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 /// [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 /// 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   // 'using Dependent::foo;' can resolve to a template name.
 109   // 'using typename Dependent::foo;' cannot (not even if 'foo' is an
 110   // injected-class-name).
 111   if (isa<UnresolvedUsingValueDecl>(D))
 112     return D;
 113
 114   return nullptr;
 115 }
 116
 117 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 118                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 119   // The set of class templates we've already seen.
 120   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
 121   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
 122   while (filter.hasNext()) {
 123     NamedDecl *Orig = filter.next();
 124     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig,
 125                                                AllowFunctionTemplates);
 126     if (!Repl)
 127       filter.erase();
 128     else if (Repl != Orig) {
 129
 130       // C++ [temp.local]p3:
 131       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
 132       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
 133       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
 134       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
 135       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
 136       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
 137       //   ambiguous.
 138       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
 139         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl).second) {
 140           filter.erase();
 141           continue;
 142         }
 143
 144       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
 145       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
 146       // found this template through a particular injected class name,
 147       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
 148       // Pretending that access is public is *much* safer.
 149       filter.replace(Repl, AS_public);
 150     }
 151   }
 152   filter.done();
 153 }
 154
 155 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 156                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 157   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
 158     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
 159       return true;
 160
 161   return false;
 162 }
 163
 164 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 165                                       CXXScopeSpec &SS,
 166                                       bool hasTemplateKeyword,
 167                                       const UnqualifiedId &Name,
 168                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 169                                       bool EnteringContext,
 170                                       TemplateTy &TemplateResult,
 171                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 172   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 173
 174   DeclarationName TName;
 175   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 176
 177   switch (Name.getKind()) {
 178   case UnqualifiedIdKind::IK_Identifier:
 179     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 180     break;
 181
 182   case UnqualifiedIdKind::IK_OperatorFunctionId:
 183     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 184                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 185     break;
 186
 187   case UnqualifiedIdKind::IK_LiteralOperatorId:
 188     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 189     break;
 190
 191   default:
 192     return TNK_Non_template;
 193   }
 194
 195   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 196
 197   LookupResult R(*this, TName, Name.getLocStart(), LookupOrdinaryName);
 198   if (LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 199                          MemberOfUnknownSpecialization))
 200     return TNK_Non_template;
 201   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
 202   if (R.isAmbiguous()) {
 203     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
 204     R.suppressDiagnostics();
 205
 206     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
 207     // should at least parse them properly!
 208     return TNK_Non_template;
 209   }
 210
 211   TemplateName Template;
 212   TemplateNameKind TemplateKind;
 213
 214   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 215   if (ResultCount > 1) {
 216     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 217     // template name in other ways.
 218     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 219     TemplateKind = TNK_Function_template;
 220
 221     // We'll do this lookup again later.
 222     R.suppressDiagnostics();
 223   } else if (isa<UnresolvedUsingValueDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl())) {
 224     // We don't yet know whether this is a template-name or not.
 225     MemberOfUnknownSpecialization = true;
 226     return TNK_Non_template;
 227   } else {
 228     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
 229
 230     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 231       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 232       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 233                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 234     } else {
 235       Template = TemplateName(TD);
 236     }
 237
 238     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 239       TemplateKind = TNK_Function_template;
 240
 241       // We'll do this lookup again later.
 242       R.suppressDiagnostics();
 243     } else {
 244       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 245              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
 246              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD));
 247       TemplateKind =
 248           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
 249     }
 250   }
 251
 252   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 253   return TemplateKind;
 254 }
 255
 256 bool Sema::isDeductionGuideName(Scope *S, const IdentifierInfo &Name,
 257                                 SourceLocation NameLoc,
 258                                 ParsedTemplateTy *Template) {
 259   CXXScopeSpec SS;
 260   bool MemberOfUnknownSpecialization = false;
 261
 262   // We could use redeclaration lookup here, but we don't need to: the
 263   // syntactic form of a deduction guide is enough to identify it even
 264   // if we can't look up the template name at all.
 265   LookupResult R(*this, DeclarationName(&Name), NameLoc, LookupOrdinaryName);
 266   if (LookupTemplateName(R, S, SS, /*ObjectType*/ QualType(),
 267                          /*EnteringContext*/ false,
 268                          MemberOfUnknownSpecialization))
 269     return false;
 270
 271   if (R.empty()) return false;
 272   if (R.isAmbiguous()) {
 273     // FIXME: Diagnose an ambiguity if we find at least one template.
 274     R.suppressDiagnostics();
 275     return false;
 276   }
 277
 278   // We only treat template-names that name type templates as valid deduction
 279   // guide names.
 280   TemplateDecl *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>();
 281   if (!TD || !getAsTypeTemplateDecl(TD))
 282     return false;
 283
 284   if (Template)
 285     *Template = TemplateTy::make(TemplateName(TD));
 286   return true;
 287 }
 288
 289 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 290                                        SourceLocation IILoc,
 291                                        Scope *S,
 292                                        const CXXScopeSpec *SS,
 293                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 294                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 295   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 296   // template name.
 297   // FIXME: Typo correction?
 298   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 299       computeDeclContext(*SS))
 300     return false;
 301
 302   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 303   // name.
 304   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 305   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 306     << Qualifier << II.getName()
 307     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 308   SuggestedTemplate
 309     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 310   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 311   return true;
 312 }
 313
 314 bool Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 315                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 316                               QualType ObjectType,
 317                               bool EnteringContext,
 318                               bool &MemberOfUnknownSpecialization,
 319                               SourceLocation TemplateKWLoc) {
 320   // Determine where to perform name lookup
 321   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 322   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 323   bool IsDependent = false;
 324   if (!ObjectType.isNull()) {
 325     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 326     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 327     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 328     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 329     IsDependent = !LookupCtx;
 330     assert((IsDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 331             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 332            "Caller should have completed object type");
 333
 334     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
 335     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
 336       Found.clear();
 337       return false;
 338     }
 339   } else if (SS.isSet()) {
 340     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 341     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 342     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 343     IsDependent = !LookupCtx;
 344
 345     // The declaration context must be complete.
