
1373     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1374     // template out-of-line.
1375     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1376       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1377                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1378         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1379       Invalid = true;
1380     }
1381   }
1382
1383   // If this is a templated friend in a dependent context we should not put it
1384   // on the redecl chain. In some cases, the templated friend can be the most
1385   // recent declaration tricking the template instantiator to make substitutions
1386   // there.
1387   // FIXME: Figure out how to combine with shouldLinkDependentDeclWithPrevious
1388   bool ShouldAddRedecl
1389     = !(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext());
1390
1391   CXXRecordDecl *NewClass =
1392     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1393                           PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ?
1394                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1395                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1396   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1397   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1398     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1399         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1400                                     NumOuterTemplateParamLists));
1401
1402   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1403   // the ASTContext lays out the structure.
1404   if (TUK == TUK_Definition) {
1405     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1406     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1407   }
1408
1409   // Attach the associated constraints when the declaration will not be part of
1410   // a decl chain.
1411   Expr *const ACtoAttach =
1412       PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ? nullptr : CurAC;
1413
1414   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1415     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1416                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1417                                 NewClass, ACtoAttach);
1418
1419   if (ShouldAddRedecl)
1420     NewTemplate->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1421
1422   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1423
1424   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1425     NewTemplate->setModulePrivate();
1426
1427   // Build the type for the class template declaration now.
1428   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1429   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1430   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1431   (void)T;
1432
1433   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1434   // class template, make a note of that.
1435   if (PrevClassTemplate &&
1436       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1437     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1438
1439   // Set the access specifier.
1440   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1441     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1442
1443   // Set the lexical context of these templates
1444   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1445   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1446
1447   if (TUK == TUK_Definition)
1448     NewClass->startDefinition();
1449
1450   if (Attr)
1451     ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1452
1453   if (PrevClassTemplate)
1454     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1455
1456   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1457
1458   if (TUK != TUK_Friend) {
1459     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1460     Scope *Outer = S;
1461     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1462       Outer = Outer->getParent();
1463     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1464   } else {
1465     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1466       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1467       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1468     }
1469
1470     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1471
1472     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1473     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1474       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1475       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1476       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1477         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1478                           /* AddToContext = */ false);
1479     }
1480
1481     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1482         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1483     Friend->setAccess(AS_public);
1484     CurContext->addDecl(Friend);
1485   }
1486
1487   if (Invalid) {
1488     NewTemplate->setInvalidDecl();
1489     NewClass->setInvalidDecl();
1490   }
1491
1492   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1493
1494   return NewTemplate;
1495 }
1496
1497 namespace {
1498 /// Transform to convert portions of a constructor declaration into the
1499 /// corresponding deduction guide, per C++1z [over.match.class.deduct]p1.
1500 struct ConvertConstructorToDeductionGuideTransform {
1501   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform(Sema &S,
1502                                               ClassTemplateDecl *Template)
1503       : SemaRef(S), Template(Template) {}
1504
1505   Sema &SemaRef;
1506   ClassTemplateDecl *Template;
1507
1508   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1509   CXXRecordDecl *Primary = Template->getTemplatedDecl();
1510   DeclarationName DeductionGuideName =
1511       SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXDeductionGuideName(Template);
1512
1513   QualType DeducedType = SemaRef.Context.getTypeDeclType(Primary);
1514
1515   // Index adjustment to apply to convert depth-1 template parameters into
1516   // depth-0 template parameters.
1517   unsigned Depth1IndexAdjustment = Template->getTemplateParameters()->size();
1518
1519   /// Transform a constructor declaration into a deduction guide.
1520   NamedDecl *transformConstructor(FunctionTemplateDecl *FTD,
1521                                   CXXConstructorDecl *CD) {
1522     SmallVector<TemplateArgument, 16> SubstArgs;
1523
1524     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1525
1526     // C++ [over.match.class.deduct]p1:
1527     // -- For each constructor of the class template designated by the
1528     //    template-name, a function template with the following properties:
1529
1530     //    -- The template parameters are the template parameters of the class
1531     //       template followed by the template parameters (including default
1532     //       template arguments) of the constructor, if any.
1533     TemplateParameterList *TemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1534     if (FTD) {
1535       TemplateParameterList *InnerParams = FTD->getTemplateParameters();
1536       SmallVector<NamedDecl *, 16> AllParams;
1537       AllParams.reserve(TemplateParams->size() + InnerParams->size());
1538       AllParams.insert(AllParams.begin(),
1539                        TemplateParams->begin(), TemplateParams->end());
1540       SubstArgs.reserve(InnerParams->size());
1541
1542       // Later template parameters could refer to earlier ones, so build up
1543       // a list of substituted template arguments as we go.
1544       for (NamedDecl *Param : *InnerParams) {
1545         MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1546         Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1547         Args.addOuterRetainedLevel();
1548         NamedDecl *NewParam = transformTemplateParameter(Param, Args);
1549         if (!NewParam)
1550           return nullptr;
1551         AllParams.push_back(NewParam);
1552         SubstArgs.push_back(SemaRef.Context.getCanonicalTemplateArgument(
1553             SemaRef.Context.getInjectedTemplateArg(NewParam)));
1554       }
1555       TemplateParams = TemplateParameterList::Create(
1556           SemaRef.Context, InnerParams->getTemplateLoc(),
1557           InnerParams->getLAngleLoc(), AllParams, InnerParams->getRAngleLoc(),
1558           /*FIXME: RequiresClause*/ nullptr);
1559     }
1560
1561     // If we built a new template-parameter-list, track that we need to
1562     // substitute references to the old parameters into references to the
1563     // new ones.
1564     MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1565     if (FTD) {
1566       Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1567       Args.addOuterRetainedLevel();
1568     }
1569
1570     FunctionProtoTypeLoc FPTL = CD->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc()
1571                                    .getAsAdjusted<FunctionProtoTypeLoc>();
1572     assert(FPTL && "no prototype for constructor declaration");
1573
1574     // Transform the type of the function, adjusting the return type and
1575     // replacing references to the old parameters with references to the
1576     // new ones.
1577     TypeLocBuilder TLB;
1578     SmallVector<ParmVarDecl*, 8> Params;
1579     QualType NewType = transformFunctionProtoType(TLB, FPTL, Params, Args);
1580     if (NewType.isNull())
1581       return nullptr;
1582     TypeSourceInfo *NewTInfo = TLB.getTypeSourceInfo(SemaRef.Context, NewType);
1583
1584     return buildDeductionGuide(TemplateParams, CD->isExplicit(), NewTInfo,
1585                                CD->getLocStart(), CD->getLocation(),
1586                                CD->getLocEnd());
1587   }
1588
1589   /// Build a deduction guide with the specified parameter types.
1590   NamedDecl *buildSimpleDeductionGuide(MutableArrayRef<QualType> ParamTypes) {
1591     SourceLocation Loc = Template->getLocation();
1592
1593     // Build the requested type.
1594     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1595     EPI.HasTrailingReturn = true;
1596     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(DeducedType, ParamTypes, Loc,
1597                                                 DeductionGuideName, EPI);
1598     TypeSourceInfo *TSI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(Result, Loc);
1599
1600     FunctionProtoTypeLoc FPTL =
1601         TSI->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
1602
1603     // Build the parameters, needed during deduction / substitution.
1604     SmallVector<ParmVarDecl*, 4> Params;
1605     for (auto T : ParamTypes) {
1606       ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(
1607           SemaRef.Context, DC, Loc, Loc, nullptr, T,
1608           SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Loc), SC_None, nullptr);
1609       NewParam->setScopeInfo(0, Params.size());
1610       FPTL.setParam(Params.size(), NewParam);
1611       Params.push_back(NewParam);
1612     }
1613
1614     return buildDeductionGuide(Template->getTemplateParameters(), false, TSI,
1615                                Loc, Loc, Loc);
1616   }
1617
1618 private:
1619   /// Transform a constructor template parameter into a deduction guide template
1620   /// parameter, rebuilding any internal references to earlier parameters and
1621   /// renumbering as we go.
1622   NamedDecl *transformTemplateParameter(NamedDecl *TemplateParam,
1623                                         MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1624     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParam)) {
1625       // TemplateTypeParmDecl's index cannot be changed after creation, so
1626       // substitute it directly.
1627       auto *NewTTP = TemplateTypeParmDecl::Create(
1628           SemaRef.Context, DC, TTP->getLocStart(), TTP->getLocation(),
1629           /*Depth*/0, Depth1IndexAdjustment + TTP->getIndex(),
1630           TTP->getIdentifier(), TTP->wasDeclaredWithTypename(),
1631           TTP->isParameterPack());
1632       if (TTP->hasDefaultArgument()) {
1633         TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
1634             SemaRef.SubstType(TTP->getDefaultArgumentInfo(), Args,
1635                               TTP->getDefaultArgumentLoc(), TTP->getDeclName());
1636         if (InstantiatedDefaultArg)
1637           NewTTP->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
1638       }
1639       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(TemplateParam,
1640                                                            NewTTP);
1641       return NewTTP;
1642     }
1643
1644     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(TemplateParam))
1645       return transformTemplateParameterImpl(TTP, Args);
1646
1647     return transformTemplateParameterImpl(
1648         cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParam), Args);
1649   }
1650   template<typename TemplateParmDecl>
1651   TemplateParmDecl *
1652   transformTemplateParameterImpl(TemplateParmDecl *OldParam,
1653                                  MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1654     // Ask the template instantiator to do the heavy lifting for us, then adjust
1655     // the index of the parameter once it's done.
1656     auto *NewParam =
1657         cast_or_null<TemplateParmDecl>(SemaRef.SubstDecl(OldParam, DC, Args));
1658     assert(NewParam->getDepth() == 0 && "unexpected template param depth");
1659     NewParam->setPosition(NewParam->getPosition() + Depth1IndexAdjustment);
1660     return NewParam;
1661   }
1662
1663   QualType transformFunctionProtoType(TypeLocBuilder &TLB,
1664                                       FunctionProtoTypeLoc TL,
1665                                       SmallVectorImpl<ParmVarDecl*> &Params,
1666                                       MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1667     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
1668     const FunctionProtoType *T = TL.getTypePtr();
1669
1670     //    -- The types of the function parameters are those of the constructor.
1671     for (auto *OldParam : TL.getParams()) {
1672       ParmVarDecl *NewParam = transformFunctionTypeParam(OldParam, Args);
1673       if (!NewParam)
1674         return QualType();
1675       ParamTypes.push_back(NewParam->getType());
1676       Params.push_back(NewParam);
1677     }
1678
1679     //    -- The return type is the class template specialization designated by
1680     //       the template-name and template arguments corresponding to the
1681     //       template parameters obtained from the class template.
1682     //
1683     // We use the injected-class-name type of the primary template instead.
1684     // This has the convenient property that it is different from any type that
1685     // the user can write in a deduction-guide (because they cannot enter the
1686     // context of the template), so implicit deduction guides can never collide
1687     // with explicit ones.
1688     QualType ReturnType = DeducedType;
1689     TLB.pushTypeSpec(ReturnType).setNameLoc(Primary->getLocation());
1690
1691     // Resolving a wording defect, we also inherit the variadicness of the
1692     // constructor.
1693     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1694     EPI.Variadic = T->isVariadic();
1695     EPI.HasTrailingReturn = true;
1696
1697     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(
1698         ReturnType, ParamTypes, TL.getLocStart(), DeductionGuideName, EPI);
1699     if (Result.isNull())
1700       return QualType();
1701
1702     FunctionProtoTypeLoc NewTL = TLB.push<FunctionProtoTypeLoc>(Result);
1703     NewTL.setLocalRangeBegin(TL.getLocalRangeBegin());
1704     NewTL.setLParenLoc(TL.getLParenLoc());
1705     NewTL.setRParenLoc(TL.getRParenLoc());
1706     NewTL.setExceptionSpecRange(SourceRange());
1707     NewTL.setLocalRangeEnd(TL.getLocalRangeEnd());
1708     for (unsigned I = 0, E = NewTL.getNumParams(); I != E; ++I)
1709       NewTL.setParam(I, Params[I]);
1710
1711     return Result;
1712   }
1713
1714   ParmVarDecl *
1715   transformFunctionTypeParam(ParmVarDecl *OldParam,
1716                              MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1717     TypeSourceInfo *OldDI = OldParam->getTypeSourceInfo();
1718     TypeSourceInfo *NewDI;
1719     if (!Args.getNumLevels())
1720       NewDI = OldDI;
1721     else if (auto PackTL = OldDI->getTypeLoc().getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
1722       // Expand out the one and only element in each inner pack.
1723       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, 0);
1724       NewDI =
1725           SemaRef.SubstType(PackTL.getPatternLoc(), Args,
1726                             OldParam->getLocation(), OldParam->getDeclName());
1727       if (!NewDI) return nullptr;
1728       NewDI =
1729           SemaRef.CheckPackExpansion(NewDI, PackTL.getEllipsisLoc(),
1730                                      PackTL.getTypePtr()->getNumExpansions());
1731     } else
1732       NewDI = SemaRef.SubstType(OldDI, Args, OldParam->getLocation(),
1733                                 OldParam->getDeclName());
1734     if (!NewDI)
1735       return nullptr;
1736
1737     // Canonicalize the type. This (for instance) replaces references to
1738     // typedef members of the current instantiations with the definitions of
1739     // those typedefs, avoiding triggering instantiation of the deduced type
1740     // during deduction.
1741     // FIXME: It would be preferable to retain type sugar and source
1742     // information here (and handle this in substitution instead).
1743     NewDI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(
1744         SemaRef.Context.getCanonicalType(NewDI->getType()),
1745         OldParam->getLocation());
1746
1747     // Resolving a wording defect, we also inherit default arguments from the
1748     // constructor.
1749     ExprResult NewDefArg;
1750     if (OldParam->hasDefaultArg()) {
1751       NewDefArg = Args.getNumLevels()
1752                       ? SemaRef.SubstExpr(OldParam->getDefaultArg(), Args)
1753                       : OldParam->getDefaultArg();
1754       if (NewDefArg.isInvalid())
1755         return nullptr;
1756     }
1757
1758     ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
1759                                                 OldParam->getInnerLocStart(),
1760                                                 OldParam->getLocation(),
1761                                                 OldParam->getIdentifier(),
1762                                                 NewDI->getType(),
1763                                                 NewDI,
1764                                                 OldParam->getStorageClass(),
1765                                                 NewDefArg.get());
1766     NewParam->setScopeInfo(OldParam->getFunctionScopeDepth(),
1767                            OldParam->getFunctionScopeIndex());
1768     return NewParam;
1769   }
1770
1771   NamedDecl *buildDeductionGuide(TemplateParameterList *TemplateParams,
1772                                  bool Explicit, TypeSourceInfo *TInfo,
1773                                  SourceLocation LocStart, SourceLocation Loc,
1774                                  SourceLocation LocEnd) {
1775     DeclarationNameInfo Name(DeductionGuideName, Loc);
1776     ArrayRef<ParmVarDecl *> Params =
1777         TInfo->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>().getParams();
1778
1779     // Build the implicit deduction guide template.
1780     auto *Guide =
1781         CXXDeductionGuideDecl::Create(SemaRef.Context, DC, LocStart, Explicit,
1782                                       Name, TInfo->getType(), TInfo, LocEnd);
1783     Guide->setImplicit();
1784     Guide->setParams(Params);
1785
1786     for (auto *Param : Params)
1787       Param->setDeclContext(Guide);
1788
1789     auto *GuideTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(
1790         SemaRef.Context, DC, Loc, DeductionGuideName, TemplateParams, Guide);
1791     GuideTemplate->setImplicit();
1792     Guide->setDescribedFunctionTemplate(GuideTemplate);
1793
1794     if (isa<CXXRecordDecl>(DC)) {
1795       Guide->setAccess(AS_public);
1796       GuideTemplate->setAccess(AS_public);
1797     }
1798
1799     DC->addDecl(GuideTemplate);
1800     return GuideTemplate;
1801   }
1802 };
1803 }
1804
1805 void Sema::DeclareImplicitDeductionGuides(TemplateDecl *Template,
1806                                           SourceLocation Loc) {
1807   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1808   if (DC->isDependentContext())
1809     return;
1810
1811   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform Transform(
1812       *this, cast<ClassTemplateDecl>(Template));
1813   if (!isCompleteType(Loc, Transform.DeducedType))
1814     return;
1815
1816   // Check whether we've already declared deduction guides for this template.
1817   // FIXME: Consider storing a flag on the template to indicate this.
1818   auto Existing = DC->lookup(Transform.DeductionGuideName);
1819   for (auto *D : Existing)
1820     if (D->isImplicit())
1821       return;
1822
1823   // In case we were expanding a pack when we attempted to declare deduction
1824   // guides, turn off pack expansion for everything we're about to do.
1825   ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, -1);
1826   // Create a template instantiation record to track the "instantiation" of
1827   // constructors into deduction guides.
1828   // FIXME: Add a kind for this to give more meaningful diagnostics. But can
1829   // this substitution process actually fail?
1830   InstantiatingTemplate BuildingDeductionGuides(*this, Loc, Template);
1831
1832   // Convert declared constructors into deduction guide templates.
1833   // FIXME: Skip constructors for which deduction must necessarily fail (those
1834   // for which some class template parameter without a default argument never
1835   // appears in a deduced context).
1836   bool AddedAny = false;
1837   bool AddedCopyOrMove = false;
1838   for (NamedDecl *D : LookupConstructors(Transform.Primary)) {
1839     D = D->getUnderlyingDecl();
1840     if (D->isInvalidDecl() || D->isImplicit())
1841       continue;
1842     D = cast<NamedDecl>(D->getCanonicalDecl());
1843
1844     auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D);
1845     auto *CD =
1846         dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(FTD ? FTD->getTemplatedDecl() : D);
1847     // Class-scope explicit specializations (MS extension) do not result in
1848     // deduction guides.
1849     if (!CD || (!FTD && CD->isFunctionTemplateSpecialization()))
1850       continue;
1851
1852     Transform.transformConstructor(FTD, CD);
1853     AddedAny = true;
1854
1855     AddedCopyOrMove |= CD->isCopyOrMoveConstructor();
1856   }
1857
1858   // Synthesize an X() -> X<...> guide if there were no declared constructors.
1859   // FIXME: The standard doesn't say (how) to do this.
1860   if (!AddedAny)
1861     Transform.buildSimpleDeductionGuide(None);
1862
1863   // Synthesize an X(X<...>) -> X<...> guide if there was no declared constructor
1864   // resembling a copy or move constructor.
1865   // FIXME: The standard doesn't say (how) to do this.
1866   if (!AddedCopyOrMove)
1867     Transform.buildSimpleDeductionGuide(Transform.DeducedType);
1868 }
1869
1870 /// \brief Diagnose the presence of a default template argument on a
1871 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
1872 ///
1873 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
1874 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
1875                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
1876                                             SourceLocation ParamLoc,
1877                                             SourceRange DefArgRange) {
1878   switch (TPC) {
1879   case Sema::TPC_ClassTemplate:
1880   case Sema::TPC_VarTemplate:
1881   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
1882     return false;
1883
1884   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
1885   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
1886     // C++ [temp.param]p9:
1887     //   A default template-argument shall not be specified in a
1888     //   function template declaration or a function template
1889     //   definition [...]
1890     //   If a friend function template declaration specifies a default
1891     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
1892     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
1893     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
1894     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
1895          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
1896            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
1897       << DefArgRange;
1898     return false;
1899
1900   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
1901     // C++0x [temp.param]p9:
1902     //   A default template-argument shall not be specified in the
1903     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
1904     //   class template that appears outside of the member's class.
1905     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
1906       << DefArgRange;
1907     return true;
1908
1909   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
1910   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
1911     // C++ [temp.param]p9:
1912     //   A default template-argument shall not be specified in a
1913     //   friend template declaration.
1914     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
1915       << DefArgRange;
1916     return true;
1917
1918     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
1919     // for friend function templates if there is only a single
1920     // declaration (and it is a definition). Strange!
1921   }
1922
1923   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
1924 }
1925
1926 /// \brief Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
1927 /// of a template template parameter, recursively.
1928 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
1929                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
1930   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
1931   // expansion.
1932   if (TTP->isParameterPack())
1933     return false;
1934
1935   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
1936   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
1937     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
1938     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
1939       if (!NTTP->isParameterPack() &&
1940           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
1941                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
1942                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
1943         return true;
1944
1945       continue;
1946     }
1947
1948     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
1949                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
1950       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
1951         return true;
1952   }
1953
1954   return false;
1955 }
1956
1957 /// \brief Checks the validity of a template parameter list, possibly
1958 /// considering the template parameter list from a previous
1959 /// declaration.
1960 ///
1961 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
1962 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
1963 /// template parameter list.
1964 ///
1965 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
1966 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
1967 /// default arguments that are carried through from the previous
1968 /// template parameter list.
1969 ///
1970 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
1971 /// previous declaration of the same template. Default template
1972 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
1973 /// the new template parameter list.
1974 ///
1975 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
1976 /// template parameter list.
1977 ///
1978 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
1979 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
1980                                       TemplateParameterList *OldParams,
1981                                       TemplateParamListContext TPC) {
1982   bool Invalid = false;
1983
1984   // C++ [temp.param]p10:
1985   //   The set of default template-arguments available for use with a
1986   //   template declaration or definition is obtained by merging the
1987   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
1988   //   declarations in scope in the same way default function
1989   //   arguments are (8.3.6).
1990   bool SawDefaultArgument = false;
1991   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
1992
1993   // Dummy initialization to avoid warnings.
1994   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
1995   if (OldParams)
1996     OldParam = OldParams->begin();
1997
1998   bool RemoveDefaultArguments = false;
1999   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2000                                     NewParamEnd = NewParams->end();
2001        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2002     // Variables used to diagnose redundant default arguments
2003     bool RedundantDefaultArg = false;
2004     SourceLocation OldDefaultLoc;
2005     SourceLocation NewDefaultLoc;
2006
2007     // Variable used to diagnose missing default arguments
2008     bool MissingDefaultArg = false;
2009
2010     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
2011     bool SawParameterPack = false;
2012
2013     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
2014           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
2015       // Check the presence of a default argument here.
2016       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2017           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2018                                           NewTypeParm->getLocation(),
2019                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
2020                                                        .getSourceRange()))
2021         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
2022
2023       // Merge default arguments for template type parameters.
2024       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
2025           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2026       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
2027         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2028                "Parameter packs can't have a default argument!");
2029         SawParameterPack = true;
2030       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
2031                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2032         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2033         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2034         SawDefaultArgument = true;
2035         RedundantDefaultArg = true;
2036         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2037       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2038         // Merge the default argument from the old declaration to the
2039         // new declaration.
2040         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
2041         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2042       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2043         SawDefaultArgument = true;
2044         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2045       } else if (SawDefaultArgument)
2046         MissingDefaultArg = true;
2047     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
2048                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
2049       // Check for unexpanded parameter packs.
2050       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
2051           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
2052                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
2053                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
2054         Invalid = true;
2055         continue;
2056       }
2057
2058       // Check the presence of a default argument here.
2059       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2060           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2061                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
2062                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
2063         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
2064       }
2065
2066       // Merge default arguments for non-type template parameters
2067       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
2068         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2069       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
2070         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2071                "Parameter packs can't have a default argument!");
2072         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
2073           SawParameterPack = true;
2074       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
2075                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2076         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2077         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2078         SawDefaultArgument = true;
2079         RedundantDefaultArg = true;
2080         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2081       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2082         // Merge the default argument from the old declaration to the
2083         // new declaration.
2084         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
2085         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2086       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2087         SawDefaultArgument = true;
2088         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2089       } else if (SawDefaultArgument)
2090         MissingDefaultArg = true;
2091     } else {
2092       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
2093         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
2094
2095       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
2096       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
2097         Invalid = true;
2098         continue;
2099       }
2100
2101       // Check the presence of a default argument here.
2102       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2103           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2104                                           NewTemplateParm->getLocation(),
2105                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
2106         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
2107
2108       // Merge default arguments for template template parameters
2109       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
2110         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2111       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
2112         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2113                "Parameter packs can't have a default argument!");
2114         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
2115           SawParameterPack = true;
2116       } else if (OldTemplateParm &&
2117                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
2118                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2119         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2120         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2121         SawDefaultArgument = true;
2122         RedundantDefaultArg = true;
2123         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2124       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2125         // Merge the default argument from the old declaration to the
2126         // new declaration.
2127         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
2128         PreviousDefaultArgLoc
2129           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2130       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2131         SawDefaultArgument = true;
2132         PreviousDefaultArgLoc
2133           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2134       } else if (SawDefaultArgument)
2135         MissingDefaultArg = true;
2136     }
2137
2138     // C++11 [temp.param]p11:
2139     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
2140     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
2141     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
2142         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
2143          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
2144       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2145            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
2146       Invalid = true;
2147     }
2148
2149     if (RedundantDefaultArg) {
2150       // C++ [temp.param]p12:
2151       //   A template-parameter shall not be given default arguments
2152       //   by two different declarations in the same scope.
2153       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
2154       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2155       Invalid = true;
2156     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
2157       // C++ [temp.param]p11:
2158       //   If a template-parameter of a class template has a default
2159       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
2160       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
2161       //   pack.
2162       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2163            diag::err_template_param_default_arg_missing);
2164       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2165       Invalid = true;
2166       RemoveDefaultArguments = true;
2167     }
2168
2169     // If we have an old template parameter list that we're merging
2170     // in, move on to the next parameter.
2171     if (OldParams)
2172       ++OldParam;
2173   }
2174
2175   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
2176   // all of the default arguments.