 346     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 347       return true;
 348   }
 349
 350   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 351   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 352   if (LookupCtx) {
 353     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 354     // computed, which is either the type of the base of a member access
 355     // expression or the declaration context associated with a prior
 356     // nested-name-specifier.
 357     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 358
 359     // FIXME: The C++ standard does not clearly specify what happens in the
 360     // case where the object type is dependent, and implementations vary. In
 361     // Clang, we treat a name after a . or -> as a template-name if lookup
 362     // finds a non-dependent member or member of the current instantiation that
 363     // is a type template, or finds no such members and lookup in the context
 364     // of the postfix-expression finds a type template. In the latter case, the
 365     // name is nonetheless dependent, and we may resolve it to a member of an
 366     // unknown specialization when we come to instantiate the template.
 367     IsDependent |= Found.wasNotFoundInCurrentInstantiation();
 368   }
 369
 370   if (!SS.isSet() && (ObjectType.isNull() || Found.empty())) {
 371     // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 372     //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 373     //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 374     //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 375     //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 376     //   The identifier is first looked up in the class of the object
 377     //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 378     //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 379     //   template.
 380     if (S)
 381       LookupName(Found, S);
 382
 383     if (!ObjectType.isNull()) {
 384       //  FIXME: We should filter out all non-type templates here, particularly
 385       //  variable templates and concepts. But the exclusion of alias templates
 386       //  and template template parameters is a wording defect.
 387       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 388       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 389     }
 390
 391     IsDependent |= Found.wasNotFoundInCurrentInstantiation();
 392   }
 393
 394   if (Found.empty() && !IsDependent) {
 395     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 396     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 397     Found.clear();
 398     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 399     auto FilterCCC = llvm::make_unique<CorrectionCandidateCallback>();
 400     FilterCCC->WantTypeSpecifiers = false;
 401     FilterCCC->WantExpressionKeywords = false;
 402     FilterCCC->WantRemainingKeywords = false;
 403     FilterCCC->WantCXXNamedCasts = true;
 404     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(
 405             Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S, &SS,
 406             std::move(FilterCCC), CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 407       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 408       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
 409         Found.addDecl(ND);
 410       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 411       if (!Found.empty()) {
 412         if (LookupCtx) {
 413           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 414           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 415                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 416           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 417                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 418                                     << SS.getRange());
 419         } else {
 420           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 421         }
 422       }
 423     } else {
 424       Found.setLookupName(Name);
 425     }
 426   }
 427
 428   NamedDecl *ExampleLookupResult =
 429       Found.empty() ? nullptr : Found.getRepresentativeDecl();
 430   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 431   if (Found.empty()) {
 432     if (IsDependent) {
 433       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 434       return false;
 435     }
 436
 437     // If a 'template' keyword was used, a lookup that finds only non-template
 438     // names is an error.
 439     if (ExampleLookupResult && TemplateKWLoc.isValid()) {
 440       Diag(Found.getNameLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
 441         << Found.getLookupName() << SS.getRange();
 442       Diag(ExampleLookupResult->getUnderlyingDecl()->getLocation(),
 443            diag::note_template_kw_refers_to_non_template)
 444           << Found.getLookupName();
 445       return true;
 446     }
 447
 448     return false;
 449   }
 450
 451   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 452       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 453     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 454     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 455     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 456     //   postfix-expression and [...]
 457     //
 458     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 459     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 460                             LookupOrdinaryName);
 461     LookupName(FoundOuter, S);
 462     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 463
 464     if (FoundOuter.empty()) {
 465       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 466       //     object expression is used, otherwise
 467     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
 468                FoundOuter.isAmbiguous()) {
 469       //   - if the name is found in the context of the entire
 470       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 471       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 472       FoundOuter.clear();
 473     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 474       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 475       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 476       //     otherwise the program is ill-formed.
 477       if (!Found.isSingleResult() ||
 478           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
 479             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
 480         Diag(Found.getNameLoc(),
 481              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 482           << Found.getLookupName()
 483           << ObjectType;
 484         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 485              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 486           << ObjectType;
 487         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 488              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 489
 490         // Recover by taking the template that we found in the object
 491         // expression's type.
 492       }
 493     }
 494   }
 495
 496   return false;
 497 }
 498
 499 void Sema::diagnoseExprIntendedAsTemplateName(Scope *S, ExprResult TemplateName,
 500                                               SourceLocation Less,
 501                                               SourceLocation Greater) {
 502   if (TemplateName.isInvalid())
 503     return;
 504
 505   DeclarationNameInfo NameInfo;
 506   CXXScopeSpec SS;
 507   LookupNameKind LookupKind;
 508
 509   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 510   NamedDecl *Found = nullptr;
 511   bool MissingTemplateKeyword = false;
 512
 513   // Figure out what name we looked up.
 514   if (auto *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(TemplateName.get())) {
 515     NameInfo = DRE->getNameInfo();
 516     SS.Adopt(DRE->getQualifierLoc());
 517     LookupKind = LookupOrdinaryName;
 518     Found = DRE->getFoundDecl();
 519   } else if (auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(TemplateName.get())) {
 520     NameInfo = ME->getMemberNameInfo();
 521     SS.Adopt(ME->getQualifierLoc());
 522     LookupKind = LookupMemberName;
 523     LookupCtx = ME->getBase()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
 524     Found = ME->getMemberDecl();
 525   } else if (auto *DSDRE =
 526                  dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(TemplateName.get())) {
 527     NameInfo = DSDRE->getNameInfo();
 528     SS.Adopt(DSDRE->getQualifierLoc());
 529     MissingTemplateKeyword = true;
 530   } else if (auto *DSME =
 531                  dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(TemplateName.get())) {
 532     NameInfo = DSME->getMemberNameInfo();
 533     SS.Adopt(DSME->getQualifierLoc());
 534     MissingTemplateKeyword = true;
 535   } else {
 536     llvm_unreachable("unexpected kind of potential template name");
 537   }
 538
 539   // If this is a dependent-scope lookup, diagnose that the 'template' keyword
 540   // was missing.