2177   if (RemoveDefaultArguments) {
2178     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2179                                       NewParamEnd = NewParams->end();
2180          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2181       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
2182         TTP->removeDefaultArgument();
2183       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2184                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
2185         NTTP->removeDefaultArgument();
2186       else
2187         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
2188     }
2189   }
2190
2191   return Invalid;
2192 }
2193
2194 namespace {
2195
2196 /// A class which looks for a use of a certain level of template
2197 /// parameter.
2198 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
2199   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
2200
2201   unsigned Depth;
2202
2203   // Whether we're looking for a use of a template parameter that makes the
2204   // overall construct type-dependent / a dependent type. This is strictly
2205   // best-effort for now; we may fail to match at all for a dependent type
2206   // in some cases if this is set.
2207   bool IgnoreNonTypeDependent;
2208
2209   bool Match;
2210   SourceLocation MatchLoc;
2211
2212   DependencyChecker(unsigned Depth, bool IgnoreNonTypeDependent)
2213       : Depth(Depth), IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent),
2214         Match(false) {}
2215
2216   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params, bool IgnoreNonTypeDependent)
2217       : IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent), Match(false) {
2218     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
2219     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
2220       Depth = PD->getDepth();
2221     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2222                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
2223       Depth = PD->getDepth();
2224     } else {
2225       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
2226     }
2227   }
2228
2229   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
2230     if (ParmDepth >= Depth) {
2231       Match = true;
2232       MatchLoc = Loc;
2233       return true;
2234     }
2235     return false;
2236   }
2237
2238   bool TraverseStmt(Stmt *S, DataRecursionQueue *Q = nullptr) {
2239     // Prune out non-type-dependent expressions if requested. This can
2240     // sometimes result in us failing to find a template parameter reference
2241     // (if a value-dependent expression creates a dependent type), but this
2242     // mode is best-effort only.
2243     if (auto *E = dyn_cast_or_null<Expr>(S))
2244       if (IgnoreNonTypeDependent && !E->isTypeDependent())
2245         return true;
2246     return super::TraverseStmt(S, Q);
2247   }
2248
2249   bool TraverseTypeLoc(TypeLoc TL) {
2250     if (IgnoreNonTypeDependent && !TL.isNull() &&
2251         !TL.getType()->isDependentType())
2252       return true;
2253     return super::TraverseTypeLoc(TL);
2254   }
2255
2256   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
2257     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
2258   }
2259
2260   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
2261     // For a best-effort search, keep looking until we find a location.
2262     return IgnoreNonTypeDependent || !Matches(T->getDepth());
2263   }
2264
2265   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
2266     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
2267           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
2268       if (Matches(PD->getDepth()))
2269         return false;
2270     return super::TraverseTemplateName(N);
2271   }
2272
2273   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
2274     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2275           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
2276       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
2277         return false;
2278     return super::VisitDeclRefExpr(E);
2279   }
2280
2281   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
2282     return TraverseType(T->getReplacementType());
2283   }
2284
2285   bool
2286   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
2287     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
2288   }
2289
2290   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
2291     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
2292   }
2293 };
2294 } // end anonymous namespace
2295
2296 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
2297 /// list.
2298 static bool
2299 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
2300   DependencyChecker Checker(Params, /*IgnoreNonTypeDependent*/false);
2301   Checker.TraverseType(T);
2302   return Checker.Match;
2303 }
2304
2305 // Find the source range corresponding to the named type in the given
2306 // nested-name-specifier, if any.
2307 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
2308                                                        QualType T,
2309                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
2310   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
2311   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
2312     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
2313       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
2314         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
2315     } else
2316       break;
2317
2318     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
2319   }
2320
2321   return SourceRange();
2322 }
2323
2324 /// \brief Match the given template parameter lists to the given scope
2325 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
2326 /// name.
2327 ///
2328 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
2329 /// specifier or a template parameter list.
2330 ///
2331 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
2332 ///
2333 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
2334 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
2335 /// being declared.
2336 ///
2337 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
2338 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
2339 ///
2340 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
2341 /// innermost template parameter lists.
2342 ///
2343 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
2344 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
2345 /// declarations.
2346 ///
2347 /// \param IsMemberSpecialization will be set true if the scope specifier
2348 /// denotes a fully-specialized type, and therefore this is a declaration of
2349 /// a member specialization.
2350 ///
2351 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
2352 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
2353 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
2354 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
2355 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
2356 /// itself a template).
2357 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
2358     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
2359     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
2360     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
2361     bool &IsMemberSpecialization, bool &Invalid) {
2362   IsMemberSpecialization = false;
2363   Invalid = false;
2364
2365   // The sequence of nested types to which we will match up the template
2366   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
2367   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
2368   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
2369   QualType T;
2370   if (SS.getScopeRep()) {
2371     if (CXXRecordDecl *Record
2372               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
2373       T = Context.getTypeDeclType(Record);
2374     else
2375       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
2376   }
2377
2378   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
2379   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
2380   // explicit specialization.
2381   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
2382
2383   while (!T.isNull()) {
2384     NestedTypes.push_back(T);
2385
2386     // Retrieve the parent of a record type.
2387     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2388       // If this type is an explicit specialization, we're done.
2389       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2390           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2391         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
2392             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
2393           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
2394           break;
2395         }
2396       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2397                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
2398         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
2399         break;
2400       }
2401
2402       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
2403         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2404       else
2405         T = QualType();
2406       continue;
2407     }
2408
2409     if (const TemplateSpecializationType *TST
2410                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2411       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2412         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
2413           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2414         else
2415           T = QualType();
2416         continue;
2417       }
2418     }
2419
2420     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
2421     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
2422                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2423       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
2424         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2425       else
2426         T = QualType();
2427       continue;
2428     }
2429
2430     // Look one step prior in a dependent name type.
2431     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
2432       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
2433         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2434       else
2435         T = QualType();
2436       continue;
2437     }
2438
2439     // Retrieve the parent of an enumeration type.
2440     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
2441       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
2442       // check here.
2443       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
2444
2445       // Get to the parent type.
2446       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
2447         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2448       else
2449         T = QualType();
2450       continue;
2451     }
2452
2453     T = QualType();
2454   }
2455   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
2456   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
2457   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
2458
2459   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
2460   //   A member or a member template may be nested within many
2461   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
2462   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
2463   //   template<> for each enclosing class template that is
2464   //   explicitly specialized.
2465   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
2466
2467   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
2468     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
2469       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
2470         << !Recovery << Range;
2471       Invalid = true;
2472       IsMemberSpecialization = false;
2473       return true;
2474     }
2475
2476     return false;
2477   };
2478
2479   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
2480     // Check that we can have an explicit specialization here.
2481     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
2482       return true;
2483
2484     // We don't have a template header, but we should.
2485     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
2486     if (!ParamLists.empty())
2487       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
2488     else
2489       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
2490
2491     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
2492       << Range
2493       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
2494     return false;
2495   };
2496
2497   unsigned ParamIdx = 0;
2498   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
2499        ++TypeIdx) {
2500     T = NestedTypes[TypeIdx];
2501
2502     // Whether we expect a 'template<>' header.
2503     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
2504
2505     // Whether we expect a template header with parameters.
2506     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2507
2508     // For a dependent type, the set of template parameters that we
2509     // expect to see.
2510     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
2511
2512     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
2513     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
2514     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
2515     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
2516     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
2517     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2518       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
2519             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
2520         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
2521         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2522       } else if (Record->isDependentType()) {
2523         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
2524           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
2525                                                       ->getTemplateParameters();
2526           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2527         }
2528       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2529                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2530         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
2531         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
2532         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
2533         //   the template<> syntax.
2534         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
2535           NeedEmptyTemplateHeader = true;
2536         else
2537           continue;
2538       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
2539         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2540                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
2541             TypeIdx == NumTypes - 1)
2542           IsMemberSpecialization = true;
2543
2544         continue;
2545       }
2546     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
2547                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2548       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2549         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
2550         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2551       }
2552     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2553       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
2554       // against the corresponding template parameter list.
2555       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2556     }
2557
2558     // C++ [temp.expl.spec]p16:
2559     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2560     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2561     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2562     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2563     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2564     //   are not explicitly specialized as well.
2565     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2566       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
2567         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2568                                         false))
2569           return nullptr;
2570       } else
2571         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
2572     }
2573
2574     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
2575       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
2576       // here, then it's a member specialization.
2577       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
2578         IsMemberSpecialization = true;
2579
2580       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2581         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
2582           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
2583           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2584                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
2585             << T
2586             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
2587                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
2588             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2589           Invalid = true;
2590           return nullptr;
2591         }
2592
2593         // Consume this template header.
2594         ++ParamIdx;
2595         continue;
2596       }
2597
2598       if (!IsFriend)
2599         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
2600                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
2601           return nullptr;
2602
2603       continue;
2604     }
2605
2606     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
2607       // In friend declarations we can have template-ids which don't
2608       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
2609       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
2610       // template-id.
2611       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
2612         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
2613             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
2614           ExpectedTemplateParams = nullptr;
2615         else
2616           continue;
2617       }
2618
2619       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2620         // Check the template parameter list, if we can.
2621         if (ExpectedTemplateParams &&
2622             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
2623                                             ExpectedTemplateParams,
2624                                             true, TPL_TemplateMatch))
2625           Invalid = true;
2626
2627         if (!Invalid &&
2628             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
2629                                        TPC_ClassTemplateMember))
2630           Invalid = true;
2631
2632         ++ParamIdx;
2633         continue;
2634       }
2635
2636       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
2637         << T
2638         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2639       Invalid = true;
2640       continue;
2641     }
2642   }
2643
2644   // If there were at least as many template-ids as there were template
2645   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
2646   // the declaration itself.
2647   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
2648     if (TemplateId && !IsFriend) {
2649       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
2650       // should.
2651       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
2652                                                         TemplateId->RAngleLoc));
2653
2654       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
2655       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
2656                                            SourceLocation(), None,
2657                                            SourceLocation(), nullptr);
2658     }
2659
2660     return nullptr;
2661   }
2662
2663   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
2664   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
2665     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
2666     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
2667     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
2668       if (ParamLists[I]->size() == 0)
2669         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
2670       else
2671         AllExplicitSpecHeaders = false;
2672     }
2673
2674     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2675          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
2676                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
2677         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2678                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
2679
2680     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
2681     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
2682     // specialization occurred.
2683     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
2684       Diag(ExplicitSpecLoc,
2685            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
2686         << NestedTypes.back();
2687
2688     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
2689     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
2690     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
2691     if (!AllExplicitSpecHeaders)
2692       Invalid = true;
2693   }
2694
2695   // C++ [temp.expl.spec]p16:
2696   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2697   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2698   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2699   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2700   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2701   //   are not explicitly specialized as well.
2702   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
2703       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2704                                   false))
2705     return nullptr;
2706
2707   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
2708   // entity being declared.
2709   return ParamLists.back();
2710 }
2711
2712 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
2713   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2714     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2715         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2716                 ? 0
2717                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2718                       ? 1
2719                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2720                             ? 2
2721                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2722         << Template->getDeclName();
2723     return;
2724   }
2725
2726   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2727     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
2728                                           IEnd = OST->end();
2729          I != IEnd; ++I)
2730       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2731         << 0 << (*I)->getDeclName();
2732
2733     return;
2734   }
2735 }
2736
2737 static QualType
2738 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2739                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2740                            SourceLocation TemplateLoc,
2741                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2742   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2743   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2744   case BTK__make_integer_seq: {
2745     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2746     // S<T, 0, ..., N-1>.
2747
2748     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2749     //   T shall be an integer type.
2750     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2751       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2752                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2753       return QualType();
2754     }
2755
2756     // C++14 [inteseq.make]p1:
2757     //   If N is negative the program is ill-formed.
2758     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2759     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2760     if (NumArgs < 0) {
2761       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2762                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2763       return QualType();
2764     }
2765
2766     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2767     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2768     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2769     // synthetic template argument list.
2770     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2771     // Expand N into 0 ... N-1.
2772     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2773          I < NumArgs; ++I) {
2774       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2775       SyntheticTemplateArgs.addArgument(SemaRef.getTrivialTemplateArgumentLoc(
2776           TA, ArgTy, TemplateArgs[2].getLocation()));
2777     }
2778     // The first template argument will be reused as the template decl that
2779     // our synthetic template arguments will be applied to.
2780     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2781                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2782   }
2783
2784   case BTK__type_pack_element:
2785     // Specializations of
2786     //    __type_pack_element<Index, T_1, ..., T_N>
2787     // are treated like T_Index.
2788     assert(Converted.size() == 2 &&
2789       "__type_pack_element should be given an index and a parameter pack");
2790
2791     // If the Index is out of bounds, the program is ill-formed.
2792     TemplateArgument IndexArg = Converted[0], Ts = Converted[1];
2793     llvm::APSInt Index = IndexArg.getAsIntegral();
2794     assert(Index >= 0 && "the index used with __type_pack_element should be of "
2795                          "type std::size_t, and hence be non-negative");
2796     if (Index >= Ts.pack_size()) {
2797       SemaRef.Diag(TemplateArgs[0].getLocation(),
2798                    diag::err_type_pack_element_out_of_bounds);
2799       return QualType();
2800     }
2801
2802     // We simply return the type at index `Index`.
2803     auto Nth = std::next(Ts.pack_begin(), Index.getExtValue());
2804     return Nth->getAsType();
2805   }
2806   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2807 }
2808
2809 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
2810                                    SourceLocation TemplateLoc,
2811                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2812   DependentTemplateName *DTN
2813     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
2814   if (DTN && DTN->isIdentifier())
2815     // When building a template-id where the template-name is dependent,
2816     // assume the template is a type template. Either our assumption is
2817     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
2818     // dependent name is substituted.
2819     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2820                                                           DTN->getQualifier(),
2821                                                           DTN->getIdentifier(),
2822                                                           TemplateArgs);
2823
2824   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
2825   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
2826       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
2827     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
2828     // build a template specialization type for it.
2829     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
2830       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
2831
2832     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
2833       << Name;
2834     NoteAllFoundTemplates(Name);
2835     return QualType();
2836   }
2837
2838   // Check that the template argument list is well-formed for this
2839   // template.
2840   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2841   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
2842                                 false, Converted))
2843     return QualType();
2844
2845   QualType CanonType;
2846
2847   bool InstantiationDependent = false;
2848   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
2849           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
2850     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
2851     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
2852     if (Pattern->isInvalidDecl())
2853       return QualType();
2854
2855     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2856                                       Converted);
2857
2858     // Only substitute for the innermost template argument list.
2859     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2860     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
2861     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
2862     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
2863       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
2864
2865     LocalInstantiationScope Scope(*this);
2866     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
2867     if (Inst.isInvalid())
2868       return QualType();
2869
2870     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
2871                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
2872                           AliasTemplate->getDeclName());
2873     if (CanonType.isNull())
2874       return QualType();
2875   } else if (Name.isDependent() ||
2876              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2877                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2878     // This class template specialization is a dependent
2879     // type. Therefore, its canonical type is another class template
2880     // specialization type that contains all of the converted
2881     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
2882     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
2883     //
2884     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
2885     CanonType = Context.getCanonicalTemplateSpecializationType(Name, Converted);
2886
2887     // This might work out to be a current instantiation, in which
2888     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
2889     //
2890     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
2891     // changes to CurContext don't change the set of current
2892     // instantiations.
2893     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2894       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
2895         // If we get out to a namespace, we're done.
2896         if (Ctx->isFileContext()) break;
2897
2898         // If this isn't a record, keep looking.
2899         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
2900         if (!Record) continue;
2901
2902         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
2903         // and check whether it's the same template.
2904         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
2905             !Record->getDescribedClassTemplate())
2906           continue;
2907
2908         // Fetch the injected class name type and check whether its
2909         // injected type is equal to the type we just built.
2910         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
2911         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
2912           ->getInjectedSpecializationType();
2913
2914         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
2915           continue;
2916
2917         // If so, the canonical type of this TST is the injected
2918         // class name type of the record we just found.
2919         assert(ICNT.isCanonical());
2920         CanonType = ICNT;
2921         break;
2922       }
2923     }
2924   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
2925                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2926     // Find the class template specialization declaration that
2927     // corresponds to these arguments.
2928     void *InsertPos = nullptr;
2929     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
2930       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2931     if (!Decl) {
2932       // This is the first time we have referenced this class template
2933       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2934       // the set of specializations.
2935       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
2936                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
2937                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
2938                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
2939                                                 ClassTemplate->getLocation(),
2940                                                      ClassTemplate,
2941                                                      Converted, nullptr);
2942       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
2943       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
2944         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
2945     }
2946
2947     if (Decl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
2948       MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2949       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(Converted);
2950       InstantiateAttrsForDecl(TemplateArgLists, ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
2951                               Decl);
2952     }
2953
2954     // Diagnose uses of this specialization.
2955     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
2956
2957     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
2958     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
2959            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
2960   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
2961     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
2962                                            TemplateArgs);
2963   }
2964
2965   // Build the fully-sugared type for this class template
2966   // specialization, which refers back to the class template
2967   // specialization we created or found.
2968   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
2969 }
2970
2971 TypeResult
2972 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
2973                           TemplateTy TemplateD, IdentifierInfo *TemplateII,
2974                           SourceLocation TemplateIILoc,
2975                           SourceLocation LAngleLoc,
2976                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2977                           SourceLocation RAngleLoc,
2978                           bool IsCtorOrDtorName, bool IsClassName) {
2979   if (SS.isInvalid())
2980     return true;
2981
2982   if (!IsCtorOrDtorName && !IsClassName && SS.isSet()) {
2983     DeclContext *LookupCtx = computeDeclContext(SS, /*EnteringContext*/false);
2984
2985     // C++ [temp.res]p3:
2986     //   A qualified-id that refers to a type and in which the
2987     //   nested-name-specifier depends on a template-parameter (14.6.2)
2988     //   shall be prefixed by the keyword typename to indicate that the
2989     //   qualified-id denotes a type, forming an
2990     //   elaborated-type-specifier (7.1.5.3).
2991     if (!LookupCtx && isDependentScopeSpecifier(SS)) {
2992       Diag(SS.getBeginLoc(), diag::err_typename_missing_template)
2993         << SS.getScopeRep() << TemplateII->getName();
2994       // Recover as if 'typename' were specified.
2995       // FIXME: This is not quite correct recovery as we don't transform SS
2996       // into the corresponding dependent form (and we don't diagnose missing
2997       // 'template' keywords within SS as a result).
2998       return ActOnTypenameType(nullptr, SourceLocation(), SS, TemplateKWLoc,
2999                                TemplateD, TemplateII, TemplateIILoc, LAngleLoc,
3000                                TemplateArgsIn, RAngleLoc);
3001     }
3002
3003     // Per C++ [class.qual]p2, if the template-id was an injected-class-name,
3004     // it's not actually allowed to be used as a type in most cases. Because
3005     // we annotate it before we know whether it's valid, we have to check for
3006     // this case here.
3007     auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3008     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
3009       Diag(TemplateIILoc,
3010            TemplateKWLoc.isInvalid()
3011                ? diag::err_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor
3012                : diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3013         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3014         << 1 /*if any keyword was present, it was 'template'*/;
3015     }
3016   }
3017
3018   TemplateName Template = TemplateD.get();
3019
3020   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3021   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3022   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3023
3024   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3025     QualType T
3026       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3027                                                        DTN->getQualifier(),
3028                                                        DTN->getIdentifier(),
3029                                                        TemplateArgs);
3030     // Build type-source information.
3031     TypeLocBuilder TLB;
3032     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3033       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3034     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3035     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3036     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3037     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3038     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3039     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3040     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3041       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3042     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3043   }
3044
3045   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
3046   if (Result.isNull())
3047     return true;
3048
3049   // Build type-source information.
3050   TypeLocBuilder TLB;
3051   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3052     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3053   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3054   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3055   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3056   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3057   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3058     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3059
3060   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
3061   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
3062   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
3063   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
3064     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
3065     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
3066     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3067     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3068     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3069   }
3070
3071   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3072 }
3073
3074 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
3075                                         TypeSpecifierType TagSpec,
3076                                         SourceLocation TagLoc,
3077                                         CXXScopeSpec &SS,
3078                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
3079                                         TemplateTy TemplateD,
3080                                         SourceLocation TemplateLoc,
3081                                         SourceLocation LAngleLoc,
3082                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3083                                         SourceLocation RAngleLoc) {
3084   TemplateName Template = TemplateD.get();
3085
3086   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3087   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3088   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3089
3090   // Determine the tag kind
3091   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
3092   ElaboratedTypeKeyword Keyword
3093     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
3094
3095   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3096     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
3097                                                           DTN->getQualifier(),
3098                                                           DTN->getIdentifier(),
3099                                                                 TemplateArgs);
3100
3101     // Build type-source information.
3102     TypeLocBuilder TLB;
3103     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3104       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3105     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3106     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3107     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3108     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3109     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3110     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3111     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3112       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3113     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3114   }
3115
3116   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
3117         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
3118     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
3119     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
3120     //   resolves to an alias template specialization, the
3121     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
3122     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag)
3123         << TAT << NTK_TypeAliasTemplate << TagKind;
3124     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
3125   }
3126
3127   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
3128   if (Result.isNull())
3129     return TypeResult(true);
3130
3131   // Check the tag kind
3132   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
3133     RecordDecl *D = RT->getDecl();
3134
3135     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
3136     assert(Id && "templated class must have an identifier");
3137
3138     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
3139                                       TagLoc, Id)) {
3140       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
3141         << Result
3142         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
3143       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
3144     }
3145   }
3146
3147   // Provide source-location information for the template specialization.
3148   TypeLocBuilder TLB;
3149   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3150     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3151   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3152   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3153   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3154   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3155   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3156     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3157
3158   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
3159   // and tag keyword.
3160   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
3161   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3162   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3163   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3164   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3165 }
3166
3167 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
3168                                              NamedDecl *PrevDecl,
3169                                              SourceLocation Loc,
3170                                              bool IsPartialSpecialization);
3171
3172 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
3173
3174 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
3175     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
3176   switch (Arg.getKind()) {
3177   case TemplateArgument::Null:
3178   case TemplateArgument::NullPtr:
3179   case TemplateArgument::Integral:
3180   case TemplateArgument::Declaration:
3181   case TemplateArgument::Pack:
3182   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3183     return false;
3184
3185   case TemplateArgument::Type: {
3186     QualType Type = Arg.getAsType();
3187     const TemplateTypeParmType *TPT =
3188         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
3189     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
3190            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
3191   }
3192
3193   case TemplateArgument::Expression: {
3194     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
3195     if (!DRE || !DRE->getDecl())
3196       return false;
3197     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
3198         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
3199     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
3200   }
3201
3202   case TemplateArgument::Template:
3203     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
3204         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3205             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
3206     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
3207   }
3208   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
3209 }
3210
3211 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
3212                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
3213   if (Params->size() != Args.size())
3214     return false;
3215
3216   unsigned Depth = Params->getDepth();
3217
3218   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
3219     TemplateArgument Arg = Args[I];
3220
3221     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
3222     // whose only element is a pack expansion.
3223     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
3224       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
3225           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
3226         return false;
3227       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
3228     }
3229
3230     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
3231       return false;
3232   }
3233
3234   return true;
3235 }
3236
3237 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
3238 static TemplateArgumentListInfo
3239 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
3240   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
3241                                         TemplateId.RAngleLoc);
3242   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
3243                                      TemplateId.NumArgs);
3244   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
3245   return TemplateArgs;
3246 }
3247
3248 template<typename PartialSpecDecl>
3249 static void checkMoreSpecializedThanPrimary(Sema &S, PartialSpecDecl *Partial) {
3250   if (Partial->getDeclContext()->isDependentContext())
3251     return;
3252
3253   // FIXME: Get the TDK from deduction in order to provide better diagnostics
3254   // for non-substitution-failure issues?
3255   TemplateDeductionInfo Info(Partial->getLocation());
3256   if (S.isMoreSpecializedThanPrimary(Partial, Info))
3257     return;
3258
3259   auto *Template = Partial->getSpecializedTemplate();
3260   S.Diag(Partial->getLocation(),
3261          diag::ext_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3262       << isa<VarTemplateDecl>(Template);
3263
3264   if (Info.hasSFINAEDiagnostic()) {
3265     PartialDiagnosticAt Diag = {SourceLocation(),
3266                                 PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3267     Info.takeSFINAEDiagnostic(Diag);
3268     SmallString<128> SFINAEArgString;
3269     Diag.second.EmitToString(S.getDiagnostics(), SFINAEArgString);
3270     S.Diag(Diag.first,
3271            diag::note_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3272       << SFINAEArgString;
3273   }
3274
3275   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3276 }
3277
3278 static void
3279 noteNonDeducibleParameters(Sema &S, TemplateParameterList *TemplateParams,
3280                            const llvm::SmallBitVector &DeducibleParams) {
3281   for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
3282     if (!DeducibleParams[I]) {
3283       NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
3284       if (Param->getDeclName())
3285         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3286             << Param->getDeclName();
3287       else
3288         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3289             << "(anonymous)";
3290     }
3291   }
3292 }
3293
3294
3295 template<typename PartialSpecDecl>
3296 static void checkTemplatePartialSpecialization(Sema &S,
3297                                                PartialSpecDecl *Partial) {
3298   // C++1z [temp.class.spec]p8: (DR1495)
3299   //   - The specialization shall be more specialized than the primary
3300   //     template (14.5.5.2).
3301   checkMoreSpecializedThanPrimary(S, Partial);
3302
3303   // C++ [temp.class.spec]p8: (DR1315)
3304   //   - Each template-parameter shall appear at least once in the
3305   //     template-id outside a non-deduced context.
3306   // C++1z [temp.class.spec.match]p3 (P0127R2)
3307   //   If the template arguments of a partial specialization cannot be
3308   //   deduced because of the structure of its template-parameter-list
3309   //   and the template-id, the program is ill-formed.
3310   auto *TemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
3311   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3312   S.MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
3313                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
3314
3315   if (!DeducibleParams.all()) {
3316     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3317     S.Diag(Partial->getLocation(), diag::ext_partial_specs_not_deducible)
3318       << isa<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(Partial)
3319       << (NumNonDeducible > 1)
3320       << SourceRange(Partial->getLocation(),
3321                      Partial->getTemplateArgsAsWritten()->RAngleLoc);
3322     noteNonDeducibleParameters(S, TemplateParams, DeducibleParams);
3323   }
3324 }
3325
3326 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3327     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3328   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3329 }
3330
3331 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3332     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3333   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3334 }
3335
3336 void Sema::CheckDeductionGuideTemplate(FunctionTemplateDecl *TD) {
3337   // C++1z [temp.param]p11:
3338   //   A template parameter of a deduction guide template that does not have a
3339   //   default-argument shall be deducible from the parameter-type-list of the
3340   //   deduction guide template.
3341   auto *TemplateParams = TD->getTemplateParameters();
3342   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3343   MarkDeducedTemplateParameters(TD, DeducibleParams);
3344   for (unsigned I = 0; I != TemplateParams->size(); ++I) {
3345     // A parameter pack is deducible (to an empty pack).
3346     auto *Param = TemplateParams->getParam(I);
3347     if (Param->isParameterPack() || hasVisibleDefaultArgument(Param))
3348       DeducibleParams[I] = true;
3349   }
3350
3351   if (!DeducibleParams.all()) {
3352     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3353     Diag(TD->getLocation(), diag::err_deduction_guide_template_not_deducible)
3354       << (NumNonDeducible > 1);
3355     noteNonDeducibleParameters(*this, TemplateParams, DeducibleParams);
3356   }
3357 }
3358
3359 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
3360     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
3361     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
3362     bool IsPartialSpecialization) {
3363   // D must be variable template id.
3364   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId &&
3365          "Variable template specialization is declared with a template it.");
3366
3367   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
3368   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
3369       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
3370   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
3371   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
3372   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
3373
3374   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
3375
3376   // The template-id must name a variable template.
3377   VarTemplateDecl *VarTemplate =
3378       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3379   if (!VarTemplate) {
3380     NamedDecl *FnTemplate;
3381     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
3382       FnTemplate = *OTS->begin();
3383     else
3384       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3385     if (FnTemplate)
3386       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
3387                << FnTemplate->getDeclName();
3388     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
3389              << IsPartialSpecialization;
3390   }
3391
3392   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
3393   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
3394     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
3395                                         UPPC_PartialSpecialization))
3396       return true;
3397
3398   // Check that the template argument list is well-formed for this
3399   // template.
3400   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3401   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
3402                                 false, Converted))
3403     return true;
3404
3405   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
3406   // corresponds to these arguments.
3407   if (IsPartialSpecialization) {
3408     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, VarTemplate,
3409                                                TemplateArgs.size(), Converted))
3410       return true;
3411
3412     // FIXME: Move these checks to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
3413     // also do them during instantiation.
3414     bool InstantiationDependent;
3415     if (!Name.isDependent() &&
3416         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3417             TemplateArgs.arguments(),
3418             InstantiationDependent)) {
3419       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
3420           << VarTemplate->getDeclName();
3421       IsPartialSpecialization = false;
3422     }
3423
3424     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
3425                                 Converted)) {
3426       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
3427       //
3428       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
3429       //      to the implicit argument list of the primary template.
3430       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
3431         << /*variable template*/ 1
3432         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
3433         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
3434       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
3435       // of the primary template.
3436       return true;
3437     }
3438   }
3439
3440   void *InsertPos = nullptr;
3441   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
3442
3443   if (IsPartialSpecialization)
3444     // FIXME: Template parameter list matters too
3445     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3446   else
3447     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3448
3449   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
3450
3451   // Check whether we can declare a variable template specialization in
3452   // the current scope.
3453   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
3454                                        TemplateNameLoc,
3455                                        IsPartialSpecialization))
3456     return true;
3457
3458   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3459     // Since the only prior variable template specialization with these
3460     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
3461     // declaration node as our own, updating its source location and
3462     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
3463     Specialization = PrevDecl;
3464     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
3465     PrevDecl = nullptr;
3466   } else if (IsPartialSpecialization) {
3467     // Create a new class template partial specialization declaration node.
3468     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
3469         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
3470     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
3471         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3472             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
3473             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
3474             Converted, TemplateArgs);
3475
3476     if (!PrevPartial)
3477       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
3478     Specialization = Partial;
3479
3480     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
3481     // template specialization, make a note of that.
3482     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
3483       PrevPartial->setMemberSpecialization();
3484
3485     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
3486   } else {
3487     // Create a new class template specialization declaration node for
3488     // this explicit specialization or friend declaration.
3489     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3490         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
3491         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted);
3492     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
3493
3494     if (!PrevDecl)
3495       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
3496   }
3497
3498   // C++ [temp.expl.spec]p6:
3499   //   If a template, a member template or the member of a class template is
3500   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
3501   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
3502   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
3503   //   use occurs; no diagnostic is required.
3504   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
3505     bool Okay = false;
3506     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
3507       // Is there any previous explicit specialization declaration?
3508       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
3509         Okay = true;
3510         break;
3511       }
3512     }
3513
3514     if (!Okay) {
3515       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
3516       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
3517           << Name << Range;
3518
3519       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
3520            diag::note_instantiation_required_here)
3521           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
3522               TSK_ImplicitInstantiation);
3523       return true;
3524     }
3525   }
3526
3527   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3528   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
3529
3530   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
3531   // be seen when iterating through the list of declarations in that
3532   // context. However, specializations are not found by name lookup.
3533   CurContext->addDecl(Specialization);
3534
3535   // Note that this is an explicit specialization.
3536   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
3537
3538   if (PrevDecl) {
3539     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
3540     // merging with previous declarations.
3541     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
3542                           ForRedeclaration);
3543     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
3544     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
3545   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
3546              Specialization->isOutOfLine()) {
3547     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
3548   }
3549
3550   // Link instantiations of static data members back to the template from
3551   // which they were instantiated.
3552   if (Specialization->isStaticDataMember())
3553     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
3554         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
3555         Specialization->getSpecializationKind());
3556
3557   return Specialization;
3558 }
3559
3560 namespace {
3561 /// \brief A partial specialization whose template arguments have matched
3562 /// a given template-id.
3563 struct PartialSpecMatchResult {
3564   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
3565   TemplateArgumentList *Args;
3566 };
3567 } // end anonymous namespace
3568
3569 DeclResult
3570 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3571                          SourceLocation TemplateNameLoc,
3572                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3573   assert(Template && "A variable template id without template?");
3574
3575   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
3576   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3577   if (CheckTemplateArgumentList(
3578           Template, TemplateNameLoc,
3579           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
3580           Converted))
3581     return true;
3582
3583   // Find the variable template specialization declaration that
3584   // corresponds to these arguments.
3585   void *InsertPos = nullptr;
3586   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
3587           Converted, InsertPos)) {
3588     checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Spec);
3589     // If we already have a variable template specialization, return it.
3590     return Spec;
3591   }
3592
3593   // This is the first time we have referenced this variable template
3594   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3595   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
3596   // that it represents. That is,
3597   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3598   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
3599                                        Converted);
3600   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
3601   bool AmbiguousPartialSpec = false;
3602   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
3603   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
3604   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
3605   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
3606                                             /*ForTakingAddress=*/false);
3607
3608   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
3609   // specializes, if any.
3610   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
3611   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
3612   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
3613   // specializations yet.
3614   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
3615   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
3616   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
3617   bool InstantiationDependent = false;
3618   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3619           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3620
3621     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
3622     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
3623
3624     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
3625       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
3626       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
3627
3628       if (TemplateDeductionResult Result =
3629               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
3630         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
3631         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
3632         FailedCandidates.addCandidate().set(
3633             DeclAccessPair::make(Template, AS_public), Partial,
3634             MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
3635         (void)Result;
3636       } else {
3637         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
3638         Matched.back().Partial = Partial;
3639         Matched.back().Args = Info.take();
3640       }
3641     }
3642
3643     if (Matched.size() >= 1) {
3644       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
3645       if (Matched.size() == 1) {
3646         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
3647         //      instantiation is generated from that specialization.
3648         // We don't need to do anything for this.
3649       } else {
3650         //   -- If more than one matching specialization is found, the
3651         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
3652         //      whether one of the specializations is more specialized
3653         //      than the others. If none of the specializations is more
3654         //      specialized than all of the other matching
3655         //      specializations, then the use of the variable template is
3656         //      ambiguous and the program is ill-formed.
3657         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
3658                                                    PEnd = Matched.end();
3659              P != PEnd; ++P) {
3660           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
3661                                                       PointOfInstantiation) ==
3662               P->Partial)
3663             Best = P;
3664         }
3665
3666         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
3667         // the others.
3668         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
3669                                                    PEnd = Matched.end();
3670              P != PEnd; ++P) {
3671           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
3672                                P->Partial, Best->Partial,
3673                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
3674             AmbiguousPartialSpec = true;
3675             break;
3676           }
3677         }
3678       }
3679
3680       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
3681       InstantiationPattern = Best->Partial;
3682       InstantiationArgs = Best->Args;
3683     } else {
3684       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
3685       //      from the primary template.
3686       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3687     }
3688   }
3689
3690   // 2. Create the canonical declaration.
3691   // Note that we do not instantiate a definition until we see an odr-use
3692   // in DoMarkVarDeclReferenced().
3693   // FIXME: LateAttrs et al.?
3694   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
3695       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
3696       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
3697   if (!Decl)
3698     return true;
3699
3700   if (AmbiguousPartialSpec) {
3701     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
3702     Decl->setInvalidDecl();
3703     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
3704         << Decl;
3705
3706     // Print the matching partial specializations.
3707     for (MatchResult P : Matched)
3708       Diag(P.Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
3709           << getTemplateArgumentBindingsText(P.Partial->getTemplateParameters(),
3710                                              *P.Args);
3711     return true;
3712   }
3713
3714   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
3715           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
3716     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
3717
3718   checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Decl);
3719
3720   assert(Decl && "No variable template specialization?");
3721   return Decl;
3722 }
3723
3724 ExprResult
3725 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
3726                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3727                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3728                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3729
3730   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
3731                                        *TemplateArgs);
3732   if (Decl.isInvalid())
3733     return ExprError();
3734
3735   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
3736   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
3737     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
3738                                        NameInfo.getLoc());
3739
3740   // Build an ordinary singleton decl ref.
3741   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
3742                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
3743 }
3744
3745 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
3746                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
3747                                      LookupResult &R,
3748                                      bool RequiresADL,
3749                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3750   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
3751   // template arguments that we have against the template name, if the template
3752   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
3753   // though.
3754   // foo<int> could identify a single function unambiguously
3755   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
3756   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
3757   // i.e., template<class T> void f(double);
3758   //       vs template<class T, class U> void f(U);
3759
3760   // These should be filtered out by our callers.
3761   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
3762   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
3763
3764   // In C++1y, check variable template ids.
3765   bool InstantiationDependent;
3766   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() &&
3767       !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3768            *TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3769     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
3770                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
3771                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
3772   }
3773
3774   // We don't want lookup warnings at this point.
3775   R.suppressDiagnostics();
3776
3777   UnresolvedLookupExpr *ULE
3778     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
3779                                    SS.getWithLocInContext(Context),
3780                                    TemplateKWLoc,
3781                                    R.getLookupNameInfo(),
3782                                    RequiresADL, TemplateArgs,
3783                                    R.begin(), R.end());
3784
3785   return ULE;
3786 }
3787
3788 // We actually only call this from template instantiation.
3789 ExprResult
3790 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
3791                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
3792                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3793                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3794
3795   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
3796   DeclContext *DC;
3797   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
3798       DC->isDependentContext() ||
3799       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
3800     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
3801
3802   bool MemberOfUnknownSpecialization;
3803   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3804   LookupTemplateName(R, (Scope*)nullptr, SS, QualType(), /*Entering*/ false,
3805                      MemberOfUnknownSpecialization);
3806
3807   if (R.isAmbiguous())
3808     return ExprError();
3809
3810   if (R.empty()) {
3811     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3812       << NameInfo.getName() << SS.getRange();
3813     return ExprError();
3814   }
3815
3816   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
3817     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
3818       << SS.getScopeRep()
3819       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
3820     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
3821     return ExprError();
3822   }
3823
3824   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
3825 }
3826
3827 /// \brief Form a dependent template name.
3828 ///
3829 /// This action forms a dependent template name given the template
3830 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
3831 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
3832 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
3833 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
3834 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
3835                                                   CXXScopeSpec &SS,
3836                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
3837                                                   UnqualifiedId &Name,
3838                                                   ParsedType ObjectType,
3839                                                   bool EnteringContext,
3840                                                   TemplateTy &Result,
3841                                                   bool AllowInjectedClassName) {
3842   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
3843     Diag(TemplateKWLoc,
3844          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
3845            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
3846            diag::ext_template_outside_of_template)
3847       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
3848
3849   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
3850   if (SS.isSet())
3851     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
3852   if (!LookupCtx && ObjectType)
3853     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
3854   if (LookupCtx) {
3855     // C++0x [temp.names]p5:
3856     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
3857     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
3858     //   template may not be applied to non-template members of class
3859     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
3860     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
3861     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
3862     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
3863     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
3864     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
3865     //
3866     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
3867     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
3868     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
3869     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
3870     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
3871     bool MemberOfUnknownSpecialization;
3872     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
3873                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
3874                                           MemberOfUnknownSpecialization);
3875     if (TNK == TNK_Non_template && LookupCtx->isDependentContext() &&
3876         isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx) &&
3877         (!cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasDefinition() ||
3878          cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasAnyDependentBases())) {
3879       // This is a dependent template. Handle it below.
3880     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
3881       Diag(Name.getLocStart(),
3882            diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3883         << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3884         << Name.getSourceRange()
3885         << TemplateKWLoc;
3886       return TNK_Non_template;
3887     } else {
3888       // We found something; return it.
3889       auto *LookupRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3890       if (!AllowInjectedClassName && SS.isSet() && LookupRD &&
3891           Name.getKind() == UnqualifiedId::IK_Identifier && Name.Identifier &&
3892           LookupRD->getIdentifier() == Name.Identifier) {
3893         // C++14 [class.qual]p2:
3894         //   In a lookup in which function names are not ignored and the
3895         //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
3896         //   [...] is the injected-class-name of C, [...] the name is instead
3897         //   considered to name the constructor
3898         //
3899         // We don't get here if naming the constructor would be valid, so we
3900         // just reject immediately and recover by treating the
3901         // injected-class-name as naming the template.
3902         Diag(Name.getLocStart(),
3903              diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3904           << Name.Identifier << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3905           << 1 /*'template' keyword was used*/;
3906       }
3907       return TNK;
3908     }
3909   }
3910
3911   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
3912
3913   switch (Name.getKind()) {
3914   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
3915     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3916                                                               Name.Identifier));
3917     return TNK_Dependent_template_name;
3918
3919   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
3920     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3921                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
3922     return TNK_Function_template;
3923
3924   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
3925     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
3926
3927   default:
3928     break;
3929   }
3930
3931   Diag(Name.getLocStart(),
3932        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3933     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3934     << Name.getSourceRange()
3935     << TemplateKWLoc;
3936   return TNK_Non_template;
3937 }
3938
3939 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
3940                                      TemplateArgumentLoc &AL,
3941                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3942   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
3943   QualType ArgType;
3944   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
3945
3946   // Check template type parameter.
3947   switch(Arg.getKind()) {
3948   case TemplateArgument::Type:
3949     // C++ [temp.arg.type]p1:
3950     //   A template-argument for a template-parameter which is a
3951     //   type shall be a type-id.
3952     ArgType = Arg.getAsType();
3953     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
3954     break;
3955   case TemplateArgument::Template: {
3956     // We have a template type parameter but the template argument
3957     // is a template without any arguments.
3958     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3959     TemplateName Name = Arg.getAsTemplate();
3960     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_missing_args)
3961       << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(Name) << Name << SR;
3962     if (TemplateDecl *Decl = Name.getAsTemplateDecl())
3963       Diag(Decl->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3964
3965     return true;
3966   }
3967   case TemplateArgument::Expression: {
3968     // We have a template type parameter but the template argument is an
3969     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
3970     CXXScopeSpec SS;
3971     DeclarationNameInfo NameInfo;
3972
3973     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3974       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3975       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3976     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
3977                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3978       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3979       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3980     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
3981                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3982       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
3983         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3984         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
3985       }
3986     }
3987
3988     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
3989       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3990       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
3991
3992       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
3993           Result.getResultKind() ==
3994               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
3995         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
3996         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
3997         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
3998                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
3999                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
4000             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
4001         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4002
4003         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
4004         // already have.
4005         ArgType =
4006             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
4007         TypeLocBuilder TLB;
4008         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
4009         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
4010         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
4011         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
4012         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
4013
4014         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
4015         // properly.
4016         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
4017                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
4018
4019         break;
4020       }
4021     }
4022     // fallthrough
4023   }
4024   default: {
4025     // We have a template type parameter but the template argument
4026     // is not a type.
4027     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4028     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
4029     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4030
4031     return true;
4032   }
4033   }
4034
4035   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
4036     return true;
4037
4038   // Add the converted template type argument.
4039   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
4040
4041   // Objective-C ARC:
4042   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
4043   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
4044   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
4045       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
4046       !ArgType.getObjCLifetime()) {
4047     Qualifiers Qs;
4048     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
4049     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
4050   }
4051
4052   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
4053   return false;
4054 }
4055
4056 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4057 /// the given template type parameter.
4058 ///
4059 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4060 /// the substitution.
4061 ///
4062 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4063 /// for.
4064 ///
4065 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4066 /// template-id we are checking.
4067 ///
4068 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4069 /// terminates the template-id.
4070 ///
4071 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4072 /// substituting into.
4073 ///
4074 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4075 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4076 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4077 static TypeSourceInfo *
4078 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4079                              TemplateDecl *Template,
4080                              SourceLocation TemplateLoc,
4081                              SourceLocation RAngleLoc,
4082                              TemplateTypeParmDecl *Param,
4083                              SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4084   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
4085
4086   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
4087   // on the previously-computed template arguments.
4088   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
4089     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4090                                      Param, Template, Converted,
4091                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4092     if (Inst.isInvalid())
4093       return nullptr;
4094
4095     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4096
4097     // Only substitute for the innermost template argument list.
4098     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4099     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4100     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4101       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4102
4103     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4104     ArgType =
4105         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
4106                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
4107   }
4108
4109   return ArgType;
4110 }
4111
4112 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4113 /// the given non-type template parameter.
4114 ///
4115 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4116 /// the substitution.
4117 ///
4118 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4119 /// for.
4120 ///
4121 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4122 /// template-id we are checking.
4123 ///
4124 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4125 /// terminates the template-id.
4126 ///
4127 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
4128 /// substituting into.
4129 ///
4130 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4131 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4132 ///
4133 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4134 static ExprResult
4135 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4136                              TemplateDecl *Template,
4137                              SourceLocation TemplateLoc,
4138                              SourceLocation RAngleLoc,
4139                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4140                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4141   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4142                                    Param, Template, Converted,
4143                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4144   if (Inst.isInvalid())
4145     return ExprError();
4146
4147   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4148
4149   // Only substitute for the innermost template argument list.
4150   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4151   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4152   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4153     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4154
4155   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
4156       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
4157   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
4158 }
4159
4160 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4161 /// the given template template parameter.
4162 ///
4163 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4164 /// the substitution.
4165 ///
4166 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4167 /// for.
4168 ///
4169 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4170 /// template-id we are checking.
4171 ///
4172 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4173 /// terminates the template-id.
4174 ///
4175 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4176 /// substituting into.
4177 ///
4178 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4179 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4180 ///
4181 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
4182 /// source-location information) that precedes the template name.
4183 ///
4184 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4185 static TemplateName
4186 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4187                              TemplateDecl *Template,
4188                              SourceLocation TemplateLoc,
4189                              SourceLocation RAngleLoc,
4190                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
4191                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4192                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
4193   Sema::InstantiatingTemplate Inst(
4194       SemaRef, TemplateLoc, TemplateParameter(Param), Template, Converted,
4195       SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4196   if (Inst.isInvalid())
4197     return TemplateName();
4198
4199   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4200
4201   // Only substitute for the innermost template argument list.
4202   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4203   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4204   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4205     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4206
4207   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4208   // Substitute into the nested-name-specifier first,
4209   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
4210   if (QualifierLoc) {
4211     QualifierLoc =
4212         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
4213     if (!QualifierLoc)
4214       return TemplateName();
4215   }
4216
4217   return SemaRef.SubstTemplateName(
4218              QualifierLoc,
4219              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
4220              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
4221              TemplateArgLists);
4222 }
4223
4224 /// \brief If the given template parameter has a default template
4225 /// argument, substitute into that default template argument and
4226 /// return the corresponding template argument.
4227 TemplateArgumentLoc
4228 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
4229                                               SourceLocation TemplateLoc,
4230                                               SourceLocation RAngleLoc,
4231                                               Decl *Param,
4232                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
4233                                                 &Converted,
4234                                               bool &HasDefaultArg) {
4235   HasDefaultArg = false;
4236
4237   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
4238     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
4239       return TemplateArgumentLoc();
4240
4241     HasDefaultArg = true;
4242     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4243                                                       TemplateLoc,
4244                                                       RAngleLoc,
4245                                                       TypeParm,
4246                                                       Converted);
4247     if (DI)
4248       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
4249
4250     return TemplateArgumentLoc();
4251   }
4252
4253   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
4254         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4255     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
4256       return TemplateArgumentLoc();
4257
4258     HasDefaultArg = true;
4259     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4260                                                   TemplateLoc,
4261                                                   RAngleLoc,
4262                                                   NonTypeParm,
4263                                                   Converted);
4264     if (Arg.isInvalid())
4265       return TemplateArgumentLoc();
4266
4267     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
4268     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
4269   }
4270
4271   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
4272     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4273   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
4274     return TemplateArgumentLoc();
4275
4276   HasDefaultArg = true;
4277   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4278   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4279                                                     TemplateLoc,
4280                                                     RAngleLoc,
4281                                                     TempTempParm,
4282                                                     Converted,
4283                                                     QualifierLoc);
4284   if (TName.isNull())
4285     return TemplateArgumentLoc();
4286
4287   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
4288                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
4289                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4290 }
4291
4292 /// Convert a template-argument that we parsed as a type into a template, if
4293 /// possible. C++ permits injected-class-names to perform dual service as
4294 /// template template arguments and as template type arguments.
4295 static TemplateArgumentLoc convertTypeTemplateArgumentToTemplate(TypeLoc TLoc) {
4296   // Extract and step over any surrounding nested-name-specifier.
4297   NestedNameSpecifierLoc QualLoc;
4298   if (auto ETLoc = TLoc.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
4299     if (ETLoc.getTypePtr()->getKeyword() != ETK_None)
4300       return TemplateArgumentLoc();
4301
4302     QualLoc = ETLoc.getQualifierLoc();
4303     TLoc = ETLoc.getNamedTypeLoc();
4304   }
4305
4306   // If this type was written as an injected-class-name, it can be used as a
4307   // template template argument.
4308   if (auto InjLoc = TLoc.getAs<InjectedClassNameTypeLoc>())
4309     return TemplateArgumentLoc(InjLoc.getTypePtr()->getTemplateName(),
4310                                QualLoc, InjLoc.getNameLoc());
4311
4312   // If this type was written as an injected-class-name, it may have been
4313   // converted to a RecordType during instantiation. If the RecordType is
4314   // *not* wrapped in a TemplateSpecializationType and denotes a class
4315   // template specialization, it must have come from an injected-class-name.
4316   if (auto RecLoc = TLoc.getAs<RecordTypeLoc>())
4317     if (auto *CTSD =
4318             dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RecLoc.getDecl()))
4319       return TemplateArgumentLoc(TemplateName(CTSD->getSpecializedTemplate()),
4320                                  QualLoc, RecLoc.getNameLoc());
4321
4322   return TemplateArgumentLoc();
4323 }
4324
4325 /// \brief Check that the given template argument corresponds to the given
4326 /// template parameter.
4327 ///
4328 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
4329 /// checked.
4330 ///
4331 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
4332 ///
4333 /// \param Template The template in which the template argument resides.
4334 ///
4335 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
4336 /// whose argument list we're matching.
4337 ///
4338 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
4339 /// the template argument list.
4340 ///
4341 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
4342 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
4343 ///
4344 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
4345 /// end of this small vector.
4346 ///
4347 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
4348 /// explicitly written, deduced, etc.
4349 ///
4350 /// \returns true on error, false otherwise.
4351 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
4352                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
4353                                  NamedDecl *Template,
4354                                  SourceLocation TemplateLoc,
4355                                  SourceLocation RAngleLoc,
4356                                  unsigned ArgumentPackIndex,
4357                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4358                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4359   // Check template type parameters.
4360   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
4361     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
4362
4363   // Check non-type template parameters.
4364   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4365     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
4366     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
4367     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
4368     QualType NTTPType = NTTP->getType();
4369     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
4370       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
4371
4372     if (NTTPType->isDependentType() &&
4373         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
4374         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
4375       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
4376       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4377                                  NTTP, Converted,
4378                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4379       if (Inst.isInvalid())
4380         return true;
4381
4382       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
4383                                         Converted);
4384       NTTPType = SubstType(NTTPType,
4385                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
4386                            NTTP->getLocation(),
4387                            NTTP->getDeclName());
4388       // If that worked, check the non-type template parameter type
4389       // for validity.