 541   if (MissingTemplateKeyword) {
 542     Diag(NameInfo.getLocStart(), diag::err_template_kw_missing)
 543         << "" << NameInfo.getName().getAsString()
 544         << SourceRange(Less, Greater);
 545     return;
 546   }
 547
 548   // Try to correct the name by looking for templates and C++ named casts.
 549   struct TemplateCandidateFilter : CorrectionCandidateCallback {
 550     TemplateCandidateFilter() {
 551       WantTypeSpecifiers = false;
 552       WantExpressionKeywords = false;
 553       WantRemainingKeywords = false;
 554       WantCXXNamedCasts = true;
 555     };
 556     bool ValidateCandidate(const TypoCorrection &Candidate) override {
 557       if (auto *ND = Candidate.getCorrectionDecl())
 558         return isAcceptableTemplateName(ND->getASTContext(), ND, true);
 559       return Candidate.isKeyword();
 560     }
 561   };
 562
 563   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
 564   if (TypoCorrection Corrected =
 565           CorrectTypo(NameInfo, LookupKind, S, &SS,
 566                       llvm::make_unique<TemplateCandidateFilter>(),
 567                       CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 568     auto *ND = Corrected.getFoundDecl();
 569     if (ND)
 570       ND = isAcceptableTemplateName(Context, ND,
 571                                     /*AllowFunctionTemplates*/ true);
 572     if (ND || Corrected.isKeyword()) {
 573       if (LookupCtx) {
 574         std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 575         bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 576                                 Name.getAsString() == CorrectedStr;
 577         diagnoseTypo(Corrected,
 578                      PDiag(diag::err_non_template_in_member_template_id_suggest)
 579                          << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 580                          << SS.getRange(), false);
 581       } else {
 582         diagnoseTypo(Corrected,
 583                      PDiag(diag::err_non_template_in_template_id_suggest)
 584                          << Name, false);
 585       }
 586       if (Found)
 587         Diag(Found->getLocation(),
 588              diag::note_non_template_in_template_id_found);
 589       return;
 590     }
 591   }
 592
 593   Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_non_template_in_template_id)
 594     << Name << SourceRange(Less, Greater);
 595   if (Found)
 596     Diag(Found->getLocation(), diag::note_non_template_in_template_id_found);
 597 }
 598
 599 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 600 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 601 /// specifier naming a dependent type.
 602 ExprResult
 603 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 604                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 605                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 606                                  bool isAddressOfOperand,
 607                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 608   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 609
 610   // C++11 [expr.prim.general]p12:
 611   //   An id-expression that denotes a non-static data member or non-static
 612   //   member function of a class can only be used:
 613   //   (...)
 614   //   - if that id-expression denotes a non-static data member and it
 615   //     appears in an unevaluated operand.
 616   //
 617   // If this might be the case, form a DependentScopeDeclRefExpr instead of a
 618   // CXXDependentScopeMemberExpr. The former can instantiate to either
 619   // DeclRefExpr or MemberExpr depending on lookup results, while the latter is
 620   // always a MemberExpr.
 621   bool MightBeCxx11UnevalField =
 622       getLangOpts().CPlusPlus11 && isUnevaluatedContext();
 623
 624   // Check if the nested name specifier is an enum type.
 625   bool IsEnum = false;
 626   if (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep())
 627     IsEnum = dyn_cast_or_null<EnumType>(NNS->getAsType());
 628
 629   if (!MightBeCxx11UnevalField && !isAddressOfOperand && !IsEnum &&
 630       isa<CXXMethodDecl>(DC) && cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 631     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
 632
 633     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 634     // perform the double-lookup check.
 635     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 636
 637     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 638         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 639         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 640         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 641   }
 642
 643   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 644 }
 645
 646 ExprResult
 647 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 648                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 649                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 650                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 651   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 652       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 653       TemplateArgs);
 654 }
 655
 656
 657 /// Determine whether we would be unable to instantiate this template (because
 658 /// it either has no definition, or is in the process of being instantiated).
 659 bool Sema::DiagnoseUninstantiableTemplate(SourceLocation PointOfInstantiation,
 660                                           NamedDecl *Instantiation,
 661                                           bool InstantiatedFromMember,
 662                                           const NamedDecl *Pattern,
 663                                           const NamedDecl *PatternDef,
 664                                           TemplateSpecializationKind TSK,
 665                                           bool Complain /*= true*/) {
 666   assert(isa<TagDecl>(Instantiation) || isa<FunctionDecl>(Instantiation) ||
 667          isa<VarDecl>(Instantiation));
 668
 669   bool IsEntityBeingDefined = false;
 670   if (const TagDecl *TD = dyn_cast_or_null<TagDecl>(PatternDef))
 671     IsEntityBeingDefined = TD->isBeingDefined();
 672
 673   if (PatternDef && !IsEntityBeingDefined) {
 674     NamedDecl *SuggestedDef = nullptr;
 675     if (!hasVisibleDefinition(const_cast<NamedDecl*>(PatternDef), &SuggestedDef,
 676                               /*OnlyNeedComplete*/false)) {
 677       // If we're allowed to diagnose this and recover, do so.
 678       bool Recover = Complain && !isSFINAEContext();
 679       if (Complain)
 680         diagnoseMissingImport(PointOfInstantiation, SuggestedDef,
 681                               Sema::MissingImportKind::Definition, Recover);
 682       return !Recover;
 683     }
 684     return false;
 685   }
 686
 687   if (!Complain || (PatternDef && PatternDef->isInvalidDecl()))
 688     return true;
 689
 690   llvm::Optional<unsigned> Note;
 691   QualType InstantiationTy;
 692   if (TagDecl *TD = dyn_cast<TagDecl>(Instantiation))
 693     InstantiationTy = Context.getTypeDeclType(TD);
 694   if (PatternDef) {
 695     Diag(PointOfInstantiation,
 696          diag::err_template_instantiate_within_definition)
 697       << /*implicit|explicit*/(TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 698       << InstantiationTy;
 699     // Not much point in noting the template declaration here, since
 700     // we're lexically inside it.