4390       if (!NTTPType.isNull())
4391         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
4392                                                      NTTP->getLocation());
4393       if (NTTPType.isNull())
4394         return true;
4395     }
4396
4397     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4398     case TemplateArgument::Null:
4399       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4400
4401     case TemplateArgument::Expression: {
4402       TemplateArgument Result;
4403       ExprResult Res =
4404         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
4405                               Result, CTAK);
4406       if (Res.isInvalid())
4407         return true;
4408
4409       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
4410       // old expression in the template argument.
4411       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
4412         TemplateArgument TA(Res.get());
4413         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
4414       }
4415
4416       Converted.push_back(Result);
4417       break;
4418     }
4419
4420     case TemplateArgument::Declaration:
4421     case TemplateArgument::Integral:
4422     case TemplateArgument::NullPtr:
4423       // We've already checked this template argument, so just copy
4424       // it to the list of converted arguments.
4425       Converted.push_back(Arg.getArgument());
4426       break;
4427
4428     case TemplateArgument::Template:
4429     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4430       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
4431       // see below.
4432       if (DependentTemplateName *DTN
4433             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
4434                                               .getAsDependentTemplateName()) {
4435         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
4436         // parsed as a template template argument. However, since we now
4437         // know that we need a non-type template argument, convert this
4438         // template name into an expression.
4439
4440         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
4441                                      Arg.getTemplateNameLoc());
4442
4443         CXXScopeSpec SS;
4444         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
4445         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
4446         // so it was provided with a template keyword. However, its source
4447         // location is not stored in the template argument structure.
4448         SourceLocation TemplateKWLoc;
4449         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
4450             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
4451             nullptr);
4452
4453         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
4454         // pack expansion expression.
4455         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
4456           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
4457           if (E.isInvalid())
4458             return true;
4459         }
4460
4461         TemplateArgument Result;
4462         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
4463         if (E.isInvalid())
4464           return true;
4465
4466         Converted.push_back(Result);
4467         break;
4468       }
4469
4470       // We have a template argument that actually does refer to a class
4471       // template, alias template, or template template parameter, and
4472       // therefore cannot be a non-type template argument.
4473       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
4474         << Arg.getSourceRange();
4475
4476       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4477       return true;
4478
4479     case TemplateArgument::Type: {
4480       // We have a non-type template parameter but the template
4481       // argument is a type.
4482
4483       // C++ [temp.arg]p2:
4484       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
4485       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
4486       //   form of the corresponding template-parameter.
4487       //
4488       // We warn specifically about this case, since it can be rather
4489       // confusing for users.
4490       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
4491       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
4492       if (T->isFunctionType())
4493         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
4494       else
4495         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
4496       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4497       return true;
4498     }
4499
4500     case TemplateArgument::Pack:
4501       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4502     }
4503
4504     return false;
4505   }
4506
4507
4508   // Check template template parameters.
4509   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4510
4511   // Substitute into the template parameter list of the template
4512   // template parameter, since previously-supplied template arguments
4513   // may appear within the template template parameter.
4514   {
4515     // Set up a template instantiation context.
4516     LocalInstantiationScope Scope(*this);
4517     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4518                                TempParm, Converted,
4519                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4520     if (Inst.isInvalid())
4521       return true;
4522
4523     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4524     TempParm = cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
4525                       SubstDecl(TempParm, CurContext,
4526                                 MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs)));
4527     if (!TempParm)
4528       return true;
4529   }
4530
4531   // C++1z [temp.local]p1: (DR1004)
4532   //   When [the injected-class-name] is used [...] as a template-argument for
4533   //   a template template-parameter [...] it refers to the class template
4534   //   itself.
4535   if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::Type) {
4536     TemplateArgumentLoc ConvertedArg = convertTypeTemplateArgumentToTemplate(
4537         Arg.getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
4538     if (!ConvertedArg.getArgument().isNull())
4539       Arg = ConvertedArg;
4540   }
4541
4542   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4543   case TemplateArgument::Null:
4544     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4545
4546   case TemplateArgument::Template:
4547   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4548     if (CheckTemplateArgument(TempParm, Arg, ArgumentPackIndex))
4549       return true;
4550
4551     Converted.push_back(Arg.getArgument());
4552     break;
4553
4554   case TemplateArgument::Expression:
4555   case TemplateArgument::Type:
4556     // We have a template template parameter but the template
4557     // argument does not refer to a template.
4558     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
4559       << getLangOpts().CPlusPlus11;
4560     return true;
4561
4562   case TemplateArgument::Declaration:
4563     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
4564   case TemplateArgument::Integral:
4565     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
4566   case TemplateArgument::NullPtr:
4567     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
4568
4569   case TemplateArgument::Pack:
4570     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4571   }
4572
4573   return false;
4574 }
4575
4576 /// \brief Diagnose an arity mismatch in the
4577 static bool diagnoseArityMismatch(Sema &S, TemplateDecl *Template,
4578                                   SourceLocation TemplateLoc,
4579                                   TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
4580   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
4581   unsigned NumParams = Params->size();
4582   unsigned NumArgs = TemplateArgs.size();
4583
4584   SourceRange Range;
4585   if (NumArgs > NumParams)
4586     Range = SourceRange(TemplateArgs[NumParams].getLocation(),
4587                         TemplateArgs.getRAngleLoc());
4588   S.Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4589     << (NumArgs > NumParams)
4590     << (int)S.getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4591     << Template << Range;
4592   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4593     << Params->getSourceRange();
4594   return true;
4595 }
4596
4597 /// \brief Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
4598 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
4599 ///
4600 /// \code
4601 /// template<typename ...Ts> struct A {
4602 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
4603 /// };
4604 /// \endcode
4605 ///
4606 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
4607 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
4608 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
4609   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4610         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4611     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
4612       return NTTP->getNumExpansionTypes();
4613   }
4614
4615   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
4616         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
4617     if (TTP->isExpandedParameterPack())
4618       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
4619   }
4620
4621   return None;
4622 }
4623
4624 /// Diagnose a missing template argument.
4625 template<typename TemplateParmDecl>
4626 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
4627                                     TemplateDecl *TD,
4628                                     const TemplateParmDecl *D,
4629                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
4630   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
4631   // declarations of the template that are more recent than TD.
4632   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
4633                                  ->getTemplateParameters()
4634                                  ->getParam(D->getIndex()));
4635
4636   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
4637   // missing a module import.
4638   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
4639   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
4640     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
4641                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
4642                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
4643                             /*Recover*/true);
4644     return true;
4645   }
4646
4647   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
4648   // diagnose that it was declared too late.
4649
4650   return diagnoseArityMismatch(S, TD, Loc, Args);
4651 }
4652
4653 /// \brief Check that the given template argument list is well-formed
4654 /// for specializing the given template.
4655 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(
4656     TemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4657     TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs, bool PartialTemplateArgs,
4658     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4659     bool UpdateArgsWithConversions) {
4660   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
4661   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
4662   // template.
4663   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
4664
4665   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
4666
4667   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
4668
4669   // C++ [temp.arg]p1:
4670   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
4671   //   a template-id shall match the type and form specified for the
4672   //   corresponding parameter declared by the template in its
4673   //   template-parameter-list.
4674   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
4675   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
4676   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
4677   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
4678   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
4679                                        ParamEnd = Params->end();
4680        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
4681     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
4682     // many arguments.
4683     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
4684       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
4685         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
4686         // them to the list.
4687         Converted.push_back(
4688             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4689         ArgumentPack.clear();
4690
4691         // This argument is assigned to the next parameter.
4692         ++Param;
4693         continue;
4694       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
4695         // Not enough arguments for this parameter pack.
4696         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4697           << false
4698           << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4699           << Template;
4700         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4701           << Params->getSourceRange();
4702         return true;
4703       }
4704     }
4705
4706     if (ArgIdx < NumArgs) {
4707       // Check the template argument we were given.
4708       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
4709                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
4710                                 ArgumentPack.size(), Converted))
4711         return true;
4712
4713       bool PackExpansionIntoNonPack =
4714           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
4715           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
4716       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
4717         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
4718         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
4719         // can't be canonicalized, so reject it now.
4720         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
4721              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
4722           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
4723         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4724         return true;
4725       }
4726
4727       // We're now done with this argument.
4728       ++ArgIdx;
4729
4730       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4731         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
4732         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
4733         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
4734         // arguments.
4735         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
4736       } else {
4737         // Move to the next template parameter.
4738         ++Param;
4739       }
4740
4741       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
4742       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
4743       // match up with.
4744       if (PackExpansionIntoNonPack) {
4745         if (!ArgumentPack.empty()) {
4746           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
4747           // fall back to just producing individual arguments.
4748           Converted.insert(Converted.end(),
4749                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
4750           ArgumentPack.clear();
4751         }
4752
4753         while (ArgIdx < NumArgs) {
4754           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
4755           ++ArgIdx;
4756         }
4757
4758         return false;
4759       }
4760
4761       continue;
4762     }
4763
4764     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
4765     if (PartialTemplateArgs) {
4766       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
4767         Converted.push_back(
4768             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4769
4770       return false;
4771     }
4772
4773     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
4774     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
4775     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4776       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
4777              "Should have dealt with this already");
4778
4779       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
4780       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
4781       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
4782       if (Param + 1 != ParamEnd)
4783         return true;
4784
4785       Converted.push_back(
4786           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4787       ArgumentPack.clear();
4788
4789       ++Param;
4790       continue;
4791     }
4792
4793     // Check whether we have a default argument.
4794     TemplateArgumentLoc Arg;
4795
4796     // Retrieve the default template argument from the template
4797     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
4798     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
4799     // (when the template parameter was part of a nested template) into
4800     // the default argument.
4801     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
4802       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
4803         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
4804                                        NewArgs);
4805
4806       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
4807                                                              Template,
4808                                                              TemplateLoc,
4809                                                              RAngleLoc,
4810                                                              TTP,
4811                                                              Converted);
4812       if (!ArgType)
4813         return true;
4814
4815       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
4816                                 ArgType);
4817     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4818                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
4819       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
4820         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
4821                                        NewArgs);
4822
4823       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4824                                                               TemplateLoc,
4825                                                               RAngleLoc,
4826                                                               NTTP,
4827                                                               Converted);
4828       if (E.isInvalid())
4829         return true;
4830
4831       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
4832       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
4833     } else {
4834       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
4835         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
4836
4837       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
4838         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
4839                                        NewArgs);
4840
4841       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4842       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4843                                                        TemplateLoc,
4844                                                        RAngleLoc,
4845                                                        TempParm,
4846                                                        Converted,
4847                                                        QualifierLoc);
4848       if (Name.isNull())
4849         return true;
4850
4851       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
4852                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4853     }
4854
4855     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
4856     // the default template argument. We're not actually instantiating a
4857     // template here, we just create this object to put a note into the
4858     // context stack.
4859     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
4860                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4861     if (Inst.isInvalid())
4862       return true;
4863
4864     // Check the default template argument.
4865     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
4866                               RAngleLoc, 0, Converted))
4867       return true;
4868
4869     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
4870     // parameter, keep track of the default template arguments from the
4871     // template definition.
4872     if (isTemplateTemplateParameter)
4873       NewArgs.addArgument(Arg);
4874
4875     // Move to the next template parameter and argument.
4876     ++Param;
4877     ++ArgIdx;
4878   }
4879
4880   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
4881   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
4882   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
4883   // still dependent).
4884   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
4885       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
4886     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
4887       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
4888   }
4889
4890   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
4891   // Complain and fail.
4892   if (ArgIdx < NumArgs)
4893     return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc, NewArgs);
4894
4895   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
4896   // to caller.
4897   if (UpdateArgsWithConversions)
4898     TemplateArgs = std::move(NewArgs);
4899
4900   return false;
4901 }
4902
4903 namespace {
4904   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
4905     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
4906   {
4907     Sema &S;
4908     SourceRange SR;
4909
4910     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
4911
4912   public:
4913     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
4914
4915     bool Visit(QualType T) {
4916       return T.isNull() ? false : inherited::Visit(T.getTypePtr());
4917     }
4918
4919 #define TYPE(Class, Parent) \
4920     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
4921 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
4922     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4923 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
4924     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4925 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
4926
4927     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
4928     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
4929   };
4930 } // end anonymous namespace
4931
4932 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
4933   return false;
4934 }
4935
4936 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
4937   return Visit(T->getElementType());
4938 }
4939
4940 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
4941   return Visit(T->getPointeeType());
4942 }
4943
4944 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
4945                                                     const BlockPointerType* T) {
4946   return Visit(T->getPointeeType());
4947 }
4948
4949 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
4950                                                 const LValueReferenceType* T) {
4951   return Visit(T->getPointeeType());
4952 }
4953
4954 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
4955                                                 const RValueReferenceType* T) {
4956   return Visit(T->getPointeeType());
4957 }
4958
4959 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
4960                                                   const MemberPointerType* T) {
4961   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
4962 }
4963
4964 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
4965                                                   const ConstantArrayType* T) {
4966   return Visit(T->getElementType());
4967 }
4968
4969 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
4970                                                  const IncompleteArrayType* T) {
4971   return Visit(T->getElementType());
4972 }
4973
4974 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
4975                                                    const VariableArrayType* T) {
4976   return Visit(T->getElementType());
4977 }
4978
4979 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
4980                                             const DependentSizedArrayType* T) {
4981   return Visit(T->getElementType());
4982 }
4983
4984 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
4985                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
4986   return Visit(T->getElementType());
4987 }
4988
4989 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
4990   return Visit(T->getElementType());
4991 }
4992
4993 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
4994   return Visit(T->getElementType());
4995 }
4996
4997 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
4998                                                   const FunctionProtoType* T) {
4999   for (const auto &A : T->param_types()) {
5000     if (Visit(A))
5001       return true;
5002   }
5003
5004   return Visit(T->getReturnType());
5005 }
5006
5007 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
5008                                                const FunctionNoProtoType* T) {
5009   return Visit(T->getReturnType());
5010 }
5011
5012 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
5013                                                   const UnresolvedUsingType*) {
5014   return false;
5015 }
5016
5017 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
5018   return false;
5019 }
5020
5021 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
5022   return Visit(T->getUnderlyingType());
5023 }
5024
5025 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
5026   return false;
5027 }
5028
5029 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
5030                                                     const UnaryTransformType*) {
5031   return false;
5032 }
5033
5034 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
5035   return Visit(T->getDeducedType());
5036 }
5037
5038 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDeducedTemplateSpecializationType(
5039     const DeducedTemplateSpecializationType *T) {
5040   return Visit(T->getDeducedType());
5041 }
5042
5043 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
5044   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5045 }
5046
5047 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
5048   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5049 }
5050
5051 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
5052                                                  const TemplateTypeParmType*) {
5053   return false;
5054 }
5055
5056 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
5057                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
5058   return false;
5059 }
5060
5061 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
5062                                             const TemplateSpecializationType*) {
5063   return false;
5064 }
5065
5066 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
5067                                               const InjectedClassNameType* T) {
5068   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5069 }
5070
5071 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
5072                                                    const DependentNameType* T) {
5073   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5074 }
5075
5076 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
5077                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
5078   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5079 }
5080
5081 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
5082                                                    const PackExpansionType* T) {
5083   return Visit(T->getPattern());
5084 }
5085
5086 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
5087   return false;
5088 }
5089
5090 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
5091                                                    const ObjCInterfaceType *) {
5092   return false;
5093 }
5094
5095 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
5096                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
5097   return false;
5098 }
5099
5100 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
5101   return Visit(T->getValueType());
5102 }
5103
5104 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
5105   return false;
5106 }
5107
5108 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
5109   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5110     S.Diag(SR.getBegin(),
5111            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5112              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
5113              diag::ext_template_arg_local_type)
5114       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
5115     return true;
5116   }
5117
5118   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
5119     S.Diag(SR.getBegin(),
5120            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5121              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
5122              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
5123     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
5124     return true;
5125   }
5126
5127   return false;
5128 }
5129
5130 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
5131                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
5132   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
5133     return true;
5134
5135   switch (NNS->getKind()) {
5136   case NestedNameSpecifier::Identifier:
5137   case NestedNameSpecifier::Namespace:
5138   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
5139   case NestedNameSpecifier::Global:
5140   case NestedNameSpecifier::Super:
5141     return false;
5142
5143   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
5144   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
5145     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
5146   }
5147   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
5148 }
5149
5150 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5151 /// template type parameter.
5152 ///
5153 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
5154 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
5155 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
5156                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
5157   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
5158   QualType Arg = ArgInfo->getType();
5159   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
5160
5161   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
5162     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
5163   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
5164     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
5165   }
5166
5167   // C++03 [temp.arg.type]p2:
5168   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
5169   //   compounded from any of these types shall not be used as a
5170   //   template-argument for a template type-parameter.
5171   //
5172   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
5173   // a warning.
5174   if (LangOpts.CPlusPlus11 || Arg->hasUnnamedOrLocalType()) {
5175     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
5176     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
5177   }
5178
5179   return false;
5180 }
5181
5182 enum NullPointerValueKind {
5183   NPV_NotNullPointer,
5184   NPV_NullPointer,
5185   NPV_Error
5186 };
5187
5188 /// \brief Determine whether the given template argument is a null pointer
5189 /// value of the appropriate type.
5190 static NullPointerValueKind
5191 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5192                                    QualType ParamType, Expr *Arg) {
5193   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
5194     return NPV_NotNullPointer;
5195
5196   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
5197     llvm_unreachable(
5198         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
5199
5200   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5201     return NPV_NotNullPointer;
5202
5203   // Determine whether we have a constant expression.
5204   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
5205   if (ArgRV.isInvalid())
5206     return NPV_Error;
5207   Arg = ArgRV.get();
5208
5209   Expr::EvalResult EvalResult;
5210   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
5211   EvalResult.Diag = &Notes;
5212   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
5213       EvalResult.HasSideEffects) {
5214     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
5215
5216     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
5217     // the caret at its location rather than producing an essentially
5218     // redundant note.
5219     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
5220         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
5221       DiagLoc = Notes[0].first;
5222       Notes.clear();
5223     }
5224
5225     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
5226       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5227     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
5228       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
5229
5230     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5231     return NPV_Error;
5232   }
5233
5234   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
5235   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
5236   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
5237     return NPV_NullPointer;
5238
5239   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
5240   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
5241   //     (4.11); or
5242   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
5243       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
5244        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
5245     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
5246     bool ObjCLifetimeConversion;
5247     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
5248         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
5249                                      ObjCLifetimeConversion))
5250       return NPV_NullPointer;
5251
5252     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
5253     // then recover as if the types were correct.
5254     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
5255       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5256     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5257     return NPV_NullPointer;
5258   }
5259
5260   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
5261   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
5262   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
5263     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
5264     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
5265         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
5266         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
5267                                       ")");
5268     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5269     return NPV_NullPointer;
5270   }
5271
5272   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
5273   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
5274   // be interpreted by the caller.
5275   return NPV_NotNullPointer;
5276 }
5277
5278 /// \brief Checks whether the given template argument is compatible with its
5279 /// template parameter.
5280 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
5281     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
5282     Expr *Arg, QualType ArgType) {
5283   bool ObjCLifetimeConversion;
5284   if (ParamType->isPointerType() &&
5285       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
5286       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
5287                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5288     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
5289     // permitted.
5290   } else {
5291     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5292       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
5293         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
5294         //   For a non-type template-parameter of type reference to
5295         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
5296         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5297         //   identical) type of the template- argument. The
5298         //   template-parameter is bound directly to the
5299         //   template-argument, which shall be an lvalue.
5300
5301         // FIXME: Other qualifiers?
5302         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
5303         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
5304
5305         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
5306           S.Diag(Arg->getLocStart(),
5307                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
5308             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5309           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5310           return true;
5311         }
5312       }
5313     }
5314
5315     // At this point, the template argument refers to an object or
5316     // function with external linkage. We now need to check whether the
5317     // argument and parameter types are compatible.
5318     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
5319                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
5320       // We can't perform this conversion or binding.
5321       if (ParamType->isReferenceType())
5322         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
5323           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
5324       else
5325         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
5326           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5327       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5328       return true;
5329     }
5330   }
5331
5332   return false;
5333 }
5334
5335 /// \brief Checks whether the given template argument is the address
5336 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5337 static bool
5338 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
5339                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5340                                                QualType ParamType,
5341                                                Expr *ArgIn,
5342                                                TemplateArgument &Converted) {
5343   bool Invalid = false;
5344   Expr *Arg = ArgIn;
5345   QualType ArgType = Arg->getType();
5346
5347   bool AddressTaken = false;
5348   SourceLocation AddrOpLoc;
5349   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5350     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
5351     // dereference and address-of operators.
5352     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
5353
5354     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
5355     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
5356     SourceLocation FirstOpLoc;
5357     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5358       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
5359       if (UnOpKind == UO_Deref)
5360         ExtWarnMSTemplateArg = true;
5361       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
5362         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
5363         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
5364           FirstOpKind = UnOpKind;
5365           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5366         }
5367       } else
5368         break;
5369     }
5370     if (FirstOpLoc.isValid()) {
5371       if (ExtWarnMSTemplateArg)
5372         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
5373           << ArgIn->getSourceRange();
5374
5375       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
5376         AddressTaken = true;
5377       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
5378         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
5379         // constant expression.
5380         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
5381         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5382           << Arg->getSourceRange();
5383       }
5384     }
5385   } else {
5386     // See through any implicit casts we added to fix the type.
5387     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
5388
5389     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5390     //
5391     //   A template-argument for a non-type, non-template
5392     //   template-parameter shall be one of: [...]
5393     //
5394     //     -- the address of an object or function with external
5395     //        linkage, including function templates and function
5396     //        template-ids but excluding non-static class members,
5397     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
5398     //        the name refers to a function or array, or if the
5399     //        corresponding template-parameter is a reference; or
5400
5401     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5402     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5403     bool ExtraParens = false;
5404     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5405       if (!Invalid && !ExtraParens) {
5406         S.Diag(Arg->getLocStart(),
5407                S.getLangOpts().CPlusPlus11
5408                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
5409                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
5410             << Arg->getSourceRange();
5411         ExtraParens = true;
5412       }
5413
5414       Arg = Parens->getSubExpr();
5415     }
5416
5417     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5418                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5419       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5420
5421     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5422       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5423         Arg = UnOp->getSubExpr();
5424         AddressTaken = true;
5425         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5426       }
5427     }
5428
5429     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5430                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5431       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5432   }
5433
5434   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
5435   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5436
5437   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
5438   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
5439     NullPointerValueKind NPV;
5440     // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
5441     // arguments.
5442     if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
5443       NPV = NPV_NotNullPointer;
5444     else
5445       NPV = isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn);
5446     switch (NPV) {
5447     case NPV_NullPointer:
5448       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5449       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5450                                    /*isNullPtr=*/true);
5451       return false;
5452
5453     case NPV_Error:
5454       return true;
5455
5456     case NPV_NotNullPointer:
5457       break;
5458     }
5459   }
5460
5461   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
5462   // it should be checked when instantiated.
5463   if (Arg->isValueDependent()) {
5464     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5465     return false;
5466   }
5467
5468   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
5469     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
5470                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
5471       return true;
5472
5473     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5474     return false;
5475   }
5476
5477   if (!DRE) {
5478     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5479     << Arg->getSourceRange();
5480     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5481     return true;
5482   }
5483
5484   // Cannot refer to non-static data members
5485   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
5486     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
5487       << Entity << Arg->getSourceRange();
5488     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5489     return true;
5490   }
5491
5492   // Cannot refer to non-static member functions
5493   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
5494     if (!Method->isStatic()) {
5495       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
5496         << Method << Arg->getSourceRange();
5497       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5498       return true;
5499     }
5500   }
5501
5502   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
5503   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
5504
5505   // A non-type template argument must refer to an object or function.
5506   if (!Func && !Var) {
5507     // We found something, but we don't know specifically what it is.
5508     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
5509       << Arg->getSourceRange();
5510     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5511     return true;
5512   }
5513
5514   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
5515   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
5516     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5517              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
5518              diag::ext_template_arg_object_internal)
5519       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5520     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5521       << !Func;
5522   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
5523     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
5524       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5525     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5526       << !Func;
5527     return true;
5528   }
5529
5530   if (Func) {
5531     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
5532     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
5533       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
5534     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
5535       // If we originally had an address-of operator, but the
5536       // parameter has reference type, complain and (if things look
5537       // like they will work) drop the address-of operator.
5538       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
5539                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5540         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5541           << ParamType;
5542         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5543         return true;
5544       }
5545
5546       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5547         << ParamType
5548         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5549       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5550
5551       ArgType = Func->getType();
5552     }
5553   } else {
5554     // A value of reference type is not an object.
5555     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
5556       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5557              diag::err_template_arg_reference_var)
5558         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
5559       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5560       return true;
5561     }
5562
5563     // A template argument must have static storage duration.
5564     if (Var->getTLSKind()) {
5565       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
5566         << Arg->getSourceRange();
5567       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5568       return true;
5569     }
5570
5571     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
5572     // the address of this object.
5573     if (ParamType->isReferenceType()) {
5574       if (AddressTaken) {
5575         // If we originally had an address-of operator, but the
5576         // parameter has reference type, complain and (if things look
5577         // like they will work) drop the address-of operator.
5578         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
5579                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5580           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5581             << ParamType;
5582           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5583           return true;
5584         }
5585
5586         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5587           << ParamType
5588           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5589         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5590
5591         ArgType = Var->getType();
5592       }
5593     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
5594       if (Var->getType()->isArrayType()) {
5595         // Array-to-pointer decay.
5596         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
5597       } else {
5598         // If the template parameter has pointer type but the address of
5599         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
5600         // taking the address of the entity.
5601         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
5602         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
5603           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5604             << ParamType;
5605           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5606           return true;
5607         }
5608
5609         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5610           << ParamType
5611           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
5612
5613         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5614       }
5615     }
5616   }
5617
5618   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
5619                                                      Arg, ArgType))
5620     return true;
5621
5622   // Create the template argument.
5623   Converted =
5624       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
5625   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
5626   return false;
5627 }
5628
5629 /// \brief Checks whether the given template argument is a pointer to
5630 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5631 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
5632                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5633                                                  QualType ParamType,
5634                                                  Expr *&ResultArg,
5635                                                  TemplateArgument &Converted) {
5636   bool Invalid = false;
5637
5638   // Check for a null pointer value.
5639   Expr *Arg = ResultArg;
5640   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, Arg)) {
5641   case NPV_Error:
5642     return true;
5643   case NPV_NullPointer:
5644     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5645     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5646                                  /*isNullPtr*/true);
5647     return false;
5648   case NPV_NotNullPointer:
5649     break;
5650   }
5651
5652   bool ObjCLifetimeConversion;
5653   if (S.IsQualificationConversion(Arg->getType(),
5654                                   ParamType.getNonReferenceType(),
5655                                   false, ObjCLifetimeConversion)) {
5656     Arg = S.ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_NoOp,
5657                               Arg->getValueKind()).get();
5658     ResultArg = Arg;
5659   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(),
5660                 ParamType.getNonReferenceType())) {
5661     // We can't perform this conversion.
5662     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5663       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5664     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5665     return true;
5666   }
5667
5668   // See through any implicit casts we added to fix the type.
5669   while (ImplicitCastExpr *Cast = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(Arg))
5670     Arg = Cast->getSubExpr();
5671
5672   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5673   //
5674   //   A template-argument for a non-type, non-template
5675   //   template-parameter shall be one of: [...]
5676   //
5677   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
5678   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
5679
5680   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5681   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5682   bool ExtraParens = false;
5683   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5684     if (!Invalid && !ExtraParens) {
5685       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5686              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5687                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
5688                diag::ext_template_arg_extra_parens)
5689         << Arg->getSourceRange();
5690       ExtraParens = true;
5691     }
5692
5693     Arg = Parens->getSubExpr();
5694   }
5695
5696   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5697            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5698     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5699
5700   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
5701   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5702     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5703       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
5704       if (DRE && !DRE->getQualifier())
5705         DRE = nullptr;
5706     }
5707   }
5708   // A constant of pointer-to-member type.
5709   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
5710     if (ValueDecl *VD = dyn_cast<ValueDecl>(DRE->getDecl())) {
5711       if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
5712         if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
5713           if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5714             Converted = TemplateArgument(Arg);
5715           } else {
5716             VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
5717             Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
5718           }
5719           return Invalid;
5720         }
5721       }
5722     }
5723
5724     DRE = nullptr;
5725   }
5726
5727   if (!DRE)
5728     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
5729                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5730       << Arg->getSourceRange();
5731
5732   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5733       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5734       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
5735     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5736             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5737             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
5738            "Only non-static member pointers can make it here");
5739
5740     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
5741     // a member pointer constant.
5742     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5743       Converted = TemplateArgument(Arg);
5744     } else {
5745       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
5746       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
5747     }
5748     return Invalid;
5749   }
5750
5751   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
5752   S.Diag(Arg->getLocStart(),
5753          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5754     << Arg->getSourceRange();
5755   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5756   return true;
5757 }
5758
5759 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5760 /// non-type template parameter.
5761 ///
5762 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
5763 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
5764 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
5765 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
5766 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5767                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
5768                                        TemplateArgument &Converted,
5769                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
5770   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
5771
5772   // If the parameter type somehow involves auto, deduce the type now.
5773   if (getLangOpts().CPlusPlus1z && ParamType->isUndeducedType()) {
5774     // During template argument deduction, we allow 'decltype(auto)' to
5775     // match an arbitrary dependent argument.
5776     // FIXME: The language rules don't say what happens in this case.
5777     // FIXME: We get an opaque dependent type out of decltype(auto) if the
5778     // expression is merely instantiation-dependent; is this enough?
5779     if (CTAK == CTAK_Deduced && Arg->isTypeDependent()) {
5780       auto *AT = dyn_cast<AutoType>(ParamType);
5781       if (AT && AT->isDecltypeAuto()) {
5782         Converted = TemplateArgument(Arg);
5783         return Arg;
5784       }
5785     }
5786
5787     // When checking a deduced template argument, deduce from its type even if
5788     // the type is dependent, in order to check the types of non-type template
5789     // arguments line up properly in partial ordering.
5790     Optional<unsigned> Depth;
5791     if (CTAK != CTAK_Specified)
5792       Depth = Param->getDepth() + 1;
5793     if (DeduceAutoType(
5794             Context.getTrivialTypeSourceInfo(ParamType, Param->getLocation()),
5795             Arg, ParamType, Depth) == DAR_Failed) {
5796       Diag(Arg->getExprLoc(),
5797            diag::err_non_type_template_parm_type_deduction_failure)
5798         << Param->getDeclName() << Param->getType() << Arg->getType()
5799         << Arg->getSourceRange();
5800       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5801       return ExprError();
5802     }
5803     // CheckNonTypeTemplateParameterType will produce a diagnostic if there's
5804     // an error. The error message normally references the parameter
5805     // declaration, but here we'll pass the argument location because that's
5806     // where the parameter type is deduced.
5807     ParamType = CheckNonTypeTemplateParameterType(ParamType, Arg->getExprLoc());
5808     if (ParamType.isNull()) {
5809       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5810       return ExprError();
5811     }
5812   }
5813
5814   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
5815   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
5816          "non-type template parameter type cannot be qualified");
5817
5818   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
5819       !Context.hasSameType(ParamType.getNonLValueExprType(Context),
5820                            Arg->getType())) {
5821     // FIXME: If either type is dependent, we skip the check. This isn't
5822     // correct, since during deduction we're supposed to have replaced each
5823     // template parameter with some unique (non-dependent) placeholder.
5824     // FIXME: If the argument type contains 'auto', we carry on and fail the
5825     // type check in order to force specific types to be more specialized than
5826     // 'auto'. It's not clear how partial ordering with 'auto' is supposed to
5827     // work.
5828     if ((ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) &&
5829         !Arg->getType()->getContainedAutoType()) {
5830       Converted = TemplateArgument(Arg);
5831       return Arg;
5832     }
5833     // FIXME: This attempts to implement C++ [temp.deduct.type]p17. Per DR1770,
5834     // we should actually be checking the type of the template argument in P,
5835     // not the type of the template argument deduced from A, against the
5836     // template parameter type.
5837     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
5838       << Arg->getType()
5839       << ParamType.getUnqualifiedType();
5840     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5841     return ExprError();
5842   }
5843
5844   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
5845   // type-dependent, there's nothing we can check now.
5846   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
5847     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
5848     Converted = TemplateArgument(Arg);
5849     return Arg;
5850   }
5851
5852   // The initialization of the parameter from the argument is
5853   // a constant-evaluated context.
5854   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
5855       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
5856
5857   if (getLangOpts().CPlusPlus1z) {
5858     // C++1z [temp.arg.nontype]p1:
5859     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
5860     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
5861     APValue Value;
5862     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
5863         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
5864     if (ArgResult.isInvalid())
5865       return ExprError();
5866
5867     // For a value-dependent argument, CheckConvertedConstantExpression is
5868     // permitted (and expected) to be unable to determine a value.
5869     if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
5870       Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
5871       return ArgResult;
5872     }
5873
5874     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
5875
5876     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
5877     switch (Value.getKind()) {
5878     case APValue::Uninitialized:
5879       assert(ParamType->isNullPtrType());
5880       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
5881       break;
5882     case APValue::Int:
5883       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
5884       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
5885       break;
5886     case APValue::MemberPointer: {
5887       assert(ParamType->isMemberPointerType());
5888
5889       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
5890       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
5891         Diag(Arg->getLocStart(),
5892              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
5893             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
5894             << Arg->getSourceRange();
5895         return ExprError();
5896       }
5897
5898       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
5899       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
5900                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
5901       break;
5902     }
5903     case APValue::LValue: {
5904       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
5905       //   the value of the constant expression shall not refer to
5906       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
5907              ParamType->isNullPtrType());
5908       // -- a temporary object
5909       // -- a string literal
5910       // -- the result of a typeid expression, or
5911       // -- a predefined __func__ variable
5912       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
5913         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
5914           Converted = TemplateArgument(const_cast<Expr*>(E));
5915           break;
5916         }
5917         Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5918           << Arg->getSourceRange();
5919         return ExprError();
5920       }
5921       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
5922           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
5923       // -- a subobject
5924       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
5925           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
5926           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
5927           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
5928         // Per defect report (no number yet):
5929         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
5930         //       object.
5931       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
5932                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
5933         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
5934           << Value.getAsString(Context, ParamType);
5935         return ExprError();
5936       }
5937       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
5938              "null reference should not be a constant expression");
5939       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
5940              "non-null value of type nullptr_t?");
5941       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
5942                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
5943       break;
5944     }
5945     case APValue::AddrLabelDiff:
5946       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
5947     case APValue::Float:
5948     case APValue::ComplexInt:
5949     case APValue::ComplexFloat:
5950     case APValue::Vector:
5951     case APValue::Array:
5952     case APValue::Struct:
5953     case APValue::Union:
5954       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
5955     }
5956
5957     return ArgResult.get();
5958   }
5959
5960   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
5961   //   The following conversions are performed on each expression used
5962   //   as a non-type template-argument. If a non-type
5963   //   template-argument cannot be converted to the type of the
5964   //   corresponding template-parameter then the program is
5965   //   ill-formed.
5966   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
5967     // C++11:
5968     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5969     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
5970     //      constant expression are applied.
5971     //
5972     // C++98:
5973     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5974     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
5975     //      conversions (4.7) are applied.
5976
5977     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
5978       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5979       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5980       //   shall be one of:
5981       //
5982       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
5983       //        type, a converted constant expression of the type of the
5984       //        template-parameter; or
5985       llvm::APSInt Value;
5986       ExprResult ArgResult =
5987         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
5988                                          CCEK_TemplateArg);
5989       if (ArgResult.isInvalid())
5990         return ExprError();
5991
5992       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
5993       if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
5994         Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
5995         return ArgResult;
5996       }
5997
5998       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
5999       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
6000       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
6001       QualType IntegerType = ParamType;
6002       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6003         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
6004       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
6005
6006       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6007                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
6008       return ArgResult;
6009     }
6010
6011     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
6012     if (ArgResult.isInvalid())
6013       return ExprError();
6014     Arg = ArgResult.get();
6015
6016     QualType ArgType = Arg->getType();
6017
6018     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6019     //   A template-argument for a non-type, non-template
6020     //   template-parameter shall be one of:
6021     //
6022     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
6023     //        type; or
6024     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
6025     SourceLocation NonConstantLoc;
6026     llvm::APSInt Value;
6027     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6028       Diag(Arg->getLocStart(),
6029            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
6030         << ArgType << Arg->getSourceRange();
6031       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6032       return ExprError();
6033     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
6034       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
6035         QualType T;
6036
6037       public:
6038         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
6039
6040         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
6041                             SourceRange SR) override {
6042           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
6043         }
6044       } Diagnoser(ArgType);
6045
6046       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
6047                                             false).get();
6048       if (!Arg)
6049         return ExprError();
6050     }
6051
6052     // From here on out, all we care about is the unqualified form
6053     // of the argument type.
6054     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
6055
6056     // Try to convert the argument to the parameter's type.
6057     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
6058       // Okay: no conversion necessary
6059     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
6060       // This is an integral-to-boolean conversion.
6061       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
6062     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
6063                !ParamType->isEnumeralType()) {
6064       // This is an integral promotion or conversion.
6065       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
6066     } else {
6067       // We can't perform this conversion.
6068       Diag(Arg->getLocStart(),
6069            diag::err_template_arg_not_convertible)
6070         << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
6071       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6072       return ExprError();
6073     }
6074
6075     // Add the value of this argument to the list of converted
6076     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
6077     // parameter.
6078     if (Arg->isValueDependent()) {
6079       // The argument is value-dependent. Create a new
6080       // TemplateArgument with the converted expression.
6081       Converted = TemplateArgument(Arg);
6082       return Arg;
6083     }
6084
6085     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6086     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6087       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
6088
6089     if (ParamType->isBooleanType()) {
6090       // Value must be zero or one.
6091       Value = Value != 0;
6092       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6093       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6094         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6095       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6096     } else {
6097       llvm::APSInt OldValue = Value;
6098
6099       // Coerce the template argument's value to the value it will have
6100       // based on the template parameter's type.
6101       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6102       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6103         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6104       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6105
6106       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
6107       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
6108                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
6109         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
6110           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6111           << Arg->getSourceRange();
6112         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6113       }
6114
6115       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
6116       unsigned RequiredBits;
6117       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
6118         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
6119       else if (OldValue.isUnsigned())
6120         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
6121       else
6122         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
6123       if (RequiredBits > AllowedBits) {
6124         Diag(Arg->getLocStart(),
6125              diag::warn_template_arg_too_large)
6126           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6127           << Arg->getSourceRange();
6128         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6129       }
6130     }
6131
6132     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6133                                  ParamType->isEnumeralType()
6134                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
6135                                    : IntegerType);
6136     return Arg;
6137   }
6138
6139   QualType ArgType = Arg->getType();
6140   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
6141
6142   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
6143   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
6144   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6145       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
6146       //    applied. If the template-argument represents a set of
6147       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
6148       //    function is selected from the set (13.4).
6149       (ParamType->isPointerType() &&
6150        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6151       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
6152       //    function, no conversions apply. If the template-argument
6153       //    represents a set of overloaded functions, the matching
6154       //    function is selected from the set (13.4).
6155       (ParamType->isReferenceType() &&
6156        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6157       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6158       //    member function, no conversions apply. If the
6159       //    template-argument represents a set of overloaded member
6160       //    functions, the matching member function is selected from
6161       //    the set (13.4).
6162       (ParamType->isMemberPointerType() &&
6163        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
6164          ->isFunctionType())) {
6165
6166     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6167       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
6168                                                                 true,
6169                                                                 FoundResult)) {
6170         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6171           return ExprError();
6172
6173         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6174         ArgType = Arg->getType();
6175       } else
6176         return ExprError();
6177     }
6178
6179     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
6180       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6181                                                          ParamType,
6182                                                          Arg, Converted))
6183         return ExprError();
6184       return Arg;
6185     }
6186
6187     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6188                                              Converted))
6189       return ExprError();
6190     return Arg;
6191   }
6192
6193   if (ParamType->isPointerType()) {
6194     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
6195     //      object, qualification conversions (4.4) and the
6196     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
6197     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
6198     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6199            "Only object pointers allowed here");
6200
6201     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6202                                                        ParamType,
6203                                                        Arg, Converted))
6204       return ExprError();
6205     return Arg;
6206   }
6207
6208   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6209     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
6210     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
6211     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
6212     //      identical) type of the template-argument. The
6213     //      template-parameter is bound directly to the
6214     //      template-argument, which must be an lvalue.
6215     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6216            "Only object references allowed here");
6217
6218     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6219       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
6220                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
6221                                                                 true,
6222                                                                 FoundResult)) {
6223         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6224           return ExprError();
6225
6226         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6227         ArgType = Arg->getType();
6228       } else
6229         return ExprError();
6230     }
6231
6232     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6233                                                        ParamType,
6234                                                        Arg, Converted))
6235       return ExprError();
6236     return Arg;
6237   }
6238
6239   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
6240   if (ParamType->isNullPtrType()) {
6241     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6242       Converted = TemplateArgument(Arg);
6243       return Arg;
6244     }
6245
6246     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
6247     case NPV_NotNullPointer:
6248       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6249         << Arg->getType() << ParamType;
6250       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6251       return ExprError();
6252
6253     case NPV_Error:
6254       return ExprError();
6255
6256     case NPV_NullPointer:
6257       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6258       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
6259                                    /*isNullPtr*/true);
6260       return Arg;
6261     }
6262   }
6263
6264   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
6265   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
6266   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
6267
6268   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6269                                            Converted))
6270     return ExprError();
6271   return Arg;
6272 }
6273
6274 static void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(
6275     Sema &S, TemplateParameterList *New, TemplateParameterList *Old,
6276     Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind, SourceLocation TemplateArgLoc);
6277
6278 /// \brief Check a template argument against its corresponding
6279 /// template template parameter.
6280 ///
6281 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
6282 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
6283 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTemplateParmDecl *Param,
6284                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
6285                                  unsigned ArgumentPackIndex) {
6286   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
6287   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
6288   if (!Template) {
6289     // Any dependent template name is fine.
6290     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
6291     return false;
6292   }
6293
6294   if (Template->isInvalidDecl())
6295     return true;
6296
6297   // C++0x [temp.arg.template]p1:
6298   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
6299   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
6300   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
6301   //   primary class templates are considered when matching the
6302   //   template template argument with the corresponding parameter;
6303   //   partial specializations are not considered even if their
6304   //   parameter lists match that of the template template parameter.
6305   //
6306   // Note that we also allow template template parameters here, which
6307   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
6308   // partial specializations.
6309   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
6310       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
6311       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) &&
6312       !isa<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
6313     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
6314            "Only function templates are possible here");
6315     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template);
6316     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
6317       << Template;
6318   }
6319
6320   TemplateParameterList *Params = Param->getTemplateParameters();
6321   if (Param->isExpandedParameterPack())
6322     Params = Param->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
6323
6324   // C++1z [temp.arg.template]p3: (DR 150)
6325   //   A template-argument matches a template template-parameter P when P
6326   //   is at least as specialized as the template-argument A.
6327   if (getLangOpts().RelaxedTemplateTemplateArgs) {
6328     // Quick check for the common case:
6329     //   If P contains a parameter pack, then A [...] matches P if each of A's
6330     //   template parameters matches the corresponding template parameter in
6331     //   the template-parameter-list of P.
6332     if (TemplateParameterListsAreEqual(
6333             Template->getTemplateParameters(), Params, false,
6334             TPL_TemplateTemplateArgumentMatch, Arg.getLocation()))
6335       return false;
6336
6337     if (isTemplateTemplateParameterAtLeastAsSpecializedAs(Params, Template,
6338                                                           Arg.getLocation()))
6339       return false;
6340     // FIXME: Produce better diagnostics for deduction failures.
6341   }
6342
6343   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
6344                                          Params,
6345                                          true,
6346                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
6347                                          Arg.getLocation());
6348 }
6349
6350 /// \brief Given a non-type template argument that refers to a
6351 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
6352 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
6353 /// declaration.
6354 ExprResult
6355 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6356                                               QualType ParamType,
6357                                               SourceLocation Loc) {
6358   // C++ [temp.param]p8:
6359   //
6360   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
6361   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
6362   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
6363   if (ParamType->isArrayType())
6364     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
6365   else if (ParamType->isFunctionType())
6366     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
6367
6368   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
6369   // parameter's type.
6370   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
6371     return ImpCastExprToType(
6372              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
6373                              ParamType,
6374                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
6375                                ? CK_NullToMemberPointer
6376                                : CK_NullToPointer);
6377   }
6378   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
6379          "Only declaration template arguments permitted here");
6380
6381   ValueDecl *VD = cast<ValueDecl>(Arg.getAsDecl());
6382
6383   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
6384       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
6385        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
6386     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
6387     // Determine whether the non-type template template parameter is of
6388     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
6389     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
6390     // would refer to the member itself.
6391     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
6392       QualType ClassType
6393         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
6394       NestedNameSpecifier *Qualifier
6395         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
6396                                       ClassType.getTypePtr());
6397       CXXScopeSpec SS;
6398       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
6399
6400       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
6401       // internal consistency's sake, references to instance methods
6402       // are r-values.
6403       ExprValueKind VK = VK_LValue;
6404       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
6405         VK = VK_RValue;
6406
6407       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
6408                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
6409                                             VK,
6410                                             Loc,
6411                                             &SS);
6412       if (RefExpr.isInvalid())
6413         return ExprError();
6414
6415       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6416
6417       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
6418       // the element type on the parameter could be more qualified than the
6419       // element type in the expression we constructed.
6420       bool ObjCLifetimeConversion;
6421       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6422                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
6423                                     ObjCLifetimeConversion))
6424         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
6425
6426       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
6427              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6428                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
6429       return RefExpr;
6430     }
6431   }
6432
6433   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
6434
6435   if (ParamType->isPointerType()) {
6436     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
6437     // address of the declaration.
6438     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
6439     if (RefExpr.isInvalid())
6440       return ExprError();
6441
6442     if (!Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType->getPointeeType(), T) &&
6443         (T->isFunctionType() || T->isArrayType())) {
6444       // Decay functions and arrays unless we're forming a pointer to array.
6445       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
6446       if (RefExpr.isInvalid())
6447         return ExprError();
6448
6449       return RefExpr;
6450     }
6451
6452     // Take the address of everything else
6453     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6454   }
6455
6456   ExprValueKind VK = VK_RValue;
6457
6458   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
6459   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
6460   // type that the reference refers to.
6461   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6462     VK = VK_LValue;
6463     T = Context.getQualifiedType(T,
6464                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
6465   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
6466     // References to functions are always lvalues.
6467     VK = VK_LValue;
6468   }
6469
6470   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
6471 }
6472
6473 /// \brief Construct a new expression that refers to the given
6474 /// integral template argument with the given source-location
6475 /// information.
6476 ///
6477 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
6478 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
6479 /// literal value.
6480 ExprResult
6481 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6482                                                   SourceLocation Loc) {
6483   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
6484          "Operation is only valid for integral template arguments");
6485   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
6486
6487   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
6488   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
6489   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
6490   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
6491   // type of literal for it.
6492   QualType T = OrigT;
6493   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
6494     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
6495
6496   Expr *E;
6497   if (T->isAnyCharacterType()) {
6498     // This does not need to handle u8 character literals because those are
6499     // of type char, and so can also be covered by an ASCII character literal.
6500     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
6501     if (T->isWideCharType())
6502       Kind = CharacterLiteral::Wide;
6503     else if (T->isChar16Type())
6504       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
6505     else if (T->isChar32Type())
6506       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
6507     else
6508       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
6509
6510     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
6511                                        Kind, T, Loc);
6512   } else if (T->isBooleanType()) {
6513     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
6514                                          T, Loc);
6515   } else if (T->isNullPtrType()) {
6516     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
6517   } else {
6518     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
6519   }
6520
6521   if (OrigT->isEnumeralType()) {
6522     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
6523     // non-type template parameters.
6524     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
6525                                nullptr,
6526                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
6527                                Loc, Loc);
6528   }
6529
6530   return E;
6531 }
6532
6533 /// \brief Match two template parameters within template parameter lists.
6534 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
6535                                        bool Complain,
6536                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6537                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
6538   // Check the actual kind (type, non-type, template).
6539   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
6540     if (Complain) {
6541       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
6542       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6543         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6544         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
6545       }
6546       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6547         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6548       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
6549         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6550     }
6551
6552     return false;
6553   }
6554
6555   // Check that both are parameter packs or neither are parameter packs.
6556   // However, if we are matching a template template argument to a
6557   // template template parameter, the template template parameter can have
6558   // a parameter pack where the template template argument does not.
6559   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
6560       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6561         Old->isTemplateParameterPack())) {
6562     if (Complain) {
6563       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
6564       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6565         S.Diag(TemplateArgLoc,
6566              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6567         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
6568       }
6569
6570       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
6571                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
6572                       : 2;
6573       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6574         << ParamKind << New->isParameterPack();
6575       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
6576         << ParamKind << Old->isParameterPack();
6577     }
6578
6579     return false;
6580   }
6581
6582   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
6583   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
6584                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
6585     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
6586
6587     // If we are matching a template template argument to a template
6588     // template parameter and one of the non-type template parameter types
6589     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
6590     // to actually compare the arguments.
6591     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6592         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
6593          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
6594       return true;
6595
6596     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
6597       if (Complain) {
6598         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
6599         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6600           S.Diag(TemplateArgLoc,
6601                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6602           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
6603         }
6604         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
6605           << NewNTTP->getType()
6606           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6607         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
6608                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
6609           << OldNTTP->getType();
6610       }
6611
6612       return false;
6613     }
6614
6615     return true;
6616   }
6617
6618   // For template template parameters, check the template parameter types.
6619   // The template parameter lists of template template
6620   // parameters must agree.
6621   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
6622                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
6623     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
6624     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
6625                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
6626                                             Complain,
6627                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
6628                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
6629                                            : Kind),
6630                                             TemplateArgLoc);
6631   }
6632
6633   return true;
6634 }
6635
6636 /// \brief Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
6637 /// lists.
6638 static
6639 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
6640                                                 TemplateParameterList *New,
6641                                                 TemplateParameterList *Old,
6642                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6643                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
6644   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
6645   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6646     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6647     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
6648   }
6649   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
6650     << (New->size() > Old->size())
6651     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6652     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
6653   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
6654     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6655     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
6656 }
6657
6658 /// \brief Determine whether the given template parameter lists are
6659 /// equivalent.
6660 ///
6661 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
6662 /// source code as part of a new template declaration.
6663 ///
6664 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
6665 /// name lookup of the template declared with this template parameter
6666 /// list.
6667 ///
6668 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
6669 /// the template parameter lists are not equivalent.