 701     Instantiation->setInvalidDecl();
 702   } else if (InstantiatedFromMember) {
 703     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 704       Diag(PointOfInstantiation,
 705            diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 706         << /*member function*/ 1 << Instantiation->getDeclName()
 707         << Instantiation->getDeclContext();
 708       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 709     } else {
 710       assert(isa<TagDecl>(Instantiation) && "Must be a TagDecl!");
 711       Diag(PointOfInstantiation,
 712            diag::err_implicit_instantiate_member_undefined)
 713         << InstantiationTy;
 714       Note = diag::note_member_declared_at;
 715     }
 716   } else {
 717     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 718       Diag(PointOfInstantiation,
 719            diag::err_explicit_instantiation_undefined_func_template)
 720         << Pattern;
 721       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 722     } else if (isa<TagDecl>(Instantiation)) {
 723       Diag(PointOfInstantiation, diag::err_template_instantiate_undefined)
 724         << (TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 725         << InstantiationTy;
 726       Note = diag::note_template_decl_here;
 727     } else {
 728       assert(isa<VarDecl>(Instantiation) && "Must be a VarDecl!");
 729       if (isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Instantiation)) {
 730         Diag(PointOfInstantiation,
 731              diag::err_explicit_instantiation_undefined_var_template)
 732           << Instantiation;
 733         Instantiation->setInvalidDecl();
 734       } else
 735         Diag(PointOfInstantiation,
 736              diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 737           << /*static data member*/ 2 << Instantiation->getDeclName()
 738           << Instantiation->getDeclContext();
 739       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 740     }
 741   }
 742   if (Note) // Diagnostics were emitted.
 743     Diag(Pattern->getLocation(), Note.getValue());
 744
 745   // In general, Instantiation isn't marked invalid to get more than one
 746   // error for multiple undefined instantiations. But the code that does
 747   // explicit declaration -> explicit definition conversion can't handle
 748   // invalid declarations, so mark as invalid in that case.
 749   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
 750     Instantiation->setInvalidDecl();
 751   return true;
 752 }
 753
 754 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 755 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 756 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 757 /// an error, and false otherwise.
 758 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 759   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 760
 761   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 762   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 763     return;
 764
 765   // C++ [temp.local]p4:
 766   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 767   //   scope (including nested scopes).
 768   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 769     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 770   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 771 }
 772
 773 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 774 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 775 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 776 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 777   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 778     D = Temp->getTemplatedDecl();
 779     return Temp;
 780   }
 781   return nullptr;
 782 }
 783
 784 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 785                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 786   assert(Kind == Template &&
 787          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 788   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 789          "Template template argument pack expansion without packs");
 790   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 791   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 792   return Result;
 793 }
 794
 795 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 796                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 797
 798   switch (Arg.getKind()) {
 799   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 800     TypeSourceInfo *DI;
 801     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 802     if (!DI)
 803       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 804     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 805   }
 806
 807   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 808     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 809     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 810   }
 811
 812   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 813     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 814     TemplateArgument TArg;
 815     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 816       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 817     else
 818       TArg = Template;
 819     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 820                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 821                                                               SemaRef.Context),
 822                                Arg.getLocation(),
 823                                Arg.getEllipsisLoc());
 824   }
 825   }
 826
 827   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 828 }
 829
 830 /// Translates template arguments as provided by the parser
 831 /// into template arguments used by semantic analysis.
 832 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 833                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 834  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 835    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 836                                                       TemplateArgsIn[I]));
 837 }
 838
 839 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 840                                                  SourceLocation Loc,
 841                                                  IdentifierInfo *Name) {
 842   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 843       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForVisibleRedeclaration);
 844   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 845     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 846 }
 847
 848 /// Convert a parsed type into a parsed template argument. This is mostly
 849 /// trivial, except that we may have parsed a C++17 deduced class template
 850 /// specialization type, in which case we should form a template template
 851 /// argument instead of a type template argument.
 852 ParsedTemplateArgument Sema::ActOnTemplateTypeArgument(TypeResult ParsedType) {
 853   TypeSourceInfo *TInfo;
 854   QualType T = GetTypeFromParser(ParsedType.get(), &TInfo);
 855   if (T.isNull())
 856     return ParsedTemplateArgument();
 857   assert(TInfo && "template argument with no location");
 858
 859   // If we might have formed a deduced template specialization type, convert
 860   // it to a template template argument.
 861   if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
 862     TypeLoc TL = TInfo->getTypeLoc();
 863     SourceLocation EllipsisLoc;
 864     if (auto PET = TL.getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
 865       EllipsisLoc = PET.getEllipsisLoc();
 866       TL = PET.getPatternLoc();
 867     }
 868
 869     CXXScopeSpec SS;
 870     if (auto ET = TL.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
 871       SS.Adopt(ET.getQualifierLoc());
 872       TL = ET.getNamedTypeLoc();
 873     }
 874
 875     if (auto DTST = TL.getAs<DeducedTemplateSpecializationTypeLoc>()) {
 876       TemplateName Name = DTST.getTypePtr()->getTemplateName();
 877       if (SS.isSet())
 878         Name = Context.getQualifiedTemplateName(SS.getScopeRep(),
 879                                                 /*HasTemplateKeyword*/ false,
 880                                                 Name.getAsTemplateDecl());
 881       ParsedTemplateArgument Result(SS, TemplateTy::make(Name),
 882                                     DTST.getTemplateNameLoc());
 883       if (EllipsisLoc.isValid())
 884         Result = Result.getTemplatePackExpansion(EllipsisLoc);
 885       return Result;
 886     }
 887   }
 888
 889   // This is a normal type template argument. Note, if the type template
 890   // argument is an injected-class-name for a template, it has a dual nature
 891   // and can be used as either a type or a template. We handle that in
 892   // convertTypeTemplateArgumentToTemplate.
 893   return ParsedTemplateArgument(ParsedTemplateArgument::Type,
 894                                 ParsedType.get().getAsOpaquePtr(),
 895                                 TInfo->getTypeLoc().getLocStart());
 896 }
 897
 898 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 899 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 900 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 901 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 902 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 903 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 904 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 905 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 906 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 907 NamedDecl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 908                                SourceLocation EllipsisLoc,
 909                                SourceLocation KeyLoc,
 910                                IdentifierInfo *ParamName,
 911                                SourceLocation ParamNameLoc,
 912                                unsigned Depth, unsigned Position,
 913                                SourceLocation EqualLoc,
 914                                ParsedType DefaultArg) {
 915   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 916          "Template type parameter not in template parameter scope!");
 917
 918   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
 919   if (!ParamName)
 920     Loc = KeyLoc;
 921
 922   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 923   TemplateTypeParmDecl *Param
 924     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 925                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
 926                                    Typename, IsParameterPack);
 927   Param->setAccess(AS_public);
 928
 929   if (ParamName) {
 930     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
 931
 932     // Add the template parameter into the current scope.
 933     S->AddDecl(Param);
 934     IdResolver.AddDecl(Param);
 935   }
 936
 937   // C++0x [temp.param]p9:
 938   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 939   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 940   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
 941     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 942     DefaultArg = nullptr;
 943   }
 944
 945   // Handle the default argument, if provided.
 946   if (DefaultArg) {
 947     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
 948     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
 949
 950     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
 951
 952     // Check for unexpanded parameter packs.
 953     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
 954                                         UPPC_DefaultArgument))
 955       return Param;
 956
 957     // Check the template argument itself.
 958     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
 959       Param->setInvalidDecl();
 960       return Param;
 961     }
 962
 963     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
 964   }
 965
 966   return Param;
 967 }
 968
 969 /// Check that the type of a non-type template parameter is
 970 /// well-formed.
 971 ///
 972 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
 973 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
 974 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(TypeSourceInfo *&TSI,
 975                                                  SourceLocation Loc) {
 976   if (TSI->getType()->isUndeducedType()) {
 977     // C++1z [temp.dep.expr]p3:
 978     //   An id-expression is type-dependent if it contains
 979     //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
 980     //      template-parameter declared with a type that contains a
 981     //      placeholder type (7.1.7.4),
 982     TSI = SubstAutoTypeSourceInfo(TSI, Context.DependentTy);
 983   }
 984
 985   return CheckNonTypeTemplateParameterType(TSI->getType(), Loc);
 986 }
 987
 988 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T,
 989                                                  SourceLocation Loc) {
 990   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
 991   // parameters.
 992   if (T->isVariablyModifiedType()) {
 993     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
 994       << T;
 995     return QualType();
 996   }
 997
 998   // C++ [temp.param]p4:
 999   //
1000   // A non-type template-parameter shall have one of the following
1001   // (optionally cv-qualified) types:
1002   //
1003   //       -- integral or enumeration type,
1004   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
1005       //   -- pointer to object or pointer to function,
1006       T->isPointerType() ||
1007       //   -- reference to object or reference to function,
1008       T->isReferenceType() ||
1009       //   -- pointer to member,
1010       T->isMemberPointerType() ||
1011       //   -- std::nullptr_t.
1012       T->isNullPtrType() ||
1013       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
1014       // assume that it is well-formed.
1015       T->isDependentType() ||
1016       // Allow use of auto in template parameter declarations.
1017       T->isUndeducedType()) {
1018     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
1019     // are ignored when determining its type.
1020     return T.getUnqualifiedType();
1021   }
1022
1023   // C++ [temp.param]p8:
1024   //
1025   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
1026   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
1027   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
1028   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
1029     return Context.getDecayedType(T);
1030
1031   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
1032     << T;
1033
1034   return QualType();
1035 }
1036
1037 NamedDecl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
1038                                           unsigned Depth,
1039                                           unsigned Position,
1040                                           SourceLocation EqualLoc,
1041                                           Expr *Default) {
1042   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
1043
1044   // Check that we have valid decl-specifiers specified.
1045   auto CheckValidDeclSpecifiers = [this, &D] {
1046     // C++ [temp.param]
1047     // p1
1048     //   template-parameter:
1049     //     ...
1050     //     parameter-declaration
1051     // p2
1052     //   ... A storage class shall not be specified in a template-parameter
1053     //   declaration.
1054     // [dcl.typedef]p1:
1055     //   The typedef specifier [...] shall not be used in the decl-specifier-seq
1056     //   of a parameter-declaration
1057     const DeclSpec &DS = D.getDeclSpec();
1058     auto EmitDiag = [this](SourceLocation Loc) {
1059       Diag(Loc, diag::err_invalid_decl_specifier_in_nontype_parm)
1060           << FixItHint::CreateRemoval(Loc);
1061     };
1062     if (DS.getStorageClassSpec() != DeclSpec::SCS_unspecified)
1063       EmitDiag(DS.getStorageClassSpecLoc());
1064
1065     if (DS.getThreadStorageClassSpec() != TSCS_unspecified)
1066       EmitDiag(DS.getThreadStorageClassSpecLoc());
1067
1068     // [dcl.inline]p1:
1069     //   The inline specifier can be applied only to the declaration or
1070     //   definition of a variable or function.
1071
1072     if (DS.isInlineSpecified())
1073       EmitDiag(DS.getInlineSpecLoc());
1074
1075     // [dcl.constexpr]p1:
1076     //   The constexpr specifier shall be applied only to the definition of a
1077     //   variable or variable template or the declaration of a function or
1078     //   function template.
1079
1080     if (DS.isConstexprSpecified())
1081       EmitDiag(DS.getConstexprSpecLoc());
1082
1083     // [dcl.fct.spec]p1:
1084     //   Function-specifiers can be used only in function declarations.