6670 ///
6671 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
6672 ///
6673 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
6674 /// are actually checking the template parameter list of a template
6675 /// argument (New) against the template parameter list of its
6676 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
6677 /// slightly different diagnostics in this scenario.
6678 ///
6679 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
6680 /// otherwise.
6681 bool
6682 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
6683                                      TemplateParameterList *Old,
6684                                      bool Complain,
6685                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
6686                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
6687   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
6688     if (Complain)
6689       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6690                                                  TemplateArgLoc);
6691
6692     return false;
6693   }
6694
6695   // C++0x [temp.arg.template]p3:
6696   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
6697   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
6698   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
6699   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
6700   //   template-parameter-list of P. [...]
6701   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
6702   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
6703   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
6704                                     OldParmEnd = Old->end();
6705        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
6706     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
6707         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
6708       if (NewParm == NewParmEnd) {
6709         if (Complain)
6710           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6711                                                      TemplateArgLoc);
6712
6713         return false;
6714       }
6715
6716       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6717                                       Kind, TemplateArgLoc))
6718         return false;
6719
6720       ++NewParm;
6721       continue;
6722     }
6723
6724     // C++0x [temp.arg.template]p3:
6725     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
6726     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
6727     //   template parameters or template parameter packs in the
6728     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
6729     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
6730     //   parameters are template parameter packs).
6731     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
6732       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6733                                       Kind, TemplateArgLoc))
6734         return false;
6735     }
6736   }
6737
6738   // Make sure we exhausted all of the arguments.
6739   if (NewParm != NewParmEnd) {
6740     if (Complain)
6741       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6742                                                  TemplateArgLoc);
6743
6744     return false;
6745   }
6746
6747   return true;
6748 }
6749
6750 /// \brief Check whether a template can be declared within this scope.
6751 ///
6752 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
6753 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
6754 bool
6755 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
6756   if (!S)
6757     return false;
6758
6759   // Find the nearest enclosing declaration scope.
6760   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
6761          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
6762     S = S->getParent();
6763
6764   // C++ [temp]p4:
6765   //   A template [...] shall not have C linkage.
6766   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
6767   if (Ctx && Ctx->isExternCContext()) {
6768     Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
6769         << TemplateParams->getSourceRange();
6770     if (const LinkageSpecDecl *LSD = Ctx->getExternCContext())
6771       Diag(LSD->getExternLoc(), diag::note_extern_c_begins_here);
6772     return true;
6773   }
6774   Ctx = Ctx->getRedeclContext();
6775
6776   // C++ [temp]p2:
6777   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
6778   //   class scope declaration.
6779   if (Ctx) {
6780     if (Ctx->isFileContext())
6781       return false;
6782     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
6783       // C++ [temp.mem]p2:
6784       //   A local class shall not have member templates.
6785       if (RD->isLocalClass())
6786         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6787                     diag::err_template_inside_local_class)
6788           << TemplateParams->getSourceRange();
6789       else
6790         return false;
6791     }
6792   }
6793
6794   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6795               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
6796     << TemplateParams->getSourceRange();
6797 }
6798
6799 /// \brief Determine what kind of template specialization the given declaration
6800 /// is.
6801 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
6802   if (!D)
6803     return TSK_Undeclared;
6804
6805   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
6806     return Record->getTemplateSpecializationKind();
6807   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
6808     return Function->getTemplateSpecializationKind();
6809   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
6810     return Var->getTemplateSpecializationKind();
6811
6812   return TSK_Undeclared;
6813 }
6814
6815 /// \brief Check whether a specialization is well-formed in the current
6816 /// context.
6817 ///
6818 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
6819 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
6820 ///
6821 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
6822 /// performed.
6823 ///
6824 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
6825 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
6826 /// a member of a class template (member function, static data member,
6827 /// member class).
6828 ///
6829 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
6830 ///
6831 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
6832 /// this entity.
6833 ///
6834 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
6835 /// a class template.
6836 ///
6837 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
6838 /// otherwise.
6839 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
6840                                              NamedDecl *Specialized,
6841                                              NamedDecl *PrevDecl,
6842                                              SourceLocation Loc,
6843                                              bool IsPartialSpecialization) {
6844   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
6845   // various diagnostics emitted by this routine.
6846   int EntityKind = 0;
6847   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
6848     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
6849   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
6850     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
6851   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
6852     EntityKind = 4;
6853   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
6854     EntityKind = 5;
6855   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
6856     EntityKind = 6;
6857   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
6858     EntityKind = 7;
6859   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
6860     EntityKind = 8;
6861   else {
6862     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
6863       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
6864     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
6865     return true;
6866   }
6867
6868   // C++ [temp.expl.spec]p2:
6869   //   An explicit specialization shall be declared in the namespace
6870   //   of which the template is a member, or, for member templates, in
6871   //   the namespace of which the enclosing class or enclosing class
6872   //   template is a member. An explicit specialization of a member
6873   //   function, member class or static data member of a class
6874   //   template shall be declared in the namespace of which the class
6875   //   template is a member. Such a declaration may also be a
6876   //   definition. If the declaration is not a definition, the
6877   //   specialization may be defined later in the name- space in which
6878   //   the explicit specialization was declared, or in a namespace
6879   //   that encloses the one in which the explicit specialization was
6880   //   declared.
6881   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
6882     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
6883       << Specialized;
6884     return true;
6885   }
6886
6887   if (S.CurContext->isRecord() && !IsPartialSpecialization) {
6888     if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
6889       // Do not warn for class scope explicit specialization during
6890       // instantiation, warning was already emitted during pattern
6891       // semantic analysis.
6892       if (!S.inTemplateInstantiation())
6893         S.Diag(Loc, diag::ext_function_specialization_in_class)
6894           << Specialized;
6895     } else {
6896       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
6897         << Specialized;
6898       return true;
6899     }
6900   }
6901
6902   if (S.CurContext->isRecord() &&
6903       !S.CurContext->Equals(Specialized->getDeclContext())) {
6904     // Make sure that we're specializing in the right record context.
6905     // Otherwise, things can go horribly wrong.
6906     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
6907       << Specialized;
6908     return true;
6909   }
6910
6911   // C++ [temp.class.spec]p6:
6912   //   A class template partial specialization may be declared or redeclared
6913   //   in any namespace scope in which its definition may be defined (14.5.1
6914   //   and 14.5.2).
6915   DeclContext *SpecializedContext
6916     = Specialized->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
6917   DeclContext *DC = S.CurContext->getEnclosingNamespaceContext();
6918
6919   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in an enclosing
6920   // namespace.
6921   // Note that HandleDeclarator() performs this check for explicit
6922   // specializations of function templates, static data members, and member
6923   // functions, so we skip the check here for those kinds of entities.
6924   // FIXME: HandleDeclarator's diagnostics aren't quite as good, though.
6925   // Should we refactor that check, so that it occurs later?
6926   if (!DC->Encloses(SpecializedContext) &&
6927       !(isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized) ||
6928         isa<FunctionDecl>(Specialized) ||
6929         isa<VarTemplateDecl>(Specialized) ||
6930         isa<VarDecl>(Specialized))) {
6931     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
6932       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
6933         << EntityKind << Specialized;
6934     else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
6935       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
6936       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt)
6937         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
6938       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
6939                         << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
6940     } else
6941       llvm_unreachable("unexpected namespace context for specialization");
6942
6943     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
6944   } else if ((!PrevDecl ||
6945               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) == TSK_Undeclared ||
6946               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) ==
6947                   TSK_ImplicitInstantiation)) {
6948     // C++ [temp.exp.spec]p2:
6949     //   An explicit specialization shall be declared in the namespace of which
6950     //   the template is a member, or, for member templates, in the namespace
6951     //   of which the enclosing class or enclosing class template is a member.
6952     //   An explicit specialization of a member function, member class or
6953     //   static data member of a class template shall be declared in the
6954     //   namespace of which the class template is a member.
6955     //
6956     // C++11 [temp.expl.spec]p2:
6957     //   An explicit specialization shall be declared in a namespace enclosing
6958     //   the specialized template.
6959     // C++11 [temp.explicit]p3:
6960     //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
6961     //   template.
6962     if (!DC->InEnclosingNamespaceSetOf(SpecializedContext)) {
6963       bool IsCPlusPlus11Extension = DC->Encloses(SpecializedContext);
6964       if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext)) {
6965         assert(!IsCPlusPlus11Extension &&
6966                "DC encloses TU but isn't in enclosing namespace set");
6967         S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_out_of_scope_global)
6968           << EntityKind << Specialized;
6969       } else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
6970         int Diag;
6971         if (!IsCPlusPlus11Extension)
6972           Diag = diag::err_template_spec_decl_out_of_scope;
6973         else if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
6974           Diag = diag::ext_template_spec_decl_out_of_scope;
6975         else
6976           Diag = diag::warn_cxx98_compat_template_spec_decl_out_of_scope;
6977         S.Diag(Loc, Diag)
6978           << EntityKind << Specialized << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
6979       }
6980
6981       S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
6982     }
6983   }
6984
6985   return false;
6986 }
6987
6988 static SourceRange findTemplateParameterInType(unsigned Depth, Expr *E) {
6989   if (!E->isTypeDependent())
6990     return SourceLocation();
6991   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
6992   Checker.TraverseStmt(E);
6993   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
6994     return E->getSourceRange();
6995   return Checker.MatchLoc;
6996 }
6997
6998 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
6999   if (!TL.getType()->isDependentType())
7000     return SourceLocation();
7001   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7002   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
7003   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7004     return TL.getSourceRange();
7005   return Checker.MatchLoc;
7006 }
7007
7008 /// \brief Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
7009 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
7010 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7011     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
7012     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
7013   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
7014     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
7015       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7016               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
7017               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
7018         return true;
7019
7020       continue;
7021     }
7022
7023     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
7024       continue;
7025
7026     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
7027
7028     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
7029     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
7030       ArgExpr = Expansion->getPattern();
7031
7032     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
7033     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
7034       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
7035
7036     // C++ [temp.class.spec]p8:
7037     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
7038     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
7039     //   specialized.
7040     //
7041     // Below, we check the two conditions that only apply to
7042     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
7043     // arguments.
7044     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
7045       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
7046         continue;
7047
7048     // C++ [temp.class.spec]p9:
7049     //   Within the argument list of a class template partial
7050     //   specialization, the following restrictions apply:
7051     //     -- A partially specialized non-type argument expression
7052     //        shall not involve a template parameter of the partial
7053     //        specialization except when the argument expression is a
7054     //        simple identifier.
7055     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
7056     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
7057     //        parameter of the specialization.
7058     // DR1315 removes the first bullet, leaving an incoherent set of rules.
7059     // We implement a compromise between the original rules and DR1315:
7060     //     --  A specialized non-type template argument shall not be
7061     //         type-dependent and the corresponding template parameter
7062     //         shall have a non-dependent type.
7063     SourceRange ParamUseRange =
7064         findTemplateParameterInType(Param->getDepth(), ArgExpr);
7065     if (ParamUseRange.isValid()) {
7066       if (IsDefaultArgument) {
7067         S.Diag(TemplateNameLoc,
7068                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
7069         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7070                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
7071           << ParamUseRange;
7072       } else {
7073         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7074                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
7075           << ParamUseRange;
7076       }
7077       return true;
7078     }
7079
7080     ParamUseRange = findTemplateParameter(
7081         Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
7082     if (ParamUseRange.isValid()) {
7083       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
7084              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
7085         << Param->getType();
7086       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
7087         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange())
7088         << ParamUseRange;
7089       return true;
7090     }
7091   }
7092
7093   return false;
7094 }
7095
7096 /// \brief Check the non-type template arguments of a class template
7097 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
7098 ///
7099 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
7100 /// \param PrimaryTemplate the template parameters of the primary class
7101 ///        template.
7102 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
7103 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
7104 ///        partial specialization.
7105 ///
7106 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
7107 bool Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
7108     SourceLocation TemplateNameLoc, TemplateDecl *PrimaryTemplate,
7109     unsigned NumExplicit, ArrayRef<TemplateArgument> TemplateArgs) {
7110   // We have to be conservative when checking a template in a dependent
7111   // context.
7112   if (PrimaryTemplate->getDeclContext()->isDependentContext())
7113     return false;
7114
7115   TemplateParameterList *TemplateParams =
7116       PrimaryTemplate->getTemplateParameters();
7117   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7118     NonTypeTemplateParmDecl *Param
7119       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
7120     if (!Param)
7121       continue;
7122
7123     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(*this, TemplateNameLoc,
7124                                                       Param, &TemplateArgs[I],
7125                                                       1, I >= NumExplicit))
7126       return true;
7127   }
7128
7129   return false;
7130 }
7131
7132 DeclResult
7133 Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(Scope *S, unsigned TagSpec,
7134                                        TagUseKind TUK,
7135                                        SourceLocation KWLoc,
7136                                        SourceLocation ModulePrivateLoc,
7137                                        TemplateIdAnnotation &TemplateId,
7138                                        AttributeList *Attr,
7139                                        MultiTemplateParamsArg
7140                                            TemplateParameterLists,
7141                                        SkipBodyInfo *SkipBody) {
7142   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
7143
7144   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
7145
7146   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
7147   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
7148   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
7149     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
7150   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
7151   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
7152   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
7153
7154   // Find the class template we're specializing
7155   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
7156   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
7157     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
7158
7159   if (!ClassTemplate) {
7160     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
7161       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
7162           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
7163     return true;
7164   }
7165
7166   bool isMemberSpecialization = false;
7167   bool isPartialSpecialization = false;
7168
7169   // Check the validity of the template headers that introduce this
7170   // template.
7171   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
7172   // friend declarations.
7173   bool Invalid = false;
7174   TemplateParameterList *TemplateParams =
7175       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
7176           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
7177           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isMemberSpecialization,
7178           Invalid);
7179   if (Invalid)
7180     return true;
7181
7182   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
7183     isPartialSpecialization = true;
7184
7185     if (TUK == TUK_Friend) {
7186       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
7187         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7188       return true;
7189     }
7190
7191     // C++ [temp.class.spec]p10:
7192     //   The template parameter list of a specialization shall not
7193     //   contain default template argument values.
7194     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7195       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
7196       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
7197         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7198           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
7199                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
7200           TTP->removeDefaultArgument();
7201         }
7202       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
7203                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
7204         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
7205           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
7206                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7207             << DefArg->getSourceRange();
7208           NTTP->removeDefaultArgument();
7209         }
7210       } else {
7211         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
7212         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7213           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
7214                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7215             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
7216           TTP->removeDefaultArgument();
7217         }
7218       }
7219     }
7220   } else if (TemplateParams) {
7221     if (TUK == TUK_Friend)
7222       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
7223         << FixItHint::CreateRemoval(
7224                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7225                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
7226         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7227   } else {
7228     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
7229   }
7230
7231   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7232   // original template.
7233   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7234   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
7235   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7236                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
7237                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7238     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7239       << ClassTemplate
7240       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7241                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7242     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7243          diag::note_previous_use);
7244     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7245   }
7246
7247   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7248   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7249       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
7250
7251   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
7252   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7253     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
7254                                         UPPC_PartialSpecialization))
7255       return true;
7256
7257   // Check that the template argument list is well-formed for this
7258   // template.
7259   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7260   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7261                                 TemplateArgs, false, Converted))
7262     return true;
7263
7264   // Find the class template (partial) specialization declaration that
7265   // corresponds to these arguments.
7266   if (isPartialSpecialization) {
7267     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, ClassTemplate,
7268                                                TemplateArgs.size(), Converted))
7269       return true;
7270
7271     // FIXME: Move this to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
7272     // also do it during instantiation.
7273     bool InstantiationDependent;
7274     if (!Name.isDependent() &&
7275         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
7276             TemplateArgs.arguments(), InstantiationDependent)) {
7277       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
7278         << ClassTemplate->getDeclName();
7279       isPartialSpecialization = false;
7280     }
7281   }
7282
7283   void *InsertPos = nullptr;
7284   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
7285
7286   if (isPartialSpecialization)
7287     // FIXME: Template parameter list matters, too
7288     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
7289   else
7290     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7291
7292   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7293
7294   // Check whether we can declare a class template specialization in
7295   // the current scope.
7296   if (TUK != TUK_Friend &&
7297       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
7298                                        TemplateNameLoc,
7299                                        isPartialSpecialization))
7300     return true;
7301
7302   // The canonical type
7303   QualType CanonType;
7304   if (isPartialSpecialization) {
7305     // Build the canonical type that describes the converted template
7306     // arguments of the class template partial specialization.
7307     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7308     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
7309                                                       Converted);
7310
7311     if (Context.hasSameType(CanonType,
7312                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
7313       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
7314       //
7315       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
7316       //      to the implicit argument list of the primary template.
7317       //
7318       // This rule has since been removed, because it's redundant given DR1495,
7319       // but we keep it because it produces better diagnostics and recovery.
7320       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
7321         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
7322         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
7323       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
7324                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
7325                                 TemplateNameLoc,
7326                                 Attr,
7327                                 TemplateParams,
7328                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7329                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
7330                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
7331                                 TemplateParameterLists.data());
7332     }
7333
7334     // Create a new class template partial specialization declaration node.
7335     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
7336       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
7337     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
7338       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7339                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7340                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
7341                                                        TemplateParams,
7342                                                        ClassTemplate,
7343                                                        Converted,
7344                                                        TemplateArgs,
7345                                                        CanonType,
7346                                                        PrevPartial);
7347     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
7348     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
7349       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
7350           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
7351     }
7352
7353     if (!PrevPartial)
7354       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
7355     Specialization = Partial;
7356
7357     // If we are providing an explicit specialization of a member class
7358     // template specialization, make a note of that.
7359     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
7360       PrevPartial->setMemberSpecialization();
7361
7362     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
7363   } else {
7364     // Create a new class template specialization declaration node for
7365     // this explicit specialization or friend declaration.
7366     Specialization
7367       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7368                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7369                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7370                                                 ClassTemplate,
7371                                                 Converted,
7372                                                 PrevDecl);
7373     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7374     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
7375       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
7376                                                     TemplateParameterLists);
7377     }
7378
7379     if (!PrevDecl)
7380       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7381
7382     if (CurContext->isDependentContext()) {
7383       // -fms-extensions permits specialization of nested classes without
7384       // fully specializing the outer class(es).
7385       assert(getLangOpts().MicrosoftExt &&
7386              "Only possible with -fms-extensions!");
7387       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7388       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
7389           CanonTemplate, Converted);
7390     } else {
7391       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
7392     }
7393   }
7394
7395   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7396   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7397   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7398   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7399   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7400   //   use occurs; no diagnostic is required.
7401   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
7402     bool Okay = false;
7403     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7404       // Is there any previous explicit specialization declaration?
7405       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7406         Okay = true;
7407         break;
7408       }
7409     }
7410
7411     if (!Okay) {
7412       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7413       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7414         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
7415
7416       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7417            diag::note_instantiation_required_here)
7418         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
7419                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
7420       return true;
7421     }
7422   }
7423
7424   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
7425   if (TUK != TUK_Friend)
7426     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7427
7428   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
7429   if (TUK == TUK_Definition) {
7430     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
7431     NamedDecl *Hidden = nullptr;
7432     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
7433       SkipBody->ShouldSkip = true;
7434       makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
7435       // From here on out, treat this as just a redeclaration.
7436       TUK = TUK_Declaration;
7437     } else if (Def) {
7438       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7439       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition) << Specialization << Range;
7440       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
7441       Specialization->setInvalidDecl();
7442       return true;
7443     }
7444   }
7445
7446   if (Attr)
7447     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7448
7449   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
7450   // the ASTContext lays out the structure.
7451   if (TUK == TUK_Definition) {
7452     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
7453     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
7454   }
7455
7456   if (ModulePrivateLoc.isValid())
7457     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
7458       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
7459       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
7460
7461   // Build the fully-sugared type for this class template
7462   // specialization as the user wrote in the specialization
7463   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
7464   // from the specialization's declaration the way that the user
7465   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
7466   // name based on the "canonical" representation used to store the
7467   // template arguments in the specialization.
7468   TypeSourceInfo *WrittenTy
7469     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7470                                                 TemplateArgs, CanonType);
7471   if (TUK != TUK_Friend) {
7472     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7473     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7474   }
7475
7476   // C++ [temp.expl.spec]p9:
7477   //   A template explicit specialization is in the scope of the
7478   //   namespace in which the template was defined.
7479   //
7480   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
7481   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
7482   // but we also maintain the lexical context where the actual
7483   // definition occurs.
7484   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7485
7486   // We may be starting the definition of this specialization.
7487   if (TUK == TUK_Definition)
7488     Specialization->startDefinition();
7489
7490   if (TUK == TUK_Friend) {
7491     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
7492                                             TemplateNameLoc,
7493                                             WrittenTy,
7494                                             /*FIXME:*/KWLoc);
7495     Friend->setAccess(AS_public);
7496     CurContext->addDecl(Friend);
7497   } else {
7498     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
7499     // be seen when iterating through the list of declarations in that
7500     // context. However, specializations are not found by name lookup.
7501     CurContext->addDecl(Specialization);
7502   }
7503   return Specialization;
7504 }
7505
7506 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
7507                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
7508                                     Declarator &D) {
7509   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
7510   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
7511   return NewDecl;
7512 }
7513
7514 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
7515 /// that has just been explicitly specialized.
7516 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
7517   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
7518   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
7519
7520   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7521     FD->setInlineSpecified(false);
7522 }
7523
7524 /// \brief Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
7525 //  declaration or definition.
7526 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
7527     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
7528   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7529   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7530   // until a valid name loc is found.
7531   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
7532   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
7533        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7534     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
7535   }
7536   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
7537          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7538   return PrevDiagLoc;
7539 }
7540
7541 /// \brief Diagnose cases where we have an explicit template specialization
7542 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
7543 /// for those cases where they are required and determining whether the
7544 /// new specialization/instantiation will have any effect.
7545 ///
7546 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
7547 /// instantiation.
7548 ///
7549 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
7550 ///
7551 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
7552 ///
7553 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
7554 ///
7555 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
7556 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
7557 ///
7558 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
7559 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
7560 ///
7561 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
7562 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
7563 bool
7564 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
7565                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
7566                                              NamedDecl *PrevDecl,
7567                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
7568                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
7569                                              bool &HasNoEffect) {
7570   HasNoEffect = false;
7571
7572   switch (NewTSK) {
7573   case TSK_Undeclared:
7574   case TSK_ImplicitInstantiation:
7575     assert(
7576         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
7577         "previous declaration must be implicit!");
7578     return false;
7579
7580   case TSK_ExplicitSpecialization:
7581     switch (PrevTSK) {
7582     case TSK_Undeclared:
7583     case TSK_ExplicitSpecialization:
7584       // Okay, we're just specializing something that is either already
7585       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
7586       // instantiation.
7587       return false;
7588
7589     case TSK_ImplicitInstantiation:
7590       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
7591         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
7592         // still okay to specialize it.
7593         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
7594         return false;
7595       }
7596       // Fall through
7597
7598     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7599     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7600       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7601               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
7602              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7603
7604       // C++ [temp.expl.spec]p6:
7605       //   If a template, a member template or the member of a class template
7606       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
7607       //   before the first use of that specialization that would cause an
7608       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
7609       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
7610       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7611         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7612         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
7613           return false;
7614       }
7615
7616       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7617         << PrevDecl;
7618       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
7619         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
7620
7621       return true;
7622     }
7623
7624   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7625     switch (PrevTSK) {
7626     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7627       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
7628       HasNoEffect = true;
7629       return false;
7630
7631     case TSK_Undeclared:
7632     case TSK_ImplicitInstantiation:
7633       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7634       // implicitly instantiated; that's fine.
7635       return false;
7636
7637     case TSK_ExplicitSpecialization:
7638       // C++0x [temp.explicit]p4:
7639       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7640       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7641       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7642       //   effect.
7643       HasNoEffect = true;
7644       return false;
7645
7646     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7647       // C++0x [temp.explicit]p10:
7648       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
7649       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
7650       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
7651       Diag(NewLoc,
7652            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
7653
7654       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7655       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7656       // until a valid name loc is found.
7657       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7658            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
7659       HasNoEffect = true;
7660       return false;
7661     }
7662
7663   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7664     switch (PrevTSK) {
7665     case TSK_Undeclared:
7666     case TSK_ImplicitInstantiation:
7667       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7668       // implicitly instantiated; that's fine.
7669       return false;
7670
7671     case TSK_ExplicitSpecialization:
7672       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
7673       //   For a given set of template parameters, if an explicit
7674       //   instantiation of a template appears after a declaration of
7675       //   an explicit specialization for that template, the explicit
7676       //   instantiation has no effect.
7677       Diag(NewLoc, diag::warn_explicit_instantiation_after_specialization)
7678         << PrevDecl;
7679       Diag(PrevDecl->getLocation(),
7680            diag::note_previous_template_specialization);
7681       HasNoEffect = true;
7682       return false;
7683
7684     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7685       // We're explicity instantiating a definition for something for which we
7686       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
7687
7688       // C++0x [temp.explicit]p4:
7689       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7690       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7691       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7692       //   effect.
7693       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7694         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7695         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7696           HasNoEffect = true;
7697           break;
7698         }
7699       }
7700
7701       return false;
7702
7703     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7704       // C++0x [temp.spec]p5:
7705       //   For a given template and a given set of template-arguments,
7706       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
7707       //       in a program,
7708
7709       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
7710       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
7711                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
7712                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
7713           << PrevDecl;
7714       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7715            diag::note_previous_explicit_instantiation);
7716       HasNoEffect = true;
7717       return false;
7718     }
7719   }
7720
7721   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
7722 }
7723
7724 /// \brief Perform semantic analysis for the given dependent function
7725 /// template specialization.