1085
1086     if (DS.isVirtualSpecified())
1087       EmitDiag(DS.getVirtualSpecLoc());
1088
1089     if (DS.isExplicitSpecified())
1090       EmitDiag(DS.getExplicitSpecLoc());
1091
1092     if (DS.isNoreturnSpecified())
1093       EmitDiag(DS.getNoreturnSpecLoc());
1094   };
1095
1096   CheckValidDeclSpecifiers();
1097
1098   if (TInfo->getType()->isUndeducedType()) {
1099     Diag(D.getIdentifierLoc(),
1100          diag::warn_cxx14_compat_template_nontype_parm_auto_type)
1101       << QualType(TInfo->getType()->getContainedAutoType(), 0);
1102   }
1103
1104   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1105          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
1106   bool Invalid = false;
1107
1108   QualType T = CheckNonTypeTemplateParameterType(TInfo, D.getIdentifierLoc());
1109   if (T.isNull()) {
1110     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
1111     Invalid = true;
1112   }
1113
1114   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
1115   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
1116   NonTypeTemplateParmDecl *Param
1117     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1118                                       D.getLocStart(),
1119                                       D.getIdentifierLoc(),
1120                                       Depth, Position, ParamName, T,
1121                                       IsParameterPack, TInfo);
1122   Param->setAccess(AS_public);
1123
1124   if (Invalid)
1125     Param->setInvalidDecl();
1126
1127   if (ParamName) {
1128     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
1129                                          ParamName);
1130
1131     // Add the template parameter into the current scope.
1132     S->AddDecl(Param);
1133     IdResolver.AddDecl(Param);
1134   }
1135
1136   // C++0x [temp.param]p9:
1137   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1138   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1139   if (Default && IsParameterPack) {
1140     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1141     Default = nullptr;
1142   }
1143
1144   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
1145   if (Default) {
1146     // Check for unexpanded parameter packs.
1147     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
1148       return Param;
1149
1150     TemplateArgument Converted;
1151     ExprResult DefaultRes =
1152         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
1153     if (DefaultRes.isInvalid()) {
1154       Param->setInvalidDecl();
1155       return Param;
1156     }
1157     Default = DefaultRes.get();
1158
1159     Param->setDefaultArgument(Default);
1160   }
1161
1162   return Param;
1163 }
1164
1165 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
1166 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
1167 /// has been parsed. S is the current scope.
1168 NamedDecl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
1169                                            SourceLocation TmpLoc,
1170                                            TemplateParameterList *Params,
1171                                            SourceLocation EllipsisLoc,
1172                                            IdentifierInfo *Name,
1173                                            SourceLocation NameLoc,
1174                                            unsigned Depth,
1175                                            unsigned Position,
1176                                            SourceLocation EqualLoc,
1177                                            ParsedTemplateArgument Default) {
1178   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1179          "Template template parameter not in template parameter scope!");
1180
1181   // Construct the parameter object.
1182   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
1183   TemplateTemplateParmDecl *Param =
1184     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1185                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
1186                                      Depth, Position, IsParameterPack,
1187                                      Name, Params);
1188   Param->setAccess(AS_public);
1189
1190   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
1191   // into the scope and lookup mechanisms.
1192   if (Name) {
1193     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
1194
1195     S->AddDecl(Param);
1196     IdResolver.AddDecl(Param);
1197   }
1198
1199   if (Params->size() == 0) {
1200     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
1201     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
1202     Param->setInvalidDecl();
1203   }
1204
1205   // C++0x [temp.param]p9:
1206   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1207   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1208   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
1209     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1210     Default = ParsedTemplateArgument();
1211   }
1212
1213   if (!Default.isInvalid()) {
1214     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
1215     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
1216     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
1217     // be able to match now.
1218     //
1219     // If none of the template template parameter's template arguments mention
1220     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
1221     // However, it isn't worth doing.
1222     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
1223     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
1224       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template)
1225         << DefaultArg.getSourceRange();
1226       return Param;
1227     }
1228
1229     // Check for unexpanded parameter packs.
1230     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
1231                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
1232                                         UPPC_DefaultArgument))
1233       return Param;
1234
1235     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
1236   }
1237
1238   return Param;
1239 }
1240
1241 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList, optionally
1242 /// constrained by RequiresClause, that contains the template parameters in
1243 /// Params.
1244 TemplateParameterList *
1245 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
1246                                  SourceLocation ExportLoc,
1247                                  SourceLocation TemplateLoc,
1248                                  SourceLocation LAngleLoc,
1249                                  ArrayRef<NamedDecl *> Params,
1250                                  SourceLocation RAngleLoc,
1251                                  Expr *RequiresClause) {
1252   if (ExportLoc.isValid())
1253     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
1254
1255   return TemplateParameterList::Create(
1256       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
1257       llvm::makeArrayRef(Params.data(), Params.size()),
1258       RAngleLoc, RequiresClause);
1259 }
1260
1261 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
1262   if (SS.isSet())
1263     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
1264 }
1265
1266 DeclResult Sema::CheckClassTemplate(
1267     Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK, SourceLocation KWLoc,
1268     CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
1269     const ParsedAttributesView &Attr, TemplateParameterList *TemplateParams,
1270     AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
1271     SourceLocation FriendLoc, unsigned NumOuterTemplateParamLists,
1272     TemplateParameterList **OuterTemplateParamLists, SkipBodyInfo *SkipBody) {
1273   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
1274          "No template parameters");
1275   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
1276   bool Invalid = false;
1277
1278   // Check that we can declare a template here.
1279   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
1280     return true;
1281
1282   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
1283   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
1284
1285   // There is no such thing as an unnamed class template.
1286   if (!Name) {
1287     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
1288     return true;
1289   }
1290
1291   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
1292   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
1293   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
1294   DeclContext *SemanticContext;
1295   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
1296                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
1297                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
1298                         forRedeclarationInCurContext());
1299   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
1300     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
1301     if (!SemanticContext) {
1302       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
1303       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
1304       // class templates, so don't complain here.
1305       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
1306                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
1307                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
1308           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
1309       return TUK != TUK_Friend;
1310     }
1311
1312     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
1313       return true;
1314
1315     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
1316     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
1317     // now that we know what the current instantiation is.
1318     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
1319       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
1320       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
1321         Invalid = true;
1322     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
1323       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc, false);
1324
1325     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
1326   } else {
1327     SemanticContext = CurContext;
1328
1329     // C++14 [class.mem]p14:
1330     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
1331     //   name different from T:
1332     //    -- every member template of class T
1333     if (TUK != TUK_Friend &&
1334         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
1335                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
1336       return true;
1337
1338     LookupName(Previous, S);
1339   }
1340
1341   if (Previous.isAmbiguous())
1342     return true;
1343
1344   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
1345   if (Previous.begin() != Previous.end())
1346     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1347
1348   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1349     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1350     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1351     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1352     PrevDecl = nullptr;
1353   }
1354
1355   // If there is a previous declaration with the same name, check
1356   // whether this is a valid redeclaration.
1357   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate =
1358       dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
1359
1360   // We may have found the injected-class-name of a class template,
1361   // class template partial specialization, or class template specialization.
1362   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
1363   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
1364       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
1365     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
1366     PrevClassTemplate
1367       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
1368     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
1369       PrevClassTemplate
1370         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
1371             ->getSpecializedTemplate();
1372     }
1373   }
1374
1375   if (TUK == TUK_Friend) {
1376     // C++ [namespace.memdef]p3:
1377     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
1378     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
1379     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
1380     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
1381     if (!SS.isSet()) {
1382       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
1383       while (!OutermostContext->isFileContext())
1384         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
1385
1386       if (PrevDecl &&
1387           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
1388            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
1389         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
1390       } else {
1391         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
1392         // context we computed is the semantic context for our new
1393         // declaration.
1394         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1395         SemanticContext = OutermostContext;
1396
1397         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
1398         // declaration of this name as a non-tag type.
1399         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
1400         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
1401         while (LookupContext->isTransparentContext())
1402           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
1403         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
1404
1405         if (Previous.isAmbiguous())
1406           return true;
1407
1408         if (Previous.begin() != Previous.end())
1409           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1410       }
1411     }
1412   } else if (PrevDecl &&
1413              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
1414                             S, SS.isValid()))
1415     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1416
1417   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
1418           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
1419     if (SS.isEmpty() &&
1420         !(PrevClassTemplate &&
1421           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
1422               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
1423       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
1424       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
1425            diag::note_using_decl_target);
1426       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
1427       // Recover by ignoring the old declaration.
1428       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1429     }
1430   }
1431
1432   // TODO Memory management; associated constraints are not always stored.
1433   Expr *const CurAC = formAssociatedConstraints(TemplateParams, nullptr);
1434
1435   if (PrevClassTemplate) {
1436     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
1437     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
1438     // could be dependent.
1439     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1440         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1441                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1442                                         /*Complain=*/true,
1443                                         TPL_TemplateMatch))
1444       return true;
1445
1446     // Check for matching associated constraints on redeclarations.
1447     const Expr *const PrevAC = PrevClassTemplate->getAssociatedConstraints();
1448     const bool RedeclACMismatch = [&] {
1449       if (!(CurAC || PrevAC))
1450         return false; // Nothing to check; no mismatch.
1451       if (CurAC && PrevAC) {
1452         llvm::FoldingSetNodeID CurACInfo, PrevACInfo;
1453         CurAC->Profile(CurACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1454         PrevAC->Profile(PrevACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1455         if (CurACInfo == PrevACInfo)
1456           return false; // All good; no mismatch.
1457       }
1458       return true;
1459     }();
1460
1461     if (RedeclACMismatch) {
1462       Diag(CurAC ? CurAC->getLocStart() : NameLoc,
1463            diag::err_template_different_associated_constraints);
1464       Diag(PrevAC ? PrevAC->getLocStart() : PrevClassTemplate->getLocation(),
1465            diag::note_template_prev_declaration) << /*declaration*/0;
1466       return true;
1467     }
1468
1469     // C++ [temp.class]p4:
1470     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1471     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1472     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1473     //   template declaration (7.1.5.3).
1474     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1475     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1476                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1477       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1478         << Name
1479         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1480       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1481       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1482     }
1483
1484     // Check for redefinition of this class template.
1485     if (TUK == TUK_Definition) {
1486       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1487         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1488         // simply making that previous definition visible.
1489         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1490         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1491           SkipBody->ShouldSkip = true;
1492           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1493           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1494                          "class template?");
1495           makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
1496           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl);
1497           return Def;
1498         }
1499
1500         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1501         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1502         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1503         // definition, as part of error recovery?
1504         return true;
1505       }
1506     }
1507   } else if (PrevDecl) {
1508     // C++ [temp]p5:
1509     //   A class template shall not have the same name as any other
1510     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1511     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1512     //   in (14.5.4).
1513     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1514     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1515     return true;
1516   }
1517
1518   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1519   // merging in the template parameter list from the previous class
1520   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1521   // context, because the template parameter list might be dependent.
1522   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1523       CheckTemplateParameterList(
1524           TemplateParams,
1525           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1526                             : nullptr,
1527           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1528            SemanticContext->isDependentContext())
1529               ? TPC_ClassTemplateMember
1530               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1531                                   : TPC_ClassTemplate))
1532     Invalid = true;
1533
1534   if (SS.isSet()) {
1535     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1536     // template out-of-line.
1537     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1538       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1539                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1540         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1541       Invalid = true;
1542     }
1543   }
1544
1545   // If this is a templated friend in a dependent context we should not put it
1546   // on the redecl chain. In some cases, the templated friend can be the most
1547   // recent declaration tricking the template instantiator to make substitutions
1548   // there.
1549   // FIXME: Figure out how to combine with shouldLinkDependentDeclWithPrevious
1550   bool ShouldAddRedecl
1551     = !(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext());
1552
1553   CXXRecordDecl *NewClass =
1554     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1555                           PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ?