7726 ///
7727 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
7728 /// is with a friend declaration, like so:
7729 ///
7730 /// \code
7731 ///   template \<class T> void foo(T);
7732 ///   template \<class T> class A {
7733 ///     friend void foo<>(T);
7734 ///   };
7735 /// \endcode
7736 ///
7737 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
7738 /// just store the information.
7739 bool
7740 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
7741                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
7742                                                    LookupResult &Previous) {
7743   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
7744   // the correct context.
7745   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
7746   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
7747   while (F.hasNext()) {
7748     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
7749     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D) ||
7750         !FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
7751                               D->getDeclContext()->getRedeclContext()))
7752       F.erase();
7753   }
7754   F.done();
7755
7756   // Should this be diagnosed here?
7757   if (Previous.empty()) return true;
7758
7759   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
7760                                          ExplicitTemplateArgs);
7761   return false;
7762 }
7763
7764 /// \brief Perform semantic analysis for the given function template
7765 /// specialization.
7766 ///
7767 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
7768 /// explicit function template specialization. On successful completion,
7769 /// the function declaration \p FD will become a function template
7770 /// specialization.
7771 ///
7772 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
7773 /// function template specialization.
7774 ///
7775 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
7776 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
7777 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
7778 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
7779 ///
7780 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
7781 /// this function specialization.
7782 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
7783     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
7784     LookupResult &Previous) {
7785   // The set of function template specializations that could match this
7786   // explicit function template specialization.
7787   UnresolvedSet<8> Candidates;
7788   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
7789                                             /*ForTakingAddress=*/false);
7790
7791   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
7792       ConvertedTemplateArgs;
7793
7794   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
7795   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
7796          I != E; ++I) {
7797     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
7798     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
7799       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
7800       // FD.
7801       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
7802                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
7803         continue;
7804
7805       // When matching a constexpr member function template specialization
7806       // against the primary template, we don't yet know whether the
7807       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
7808       // it will be a static member function until we know which template it
7809       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
7810       QualType FT = FD->getType();
7811       if (FD->isConstexpr()) {
7812         CXXMethodDecl *OldMD =
7813           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
7814         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
7815           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
7816           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
7817           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
7818           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
7819                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
7820         }
7821       }
7822
7823       TemplateArgumentListInfo Args;
7824       if (ExplicitTemplateArgs)
7825         Args = *ExplicitTemplateArgs;
7826
7827       // C++ [temp.expl.spec]p11:
7828       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
7829       //   template-id naming an explicit function template specialization
7830       //   provided it can be deduced from the function argument type.
7831       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
7832       // specializing this template.
7833       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
7834       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
7835       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
7836       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
7837               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
7838               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization,
7839               Info)) {
7840         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
7841         // that we can provide nifty diagnostics.
7842         FailedCandidates.addCandidate().set(
7843             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7844             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
7845         (void)TDK;
7846         continue;
7847       }
7848
7849       // Target attributes are part of the cuda function signature, so
7850       // the deduced template's cuda target must match that of the
7851       // specialization.  Given that C++ template deduction does not
7852       // take target attributes into account, we reject candidates
7853       // here that have a different target.
7854       if (LangOpts.CUDA &&
7855           IdentifyCUDATarget(Specialization,
7856                              /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
7857               IdentifyCUDATarget(FD, /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true)) {
7858         FailedCandidates.addCandidate().set(
7859             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7860             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
7861         continue;
7862       }
7863
7864       // Record this candidate.
7865       if (ExplicitTemplateArgs)
7866         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
7867       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
7868     }
7869   }
7870
7871   // Find the most specialized function template.
7872   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
7873       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
7874       FD->getLocation(),
7875       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
7876       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
7877           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
7878       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
7879
7880   if (Result == Candidates.end())
7881     return true;
7882
7883   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
7884   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
7885
7886   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare [...]
7887   // an explicit specialization (14.8.3) [...] of a concept definition.
7888   if (Specialization->getPrimaryTemplate()->isConcept()) {
7889     Diag(FD->getLocation(), diag::err_concept_specialized)
7890         << 0 /*function*/ << 1 /*explicitly specialized*/;
7891     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
7892     return true;
7893   }
7894
7895   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
7896     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
7897   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
7898
7899   // Note: do not overwrite location info if previous template
7900   // specialization kind was explicit.
7901   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
7902   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
7903     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
7904     Specialization->setLexicalDeclContext(FD->getLexicalDeclContext());
7905     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
7906     // function can differ from the template declaration with respect to
7907     // the constexpr specifier.
7908     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
7909     // FIXME: What if there are multiple such prior declarations (for instance,
7910     // from different modules)?
7911     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
7912   }
7913
7914   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
7915   // If so, we have run afoul of .
7916
7917   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
7918   // an explicit specialization.
7919   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
7920
7921   // Check the scope of this explicit specialization.
7922   if (!isFriend &&
7923       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
7924                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
7925                                        Specialization, FD->getLocation(),
7926                                        false))
7927     return true;
7928
7929   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7930   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7931   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7932   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7933   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7934   //   use occurs; no diagnostic is required.
7935   bool HasNoEffect = false;
7936   if (!isFriend &&
7937       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
7938                                              TSK_ExplicitSpecialization,
7939                                              Specialization,
7940                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7941                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
7942                                              HasNoEffect))
7943     return true;
7944
7945   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
7946   // clients know that this is an explicit specialization.
7947   if (!isFriend) {
7948     // Since explicit specializations do not inherit '=delete' from their
7949     // primary function template - check if the 'specialization' that was
7950     // implicitly generated (during template argument deduction for partial
7951     // ordering) from the most specialized of all the function templates that
7952     // 'FD' could have been specializing, has a 'deleted' definition.  If so,
7953     // first check that it was implicitly generated during template argument
7954     // deduction by making sure it wasn't referenced, and then reset the deleted
7955     // flag to not-deleted, so that we can inherit that information from 'FD'.
7956     if (Specialization->isDeleted() && !SpecInfo->isExplicitSpecialization() &&
7957         !Specialization->getCanonicalDecl()->isReferenced()) {
7958       // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
7959       assert(
7960           Specialization->getCanonicalDecl() == Specialization &&
7961           "This must be the only existing declaration of this specialization");
7962       // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
7963       Specialization->setDeletedAsWritten(false);
7964     }
7965     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
7966     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7967     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
7968   }
7969
7970   // Turn the given function declaration into a function template
7971   // specialization, with the template arguments from the previous
7972   // specialization.
7973   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
7974   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
7975     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
7976   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
7977       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
7978       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7979       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
7980
7981   // A function template specialization inherits the target attributes
7982   // of its template.  (We require the attributes explicitly in the
7983   // code to match, but a template may have implicit attributes by
7984   // virtue e.g. of being constexpr, and it passes these implicit
7985   // attributes on to its specializations.)
7986   if (LangOpts.CUDA)
7987     inheritCUDATargetAttrs(FD, *Specialization->getPrimaryTemplate());
7988
7989   // The "previous declaration" for this function template specialization is
7990   // the prior function template specialization.
7991   Previous.clear();
7992   Previous.addDecl(Specialization);
7993   return false;
7994 }
7995
7996 /// \brief Perform semantic analysis for the given non-template member
7997 /// specialization.
7998 ///
7999 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8000 /// explicit member function specialization. On successful completion,
8001 /// the function declaration \p FD will become a member function
8002 /// specialization.
8003 ///
8004 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
8005 /// specialization.
8006 ///
8007 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
8008 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
8009 /// redeclared member.
8010 bool
8011 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
8012   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
8013
8014   // Try to find the member we are instantiating.
8015   NamedDecl *FoundInstantiation = nullptr;
8016   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
8017   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
8018   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
8019
8020   if (Previous.empty()) {
8021     // Nowhere to look anyway.
8022   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8023     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8024            I != E; ++I) {
8025       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
8026       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
8027         QualType Adjusted = Function->getType();
8028         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
8029           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
8030         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
8031           FoundInstantiation = *I;
8032           Instantiation = Method;
8033           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
8034           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
8035           break;
8036         }
8037       }
8038     }
8039   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
8040     VarDecl *PrevVar;
8041     if (Previous.isSingleResult() &&
8042         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
8043       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
8044         FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8045         Instantiation = PrevVar;
8046         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
8047         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
8048       }
8049   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
8050     CXXRecordDecl *PrevRecord;
8051     if (Previous.isSingleResult() &&
8052         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8053       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8054       Instantiation = PrevRecord;
8055       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
8056       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
8057     }
8058   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
8059     EnumDecl *PrevEnum;
8060     if (Previous.isSingleResult() &&
8061         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8062       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8063       Instantiation = PrevEnum;
8064       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
8065       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
8066     }
8067   }
8068
8069   if (!Instantiation) {
8070     // There is no previous declaration that matches. Since member
8071     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
8072     // this mismatch later.
8073     return false;
8074   }
8075
8076   // A member specialization in a friend declaration isn't really declaring
8077   // an explicit specialization, just identifying a specific (possibly implicit)
8078   // specialization. Don't change the template specialization kind.
8079   //
8080   // FIXME: Is this really valid? Other compilers reject.
8081   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
8082     // Preserve instantiation information.
8083     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
8084       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
8085                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
8086         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8087     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
8088       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
8089                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
8090         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8091     }
8092
8093     Previous.clear();
8094     Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8095     return false;
8096   }
8097
8098   // Make sure that this is a specialization of a member.
8099   if (!InstantiatedFrom) {
8100     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
8101       << Member;
8102     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
8103     return true;
8104   }
8105
8106   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8107   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8108   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8109   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8110   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8111   //   use occurs; no diagnostic is required.
8112   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
8113
8114   bool HasNoEffect = false;
8115   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
8116                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8117                                              Instantiation,
8118                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8119                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8120                                              HasNoEffect))
8121     return true;
8122
8123   // Check the scope of this explicit specialization.
8124   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8125                                        InstantiatedFrom,
8126                                        Instantiation, Member->getLocation(),
8127                                        false))
8128     return true;
8129
8130   // Note that this member specialization is an "instantiation of" the
8131   // corresponding member of the original template.
8132   if (auto *MemberFunction = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8133     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
8134     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
8135           TSK_ImplicitInstantiation) {
8136       // Explicit specializations of member functions of class templates do not
8137       // inherit '=delete' from the member function they are specializing.
8138       if (InstantiationFunction->isDeleted()) {
8139         // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8140         assert(InstantiationFunction->getCanonicalDecl() ==
8141                InstantiationFunction);
8142         // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8143         InstantiationFunction->setDeletedAsWritten(false);
8144       }
8145     }
8146
8147     MemberFunction->setInstantiationOfMemberFunction(
8148         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8149   } else if (auto *MemberVar = dyn_cast<VarDecl>(Member)) {
8150     MemberVar->setInstantiationOfStaticDataMember(
8151         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8152   } else if (auto *MemberClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Member)) {
8153     MemberClass->setInstantiationOfMemberClass(
8154         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8155   } else if (auto *MemberEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Member)) {
8156     MemberEnum->setInstantiationOfMemberEnum(
8157         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8158   } else {
8159     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8160   }
8161
8162   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
8163   // this specialization matches.
8164   Previous.clear();
8165   Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8166   return false;
8167 }
8168
8169 /// Complete the explicit specialization of a member of a class template by
8170 /// updating the instantiated member to be marked as an explicit specialization.
8171 ///
8172 /// \param OrigD The member declaration instantiated from the template.
8173 /// \param Loc The location of the explicit specialization of the member.
8174 template<typename DeclT>
8175 static void completeMemberSpecializationImpl(Sema &S, DeclT *OrigD,
8176                                              SourceLocation Loc) {
8177   if (OrigD->getTemplateSpecializationKind() != TSK_ImplicitInstantiation)
8178     return;
8179
8180   // FIXME: Inform AST mutation listeners of this AST mutation.
8181   // FIXME: If there are multiple in-class declarations of the member (from
8182   // multiple modules, or a declaration and later definition of a member type),
8183   // should we update all of them?
8184   OrigD->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8185   OrigD->setLocation(Loc);
8186 }
8187
8188 void Sema::CompleteMemberSpecialization(NamedDecl *Member,
8189                                         LookupResult &Previous) {
8190   NamedDecl *Instantiation = cast<NamedDecl>(Member->getCanonicalDecl());
8191   if (Instantiation == Member)
8192     return;
8193
8194   if (auto *Function = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Instantiation))
8195     completeMemberSpecializationImpl(*this, Function, Member->getLocation());
8196   else if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Instantiation))
8197     completeMemberSpecializationImpl(*this, Var, Member->getLocation());
8198   else if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Instantiation))
8199     completeMemberSpecializationImpl(*this, Record, Member->getLocation());
8200   else if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Instantiation))
8201     completeMemberSpecializationImpl(*this, Enum, Member->getLocation());
8202   else
8203     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8204 }
8205
8206 /// \brief Check the scope of an explicit instantiation.
8207 ///
8208 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
8209 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
8210                                             SourceLocation InstLoc,
8211                                             bool WasQualifiedName) {
8212   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
8213   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
8214
8215   if (CurContext->isRecord()) {
8216     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
8217       << D;
8218     return true;
8219   }
8220
8221   // C++11 [temp.explicit]p3:
8222   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
8223   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
8224   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
8225   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
8226   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
8227   //
8228   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
8229   if (WasQualifiedName) {
8230     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
8231       return false;
8232   } else {
8233     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
8234       return false;
8235   }
8236
8237   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
8238     if (WasQualifiedName)
8239       S.Diag(InstLoc,
8240              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8241                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
8242                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
8243         << D << NS;
8244     else
8245       S.Diag(InstLoc,
8246              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8247                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
8248                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
8249         << D << NS;
8250   } else
8251     S.Diag(InstLoc,
8252            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8253              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
8254              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
8255       << D;
8256   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8257   return false;
8258 }
8259
8260 /// \brief Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
8261 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
8262   if (!SS.isSet())
8263     return false;
8264
8265   // C++11 [temp.explicit]p3:
8266   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8267   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8268   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8269   //   name shall be a simple-template-id.
8270   //
8271   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8272   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
8273        NNS = NNS->getPrefix())
8274     if (const Type *T = NNS->getAsType())
8275       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
8276         return true;
8277
8278   return false;
8279 }
8280
8281 /// Make a dllexport or dllimport attr on a class template specialization take
8282 /// effect.
8283 static void dllExportImportClassTemplateSpecialization(
8284     Sema &S, ClassTemplateSpecializationDecl *Def) {
8285   auto *A = cast_or_null<InheritableAttr>(getDLLAttr(Def));
8286   assert(A && "dllExportImportClassTemplateSpecialization called "
8287               "on Def without dllexport or dllimport");
8288
8289   // We reject explicit instantiations in class scope, so there should
8290   // never be any delayed exported classes to worry about.
8291   assert(S.DelayedDllExportClasses.empty() &&
8292          "delayed exports present at explicit instantiation");
8293   S.checkClassLevelDLLAttribute(Def);
8294
8295   // Propagate attribute to base class templates.
8296   for (auto &B : Def->bases()) {
8297     if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8298             B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
8299       S.propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getLocStart());
8300   }
8301
8302   S.referenceDLLExportedClassMethods();
8303 }
8304
8305 // Explicit instantiation of a class template specialization
8306 DeclResult
8307 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8308                                  SourceLocation ExternLoc,
8309                                  SourceLocation TemplateLoc,
8310                                  unsigned TagSpec,
8311                                  SourceLocation KWLoc,
8312                                  const CXXScopeSpec &SS,
8313                                  TemplateTy TemplateD,
8314                                  SourceLocation TemplateNameLoc,
8315                                  SourceLocation LAngleLoc,
8316                                  ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8317                                  SourceLocation RAngleLoc,
8318                                  AttributeList *Attr) {
8319   // Find the class template we're specializing
8320   TemplateName Name = TemplateD.get();
8321   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
8322   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
8323   // original template.
8324   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
8325   assert(Kind != TTK_Enum &&
8326          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
8327
8328   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(TD);
8329
8330   if (!ClassTemplate) {
8331     NonTagKind NTK = getNonTagTypeDeclKind(TD, Kind);
8332     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << TD << NTK << Kind;
8333     Diag(TD->getLocation(), diag::note_previous_use);
8334     return true;
8335   }
8336
8337   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
8338                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
8339                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
8340     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
8341       << ClassTemplate
8342       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
8343                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
8344     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
8345          diag::note_previous_use);
8346     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
8347   }
8348
8349   // C++0x [temp.explicit]p2:
8350   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8351   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8352   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8353   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
8354                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8355                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8356
8357   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
8358     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
8359     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8360       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8361         Diag(ExternLoc,
8362              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8363         Diag(A->getLoc(), diag::note_attribute);
8364         break;
8365       }
8366     }
8367
8368     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
8369       Diag(ExternLoc,
8370            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8371       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
8372     }
8373   }
8374
8375   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
8376   // instantiation declarations for most purposes.
8377   bool DLLImportExplicitInstantiationDef = false;
8378   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
8379       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
8380     // Check for dllimport class template instantiation definitions.
8381     bool DLLImport =
8382         ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLImportAttr>();
8383     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8384       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLImport)
8385         DLLImport = true;
8386       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8387         // dllexport trumps dllimport here.
8388         DLLImport = false;
8389         break;
8390       }
8391     }
8392     if (DLLImport) {
8393       TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8394       DLLImportExplicitInstantiationDef = true;
8395     }
8396   }
8397
8398   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8399   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8400   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8401
8402   // Check that the template argument list is well-formed for this
8403   // template.
8404   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
8405   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8406                                 TemplateArgs, false, Converted))
8407     return true;
8408
8409   // Find the class template specialization declaration that
8410   // corresponds to these arguments.
8411   void *InsertPos = nullptr;
8412   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
8413     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
8414
8415   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
8416     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
8417
8418   // C++0x [temp.explicit]p2:
8419   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8420   //   namespace of its template. [...]
8421   //
8422   // This is C++ DR 275.
8423   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8424                                       SS.isSet()))
8425     return true;
8426
8427   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
8428
8429   bool HasNoEffect = false;
8430   if (PrevDecl) {
8431     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
8432                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
8433                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
8434                                                HasNoEffect))
8435       return PrevDecl;
8436
8437     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
8438     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
8439
8440     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
8441         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
8442       // Since the only prior class template specialization with these
8443       // arguments was referenced but not declared, reuse that
8444       // declaration node as our own, updating the source location
8445       // for the template name to reflect our new declaration.
8446       // (Other source locations will be updated later.)
8447       Specialization = PrevDecl;
8448       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
8449       PrevDecl = nullptr;
8450     }
8451
8452     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8453         DLLImportExplicitInstantiationDef) {
8454       // The new specialization might add a dllimport attribute.
8455       HasNoEffect = false;
8456     }
8457   }
8458
8459   if (!Specialization) {
8460     // Create a new class template specialization declaration node for
8461     // this explicit specialization.
8462     Specialization
8463       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
8464                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
8465                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
8466                                                 ClassTemplate,
8467                                                 Converted,
8468                                                 PrevDecl);
8469     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
8470
8471     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
8472       // Insert the new specialization.
8473       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
8474     }
8475   }
8476
8477   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
8478   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
8479   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
8480   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
8481   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
8482   // on the "canonical" representation used to store the template
8483   // arguments in the specialization.
8484   TypeSourceInfo *WrittenTy
8485     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
8486                                                 TemplateArgs,
8487                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
8488   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
8489
8490   // Set source locations for keywords.
8491   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
8492   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
8493   Specialization->setBraceRange(SourceRange());
8494
8495   bool PreviouslyDLLExported = Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8496   if (Attr)
8497     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
8498
8499   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
8500   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
8501   // just put it into the declaration context directly.
8502   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
8503   CurContext->addDecl(Specialization);
8504
8505   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
8506   if (HasNoEffect) {
8507     // Set the template specialization kind.
8508     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8509     return Specialization;
8510   }
8511
8512   // C++ [temp.explicit]p3:
8513   //   A definition of a class template or class member template
8514   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
8515   //   the class template or class member template.
8516   //
8517   // This check comes when we actually try to perform the
8518   // instantiation.
8519   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
8520     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8521                                               Specialization->getDefinition());
8522   if (!Def)
8523     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
8524   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
8525     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
8526     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
8527   }
8528
8529   // Instantiate the members of this class template specialization.
8530   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8531                                        Specialization->getDefinition());
8532   if (Def) {
8533     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
8534     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
8535     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8536     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8537         (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition ||
8538          DLLImportExplicitInstantiationDef)) {
8539       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
8540       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8541
8542       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
8543           (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8544            Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8545         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8546         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
8547         // MinGW doesn't allow this.
8548         auto *A = cast<InheritableAttr>(
8549             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
8550         A->setInherited(true);
8551         Def->addAttr(A);
8552         dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8553       }
8554     }
8555
8556     // Fix a TSK_ImplicitInstantiation followed by a
8557     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8558     bool NewlyDLLExported =
8559         !PreviouslyDLLExported && Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8560     if (Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation && NewlyDLLExported &&
8561         (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8562          Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8563       // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8564       // attribute to a template with a previous implicit instantiation.
8565       // MinGW doesn't allow this. We limit clang to only adding dllexport, to
8566       // avoid potentially strange codegen behavior.  For example, if we extend
8567       // this conditional to dllimport, and we have a source file calling a
8568       // method on an implicitly instantiated template class instance and then
8569       // declaring a dllimport explicit instantiation definition for the same
8570       // template class, the codegen for the method call will not respect the
8571       // dllimport, while it will with cl. The Def will already have the DLL
8572       // attribute, since the Def and Specialization will be the same in the
8573       // case of Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation, and we already added the
8574       // attribute to the Specialization; we just need to make it take effect.
8575       assert(Def == Specialization &&
8576              "Def and Specialization should match for implicit instantiation");
8577       dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8578     }
8579
8580     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
8581     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
8582     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8583     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
8584   } else {
8585
8586     // Set the template specialization kind.
8587     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8588   }
8589
8590   return Specialization;
8591 }
8592
8593 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
8594 DeclResult
8595 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8596                                  SourceLocation ExternLoc,
8597                                  SourceLocation TemplateLoc,
8598                                  unsigned TagSpec,
8599                                  SourceLocation KWLoc,
8600                                  CXXScopeSpec &SS,
8601                                  IdentifierInfo *Name,
8602                                  SourceLocation NameLoc,
8603                                  AttributeList *Attr) {
8604
8605   bool Owned = false;
8606   bool IsDependent = false;
8607   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
8608                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
8609                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
8610                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
8611                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
8612                         /*IsTypeSpecifier*/false);
8613   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
8614
8615   if (!TagD)
8616     return true;
8617
8618   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
8619   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
8620
8621   if (Tag->isInvalidDecl())
8622     return true;
8623
8624   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
8625   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
8626   if (!Pattern) {
8627     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
8628       << Context.getTypeDeclType(Record);
8629     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
8630     return true;
8631   }
8632
8633   // C++0x [temp.explicit]p2:
8634   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
8635   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
8636   //   simple-template-id.
8637   //
8638   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8639   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
8640     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8641       << Record << SS.getRange();
8642
8643   // C++0x [temp.explicit]p2:
8644   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8645   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8646   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8647   TemplateSpecializationKind TSK
8648     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8649                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8650
8651   // C++0x [temp.explicit]p2:
8652   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8653   //   namespace of its template. [...]
8654   //
8655   // This is C++ DR 275.
8656   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
8657
8658   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
8659   CXXRecordDecl *PrevDecl
8660     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
8661   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
8662     PrevDecl = Record;
8663   if (PrevDecl) {
8664     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
8665     bool HasNoEffect = false;
8666     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
8667     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
8668                                                PrevDecl,
8669                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8670                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8671                                                HasNoEffect))
8672       return true;
8673     if (HasNoEffect)
8674       return TagD;
8675   }
8676
8677   CXXRecordDecl *RecordDef
8678     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8679   if (!RecordDef) {
8680     // C++ [temp.explicit]p3:
8681     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
8682     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
8683     CXXRecordDecl *Def
8684       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
8685     if (!Def) {
8686       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
8687         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
8688       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
8689         << Pattern;
8690       return true;
8691     } else {
8692       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
8693                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
8694                            TSK))
8695         return true;
8696
8697       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8698       if (!RecordDef)
8699         return true;
8700     }
8701   }
8702
8703   // Instantiate all of the members of the class.
8704   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
8705                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
8706
8707   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
8708     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
8709
8710   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
8711   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
8712   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
8713   // the source code.
8714   return TagD;
8715 }
8716
8717 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8718                                             SourceLocation ExternLoc,
8719                                             SourceLocation TemplateLoc,
8720                                             Declarator &D) {
8721   // Explicit instantiations always require a name.
8722   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
8723   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
8724   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
8725   if (!Name) {
8726     if (!D.isInvalidType())
8727       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
8728            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
8729         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
8730         << D.getSourceRange();
8731
8732     return true;
8733   }
8734
8735   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
8736   // we find one that is.
8737   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
8738          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
8739     S = S->getParent();
8740
8741   // Determine the type of the declaration.
8742   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
8743   QualType R = T->getType();
8744   if (R.isNull())
8745     return true;
8746
8747   // C++ [dcl.stc]p1:
8748   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
8749   //   instantiation (14.7.2) directive.
8750   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
8751     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
8752       << Name;
8753     return true;
8754   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
8755                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
8756     // Complain about then remove the storage class specifier.
8757     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
8758       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
8759
8760     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
8761   }
8762
8763   // C++0x [temp.explicit]p1:
8764   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
8765   //   inline or constexpr specifiers.
8766   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
8767   // well.
8768   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
8769     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
8770          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8771            diag::err_explicit_instantiation_inline :
8772            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
8773       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
8774   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
8775     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
8776     // not already specified.
8777     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
8778          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
8779
8780   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p1: The concept specifier shall be
8781   // applied only to the definition of a function template or variable template,
8782   // declared in namespace scope.
8783   if (D.getDeclSpec().isConceptSpecified()) {
8784     Diag(D.getDeclSpec().getConceptSpecLoc(),
8785          diag::err_concept_specified_specialization) << 0;
8786     return true;
8787   }
8788
8789   // A deduction guide is not on the list of entities that can be explicitly
8790   // instantiated.
8791   if (Name.getNameKind() == DeclarationName::CXXDeductionGuideName) {
8792     Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(), diag::err_deduction_guide_specialized)
8793       << /*explicit instantiation*/ 0;
8794     return true;
8795   }
8796
8797   // C++0x [temp.explicit]p2:
8798   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8799   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8800   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8801   TemplateSpecializationKind TSK
8802     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8803                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8804
8805   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
8806   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
8807
8808   if (!R->isFunctionType()) {
8809     // C++ [temp.explicit]p1:
8810     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
8811     //   instantiated from the member definition associated with its class
8812     //   template.
8813     // C++1y [temp.explicit]p1:
8814     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
8815     //   instantiated from its template.
8816     if (Previous.isAmbiguous())
8817       return true;
8818
8819     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
8820     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
8821
8822     if (!PrevTemplate) {
8823       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
8824         // We expect to see a data data member here.
8825         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
8826             << Name;
8827         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
8828              P != PEnd; ++P)
8829           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8830         return true;
8831       }
8832
8833       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
8834         // FIXME: Check for explicit specialization?
8835         Diag(D.getIdentifierLoc(),
8836              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
8837             << Prev;
8838         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8839         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
8840         return true;
8841       }
8842     } else {
8843       // Explicitly instantiate a variable template.
8844
8845       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
8846       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
8847       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
8848       //
8849       // This includes auto-typed variable template instantiations.
8850       if (R->isUndeducedType()) {
8851         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
8852              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
8853         return true;
8854       }
8855
8856       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
8857         // C++1y [temp.explicit]p3:
8858         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
8859         //   in the declaration shall be a template-id.
8860         Diag(D.getIdentifierLoc(),
8861              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
8862           << PrevTemplate;
8863         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
8864              diag::note_explicit_instantiation_here);
8865         return true;
8866       }
8867
8868       // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare an
8869       // explicit instantiation (14.8.2) [...] of a concept definition.
8870       if (PrevTemplate->isConcept()) {
8871         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_concept_specialized)
8872             << 1 /*variable*/ << 0 /*explicitly instantiated*/;
8873         Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
8874         return true;
8875       }
8876
8877       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
8878       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
8879           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
8880
8881       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
8882                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
8883       if (Res.isInvalid())
8884         return true;
8885
8886       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
8887       // checking.
8888       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
8889     }
8890
8891     // C++0x [temp.explicit]p2:
8892     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8893     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8894     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8895     //   name shall be a simple-template-id.
8896     //
8897     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8898     //
8899     // This does not apply to variable template specializations, where the
8900     // template-id is in the unqualified-id instead.
8901     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
8902       Diag(D.getIdentifierLoc(),
8903            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8904         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
8905
8906     // Check the scope of this explicit instantiation.
8907     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
8908
8909     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
8910     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
8911     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
8912     bool HasNoEffect = false;
8913     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
8914                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
8915       return true;
8916
8917     if (!HasNoEffect) {
8918       // Instantiate static data member or variable template.
8919
8920       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
8921       if (PrevTemplate) {
8922         // Merge attributes.
8923         if (AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList())
8924           ProcessDeclAttributeList(S, Prev, Attr);
8925       }
8926       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
8927         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
8928     }
8929
8930     // Check the new variable specialization against the parsed input.
8931     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
8932       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
8933            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
8934           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
8935       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
8936           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
8937       return true;
8938     }
8939
8940     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
8941     return (Decl*) nullptr;
8942   }
8943
8944   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
8945   // argument list into our AST format.
8946   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
8947   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
8948   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
8949     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
8950     HasExplicitTemplateArgs = true;
8951   }
8952
8953   // C++ [temp.explicit]p1:
8954   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
8955   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
8956   //  instantiated from the member definition associated with its class
8957   //  template.
8958   UnresolvedSet<8> Matches;
8959   AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList();
8960   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
8961   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
8962        P != PEnd; ++P) {
8963     NamedDecl *Prev = *P;
8964     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
8965       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
8966         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType(),
8967                                                 /*AdjustExceptionSpec*/true);
8968         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
8969           Matches.clear();
8970
8971           Matches.addDecl(Method, P.getAccess());
8972           if (Method->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared)
8973             break;
8974         }
8975       }
8976     }
8977
8978     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
8979     if (!FunTmpl)
8980       continue;
8981
8982     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
8983     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
8984     if (TemplateDeductionResult TDK
8985           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
8986                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
8987                                                         : nullptr),
8988                                     R, Specialization, Info)) {
8989       // Keep track of almost-matches.
8990       FailedCandidates.addCandidate()
8991           .set(P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8992                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
8993       (void)TDK;
8994       continue;
8995     }
8996
8997     // Target attributes are part of the cuda function signature, so
8998     // the cuda target of the instantiated function must match that of its
8999     // template.  Given that C++ template deduction does not take
9000     // target attributes into account, we reject candidates here that
9001     // have a different target.
9002     if (LangOpts.CUDA &&
9003         IdentifyCUDATarget(Specialization,
9004                            /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
9005             IdentifyCUDATarget(Attr)) {
9006       FailedCandidates.addCandidate().set(
9007           P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9008           MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
9009       continue;
9010     }
9011
9012     Matches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
9013   }
9014
9015   // Find the most specialized function template specialization.
9016   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
9017       Matches.begin(), Matches.end(), FailedCandidates,
9018       D.getIdentifierLoc(),
9019       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
9020       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
9021       PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
9022
9023   if (Result == Matches.end())
9024     return true;
9025
9026   // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
9027   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
9028
9029   // C++11 [except.spec]p4
9030   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
9031   // but is not required.
9032   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
9033   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
9034   // other declarations of that function.
9035   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
9036     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
9037       unsigned DiagID =
9038           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9039       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
9040         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9041       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
9042           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
9043           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
9044           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
9045           Specialization->getLocation(), FPT, D.getLocStart());
9046       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
9047       // warning.
9048       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
9049         return true;
9050     }
9051
9052   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
9053     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9054          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
9055       << Specialization
9056       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
9057           TSK_ExplicitSpecialization);
9058     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9059     return true;
9060   }
9061
9062   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
9063   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
9064     PrevDecl = Specialization;
9065
9066   if (PrevDecl) {
9067     bool HasNoEffect = false;
9068     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
9069                                                PrevDecl,
9070                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
9071                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
9072                                                HasNoEffect))
9073       return true;
9074
9075     // FIXME: We may still want to build some representation of this
9076     // explicit specialization.
9077     if (HasNoEffect)
9078       return (Decl*) nullptr;
9079   }
9080
9081   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9082   if (Attr)
9083     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
9084
9085   if (Specialization->isDefined()) {
9086     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
9087     // instantiated now, and its linkage might have changed.
9088     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
9089   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9090     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
9091
9092   // C++0x [temp.explicit]p2:
9093   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9094   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9095   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9096   //   name shall be a simple-template-id.
9097   //
9098   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9099   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
9100   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
9101       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
9102       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
9103     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9104          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9105     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9106
9107   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare an
9108   // explicit instantiation (14.8.2) [...] of a concept definition.
9109   if (FunTmpl && FunTmpl->isConcept() &&
9110       !D.getDeclSpec().isConceptSpecified()) {
9111     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_concept_specialized)
9112         << 0 /*function*/ << 0 /*explicitly instantiated*/;
9113     Diag(FunTmpl->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
9114     return true;
9115   }
9116
9117   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
9118                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
9119                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
9120                                   D.getIdentifierLoc(),
9121                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
9122
9123   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
9124   return (Decl*) nullptr;
9125 }
9126
9127 TypeResult
9128 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
9129                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
9130                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
9131   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
9132   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
9133
9134   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
9135   if (!NNS)
9136     return true;
9137
9138   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
9139
9140   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
9141     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
9142       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
9143     return true;
9144   }
9145
9146   // Create the resulting type.
9147   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
9148   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
9149
9150   // Create type-source location information for this type.
9151   TypeLocBuilder TLB;
9152   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
9153   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
9154   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9155   TL.setNameLoc(NameLoc);
9156   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
9157 }
9158
9159 TypeResult
9160 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
9161                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
9162                         SourceLocation IdLoc) {
9163   if (SS.isInvalid())
9164     return true;
9165
9166   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9167     Diag(TypenameLoc,
9168          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9169            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9170            diag::ext_typename_outside_of_template)
9171       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9172
9173   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9174   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
9175                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
9176   if (T.isNull())
9177     return true;
9178
9179   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
9180   if (isa<DependentNameType>(T)) {
9181     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
9182     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9183     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9184     TL.setNameLoc(IdLoc);
9185   } else {
9186     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
9187     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9188     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9189     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
9190   }
9191
9192   return CreateParsedType(T, TSI);
9193 }
9194
9195 TypeResult
9196 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
9197                         SourceLocation TypenameLoc,
9198                         const CXXScopeSpec &SS,
9199                         SourceLocation TemplateKWLoc,
9200                         TemplateTy TemplateIn,
9201                         IdentifierInfo *TemplateII,
9202                         SourceLocation TemplateIILoc,
9203                         SourceLocation LAngleLoc,
9204                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
9205                         SourceLocation RAngleLoc) {
9206   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9207     Diag(TypenameLoc,
9208          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9209            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9210            diag::ext_typename_outside_of_template)
9211       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9212
9213   // Strangely, non-type results are not ignored by this lookup, so the
9214   // program is ill-formed if it finds an injected-class-name.
9215   if (TypenameLoc.isValid()) {
9216     auto *LookupRD =
9217         dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, false));
9218     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
9219       Diag(TemplateIILoc,
9220            diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9221         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
9222         << (TemplateKWLoc.isValid() ? 1 : 0 /*'template'/'typename' keyword*/);
9223     }
9224   }
9225
9226   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
9227   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
9228   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
9229
9230   TemplateName Template = TemplateIn.get();
9231   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
9232     // Construct a dependent template specialization type.
9233     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
9234     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
9235     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
9236                                                           DTN->getQualifier(),
9237                                                           DTN->getIdentifier(),
9238                                                                 TemplateArgs);
9239
9240     // Create source-location information for this type.
9241     TypeLocBuilder Builder;
9242     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9243     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9244     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9245     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9246     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9247     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9248     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9249     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9250     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9251       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9252     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
9253   }
9254
9255   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
9256   if (T.isNull())
9257     return true;
9258
9259   // Provide source-location information for the template specialization type.
9260   TypeLocBuilder Builder;
9261   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9262     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9263   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9264   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9265   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9266   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9267   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9268     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9269
9270   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
9271   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
9272   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9273   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9274
9275   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
9276   return CreateParsedType(T, TSI);
9277 }
9278
9279
9280 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
9281 /// disabled by a usage of std::enable_if.
9282 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
9283                        SourceRange &CondRange) {
9284   // We must be looking for a ::type...
9285   if (!II.isStr("type"))
9286     return false;
9287
9288   // ... within an explicitly-written template specialization...
9289   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
9290     return false;
9291   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
9292   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
9293       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
9294   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
9295     return false;
9296   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST =
9297     cast<TemplateSpecializationType>(EnableIfTSTLoc.getTypePtr());
9298
9299   // ... which names a complete class template declaration...
9300   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
9301     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
9302   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
9303     return false;
9304
9305   // ... called "enable_if".
9306   const IdentifierInfo *EnableIfII =
9307     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
9308   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
9309     return false;
9310
9311   // Assume the first template argument is the condition.
9312   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
9313   return true;
9314 }
9315
9316 /// \brief Build the type that describes a C++ typename specifier,
9317 /// e.g., "typename T::type".
9318 QualType
9319 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
9320                         SourceLocation KeywordLoc,
9321                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
9322                         const IdentifierInfo &II,
9323                         SourceLocation IILoc) {
9324   CXXScopeSpec SS;
9325   SS.Adopt(QualifierLoc);
9326
9327   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
9328   if (!Ctx) {
9329     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
9330     // resolved to a type, build a typename type.
9331     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
9332     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9333                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9334                                         &II);
9335   }
9336
9337   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
9338   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
9339   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
9340   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
9341   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
9342
9343   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
9344     return QualType();
9345
9346   DeclarationName Name(&II);
9347   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
9348   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
9349   unsigned DiagID = 0;
9350   Decl *Referenced = nullptr;
9351   switch (Result.getResultKind()) {
9352   case LookupResult::NotFound: {
9353     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
9354     // a more specific diagnostic.
9355     SourceRange CondRange;
9356     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange)) {
9357       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
9358         << Ctx << CondRange;
9359       return QualType();
9360     }
9361
9362     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
9363     break;
9364   }
9365
9366   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
9367     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
9368     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
9369     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9370                           IILoc);
9371     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
9372       << Name << Ctx << FullRange;
9373     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
9374           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
9375       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
9376       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
9377         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
9378     }
9379   }
9380   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
9381   // better.
9382
9383   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
9384     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
9385     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9386                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9387                                         &II);
9388
9389   case LookupResult::Found:
9390     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
9391       // C++ [class.qual]p2:
9392       //   In a lookup in which function names are not ignored and the
9393       //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
9394       //   after the nested-name-specifier, when looked up in C, is the
9395       //   injected-class-name of C [...] then the name is instead considered
9396       //   to name the constructor of class C.
9397       //
9398       // Unlike in an elaborated-type-specifier, function names are not ignored
9399       // in typename-specifier lookup. However, they are ignored in all the
9400       // contexts where we form a typename type with no keyword (that is, in
9401       // mem-initializer-ids, base-specifiers, and elaborated-type-specifiers).
9402       //
9403       // FIXME: That's not strictly true: mem-initializer-id lookup does not
9404       // ignore functions, but that appears to be an oversight.
9405       auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(Ctx);
9406       auto *FoundRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Type);
9407       if (Keyword == ETK_Typename && LookupRD && FoundRD &&
9408           FoundRD->isInjectedClassName() &&
9409           declaresSameEntity(LookupRD, cast<Decl>(FoundRD->getParent())))
9410         Diag(IILoc, diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9411             << &II << 1 << 0 /*'typename' keyword used*/;
9412
9413       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
9414       // typename-specifier was just sugar.
9415       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
9416       return Context.getElaboratedType(Keyword,
9417                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9418                                        Context.getTypeDeclType(Type));
9419     }
9420
9421     // C++ [dcl.type.simple]p2:
9422     //   A type-specifier of the form
9423     //     typename[opt] nested-name-specifier[opt] template-name
9424     //   is a placeholder for a deduced class type [...].
9425     if (getLangOpts().CPlusPlus1z) {
9426       if (auto *TD = getAsTypeTemplateDecl(Result.getFoundDecl())) {
9427         return Context.getElaboratedType(
9428             Keyword, QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9429             Context.getDeducedTemplateSpecializationType(TemplateName(TD),
9430                                                          QualType(), false));
9431       }
9432     }
9433
9434     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9435     Referenced = Result.getFoundDecl();
9436     break;
9437
9438   case LookupResult::FoundOverloaded:
9439     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9440     Referenced = *Result.begin();
9441     break;
9442
9443   case LookupResult::Ambiguous:
9444     return QualType();
9445   }
9446
9447   // If we get here, it's because name lookup did not find a
9448   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
9449   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9450                         IILoc);
9451   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
9452   if (Referenced)
9453     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
9454       << Name;
9455   return QualType();
9456 }
9457
9458 namespace {
9459   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
9460   class CurrentInstantiationRebuilder
9461     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
9462     SourceLocation Loc;
9463     DeclarationName Entity;
9464
9465   public:
9466     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
9467
9468     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
9469                                   SourceLocation Loc,
9470                                   DeclarationName Entity)
9471     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
9472       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
9473
9474     /// \brief Determine whether the given type \p T has already been
9475     /// transformed.
9476     ///
9477     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
9478     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
9479     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
9480       return T.isNull() || !T->isDependentType();
9481     }
9482
9483     /// \brief Returns the location of the entity whose type is being
9484     /// rebuilt.
9485     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
9486
9487     /// \brief Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
9488     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
9489
9490     /// \brief Sets the "base" location and entity when that
9491     /// information is known based on another transformation.
9492     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
9493       this->Loc = Loc;
9494       this->Entity = Entity;
9495     }
9496
9497     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
9498       // Lambdas never need to be transformed.
9499       return E;
9500     }
9501   };
9502 } // end anonymous namespace
9503
9504 /// \brief Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
9505 ///
9506 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
9507 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
9508 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
9509 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
9510 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
9511 /// canonical types, e.g.,
9512 ///
9513 /// \code
9514 /// template<typename T>
9515 /// struct X {
9516 ///   typedef T* pointer;
9517 ///   pointer data();
9518 /// };
9519 ///
9520 /// template<typename T>
9521 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
9522 /// \endcode
9523 ///
9524 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
9525 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
9526 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
9527 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
9528 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
9529 /// definition and the declaration to match.
9530 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
9531                                                         SourceLocation Loc,
9532                                                         DeclarationName Name) {
9533   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
9534     return T;
9535
9536   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
9537   return Rebuilder.TransformType(T);
9538 }
9539
9540 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
9541   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
9542                                           DeclarationName());
9543   return Rebuilder.TransformExpr(E);
9544 }
9545
9546 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
9547   if (SS.isInvalid())
9548     return true;
9549
9550   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9551   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
9552                                           DeclarationName());
9553   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
9554     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
9555   if (!Rebuilt)
9556     return true;
9557
9558   SS.Adopt(Rebuilt);
9559   return false;
9560 }
9561
9562 /// \brief Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
9563 /// instantiation.
9564 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9565                                                TemplateParameterList *Params) {
9566   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9567     Decl *Param = Params->getParam(I);
9568
9569     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
9570     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
9571       continue;
9572
9573     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
9574     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
9575         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
9576       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9577             TTP->getTemplateParameters()))
9578         return true;
9579
9580       continue;
9581     }
9582
9583     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
9584     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
9585     TypeSourceInfo *NewTSI
9586       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
9587                                           NTTP->getLocation(),
9588                                           NTTP->getDeclName());
9589     if (!NewTSI)
9590       return true;
9591
9592     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
9593       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
9594       NTTP->setType(NewTSI->getType());
9595     }
9596   }
9597
9598   return false;
9599 }
9600
9601 /// \brief Produces a formatted string that describes the binding of
9602 /// template parameters to template arguments.
9603 std::string
9604 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9605                                       const TemplateArgumentList &Args) {
9606   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
9607 }
9608
9609 std::string
9610 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9611                                       const TemplateArgument *Args,
9612                                       unsigned NumArgs) {
9613   SmallString<128> Str;
9614   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
9615
9616   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
9617     return std::string();
9618
9619   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9620     if (I >= NumArgs)
9621       break;
9622
9623     if (I == 0)
9624       Out << "[with ";
9625     else
9626       Out << ", ";
9627
9628     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
9629       Out << Id->getName();
9630     } else {
9631       Out << '$' << I;
9632     }
9633
9634     Out << " = ";
9635     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
9636   }
9637
9638   Out << ']';
9639   return Out.str();
9640 }
9641
9642 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
9643                                     CachedTokens &Toks) {
9644   if (!FD)
9645     return;
9646
9647   auto LPT = llvm::make_unique<LateParsedTemplate>();
9648
9649   // Take tokens to avoid allocations
9650   LPT->Toks.swap(Toks);
9651   LPT->D = FnD;
9652   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, std::move(LPT)));
9653
9654   FD->setLateTemplateParsed(true);
9655 }
9656
9657 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
9658   if (!FD)
9659     return;
9660   FD->setLateTemplateParsed(false);
9661 }
9662
9663 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
9664   DeclContext *DC = CurContext;
9665
9666   while (DC) {
9667     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
9668       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
9669       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
9670     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
9671       return false;
9672
9673     DC = DC->getParent();
9674   }
9675   return false;
9676 }
9677
9678 namespace {
9679 /// \brief Walk the path from which a declaration was instantiated, and check
9680 /// that every explicit specialization along that path is visible. This enforces
9681 /// C++ [temp.expl.spec]/6:
9682 ///
9683 ///   If a template, a member template or a member of a class template is
9684 ///   explicitly specialized then that specialization shall be declared before
9685 ///   the first use of that specialization that would cause an implicit
9686 ///   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
9687 ///   use occurs; no diagnostic is required.
9688 ///
9689 /// and also C++ [temp.class.spec]/1:
9690 ///
9691 ///   A partial specialization shall be declared before the first use of a
9692 ///   class template specialization that would make use of the partial
9693 ///   specialization as the result of an implicit or explicit instantiation
9694 ///   in every translation unit in which such a use occurs; no diagnostic is
9695 ///   required.
9696 class ExplicitSpecializationVisibilityChecker {
9697   Sema &S;
9698   SourceLocation Loc;
9699   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9700
9701 public:
9702   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(Sema &S, SourceLocation Loc)
9703       : S(S), Loc(Loc) {}
9704
9705   void check(NamedDecl *ND) {
9706     if (auto *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(ND))
9707       return checkImpl(FD);
9708     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ND))
9709       return checkImpl(RD);
9710     if (auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND))
9711       return checkImpl(VD);
9712     if (auto *ED = dyn_cast<EnumDecl>(ND))
9713       return checkImpl(ED);
9714   }
9715
9716 private:
9717   void diagnose(NamedDecl *D, bool IsPartialSpec) {
9718     auto Kind = IsPartialSpec ? Sema::MissingImportKind::PartialSpecialization
9719                               : Sema::MissingImportKind::ExplicitSpecialization;
9720     const bool Recover = true;
9721
9722     // If we got a custom set of modules (because only a subset of the
9723     // declarations are interesting), use them, otherwise let
9724     // diagnoseMissingImport intelligently pick some.
9725     if (Modules.empty())
9726       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, Kind, Recover);
9727     else
9728       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, D->getLocation(), Modules, Kind, Recover);
9729   }
9730
9731   // Check a specific declaration. There are three problematic cases:
9732   //
9733   //  1) The declaration is an explicit specialization of a template
9734   //     specialization.
9735   //  2) The declaration is an explicit specialization of a member of an
9736   //     templated class.
9737   //  3) The declaration is an instantiation of a template, and that template
9738   //     is an explicit specialization of a member of a templated class.
9739   //
9740   // We don't need to go any deeper than that, as the instantiation of the
9741   // surrounding class / etc is not triggered by whatever triggered this
9742   // instantiation, and thus should be checked elsewhere.
9743   template<typename SpecDecl>
9744   void checkImpl(SpecDecl *Spec) {
9745     bool IsHiddenExplicitSpecialization = false;
9746     if (Spec->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
9747       IsHiddenExplicitSpecialization =
9748           Spec->getMemberSpecializationInfo()
9749               ? !S.hasVisibleMemberSpecialization(Spec, &Modules)
9750               : !S.hasVisibleExplicitSpecialization(Spec, &Modules);
9751     } else {
9752       checkInstantiated(Spec);
9753     }
9754
9755     if (IsHiddenExplicitSpecialization)
9756       diagnose(Spec->getMostRecentDecl(), false);
9757   }
9758
9759   void checkInstantiated(FunctionDecl *FD) {
9760     if (auto *TD = FD->getPrimaryTemplate())
9761       checkTemplate(TD);
9762   }
9763
9764   void checkInstantiated(CXXRecordDecl *RD) {
9765     auto *SD = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RD);
9766     if (!SD)
9767       return;
9768
9769     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
9770     if (auto *TD = From.dyn_cast<ClassTemplateDecl *>())
9771       checkTemplate(TD);
9772     else if (auto *TD =
9773                  From.dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
9774       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
9775         diagnose(TD, true);
9776       checkTemplate(TD);
9777     }
9778   }
9779
9780   void checkInstantiated(VarDecl *RD) {
9781     auto *SD = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(RD);
9782     if (!SD)
9783       return;
9784
9785     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
9786     if (auto *TD = From.dyn_cast<VarTemplateDecl *>())
9787       checkTemplate(TD);
9788     else if (auto *TD =
9789                  From.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
9790       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
9791         diagnose(TD, true);
9792       checkTemplate(TD);
9793     }
9794   }
9795
9796   void checkInstantiated(EnumDecl *FD) {}
9797
9798   template<typename TemplDecl>
9799   void checkTemplate(TemplDecl *TD) {
9800     if (TD->isMemberSpecialization()) {
9801       if (!S.hasVisibleMemberSpecialization(TD, &Modules))
9802         diagnose(TD->getMostRecentDecl(), false);
9803     }
9804   }
9805 };
9806 } // end anonymous namespace
9807
9808 void Sema::checkSpecializationVisibility(SourceLocation Loc, NamedDecl *Spec) {
9809   if (!getLangOpts().Modules)
9810     return;
9811
9812   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(*this, Loc).check(Spec);
9813 }
9814
9815 /// \brief Check whether a template partial specialization that we've discovered
9816 /// is hidden, and produce suitable diagnostics if so.
9817 void Sema::checkPartialSpecializationVisibility(SourceLocation Loc,
9818                                                 NamedDecl *Spec) {
9819   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9820   if (!hasVisibleDeclaration(Spec, &Modules))
9821     diagnoseMissingImport(Loc, Spec, Spec->getLocation(), Modules,
9822                           MissingImportKind::PartialSpecialization,
9823                           /*Recover*/true);
9824 }