1556                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1557                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1558   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1559   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1560     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1561         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1562                                     NumOuterTemplateParamLists));
1563
1564   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1565   // the ASTContext lays out the structure.
1566   if (TUK == TUK_Definition) {
1567     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1568     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1569   }
1570
1571   // Attach the associated constraints when the declaration will not be part of
1572   // a decl chain.
1573   Expr *const ACtoAttach =
1574       PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ? nullptr : CurAC;
1575
1576   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1577     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1578                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1579                                 NewClass, ACtoAttach);
1580
1581   if (ShouldAddRedecl)
1582     NewTemplate->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1583
1584   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1585
1586   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1587     NewTemplate->setModulePrivate();
1588
1589   // Build the type for the class template declaration now.
1590   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1591   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1592   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1593   (void)T;
1594
1595   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1596   // class template, make a note of that.
1597   if (PrevClassTemplate &&
1598       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1599     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1600
1601   // Set the access specifier.
1602   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1603     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1604
1605   // Set the lexical context of these templates
1606   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1607   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1608
1609   if (TUK == TUK_Definition)
1610     NewClass->startDefinition();
1611
1612   ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1613
1614   if (PrevClassTemplate)
1615     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1616
1617   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1618
1619   if (TUK != TUK_Friend) {
1620     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1621     Scope *Outer = S;
1622     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1623       Outer = Outer->getParent();
1624     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1625   } else {
1626     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1627       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1628       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1629     }
1630
1631     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1632
1633     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1634     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1635       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1636       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1637       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1638         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1639                           /* AddToContext = */ false);
1640     }
1641
1642     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1643         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1644     Friend->setAccess(AS_public);
1645     CurContext->addDecl(Friend);
1646   }
1647
1648   if (PrevClassTemplate)
1649     CheckRedeclarationModuleOwnership(NewTemplate, PrevClassTemplate);
1650
1651   if (Invalid) {
1652     NewTemplate->setInvalidDecl();
1653     NewClass->setInvalidDecl();
1654   }
1655
1656   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1657
1658   return NewTemplate;
1659 }
1660
1661 namespace {
1662 /// Tree transform to "extract" a transformed type from a class template's
1663 /// constructor to a deduction guide.
1664 class ExtractTypeForDeductionGuide
1665   : public TreeTransform<ExtractTypeForDeductionGuide> {
1666 public:
1667   typedef TreeTransform<ExtractTypeForDeductionGuide> Base;
1668   ExtractTypeForDeductionGuide(Sema &SemaRef) : Base(SemaRef) {}
1669
1670   TypeSourceInfo *transform(TypeSourceInfo *TSI) { return TransformType(TSI); }
1671
1672   QualType TransformTypedefType(TypeLocBuilder &TLB, TypedefTypeLoc TL) {
1673     return TransformType(
1674         TLB,
1675         TL.getTypedefNameDecl()->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
1676   }
1677 };
1678
1679 /// Transform to convert portions of a constructor declaration into the
1680 /// corresponding deduction guide, per C++1z [over.match.class.deduct]p1.
1681 struct ConvertConstructorToDeductionGuideTransform {
1682   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform(Sema &S,
1683                                               ClassTemplateDecl *Template)
1684       : SemaRef(S), Template(Template) {}
1685
1686   Sema &SemaRef;
1687   ClassTemplateDecl *Template;
1688
1689   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1690   CXXRecordDecl *Primary = Template->getTemplatedDecl();
1691   DeclarationName DeductionGuideName =
1692       SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXDeductionGuideName(Template);
1693
1694   QualType DeducedType = SemaRef.Context.getTypeDeclType(Primary);
1695
1696   // Index adjustment to apply to convert depth-1 template parameters into
1697   // depth-0 template parameters.
1698   unsigned Depth1IndexAdjustment = Template->getTemplateParameters()->size();
1699
1700   /// Transform a constructor declaration into a deduction guide.
1701   NamedDecl *transformConstructor(FunctionTemplateDecl *FTD,
1702                                   CXXConstructorDecl *CD) {
1703     SmallVector<TemplateArgument, 16> SubstArgs;
1704
1705     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1706
1707     // C++ [over.match.class.deduct]p1:
1708     // -- For each constructor of the class template designated by the
1709     //    template-name, a function template with the following properties:
1710
1711     //    -- The template parameters are the template parameters of the class
1712     //       template followed by the template parameters (including default
1713     //       template arguments) of the constructor, if any.
1714     TemplateParameterList *TemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1715     if (FTD) {
1716       TemplateParameterList *InnerParams = FTD->getTemplateParameters();
1717       SmallVector<NamedDecl *, 16> AllParams;
1718       AllParams.reserve(TemplateParams->size() + InnerParams->size());
1719       AllParams.insert(AllParams.begin(),
1720                        TemplateParams->begin(), TemplateParams->end());
1721       SubstArgs.reserve(InnerParams->size());
1722
1723       // Later template parameters could refer to earlier ones, so build up
1724       // a list of substituted template arguments as we go.
1725       for (NamedDecl *Param : *InnerParams) {
1726         MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1727         Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1728         Args.addOuterRetainedLevel();
1729         NamedDecl *NewParam = transformTemplateParameter(Param, Args);
1730         if (!NewParam)
1731           return nullptr;
1732         AllParams.push_back(NewParam);
1733         SubstArgs.push_back(SemaRef.Context.getCanonicalTemplateArgument(
1734             SemaRef.Context.getInjectedTemplateArg(NewParam)));
1735       }
1736       TemplateParams = TemplateParameterList::Create(
1737           SemaRef.Context, InnerParams->getTemplateLoc(),
1738           InnerParams->getLAngleLoc(), AllParams, InnerParams->getRAngleLoc(),
1739           /*FIXME: RequiresClause*/ nullptr);
1740     }
1741
1742     // If we built a new template-parameter-list, track that we need to
1743     // substitute references to the old parameters into references to the
1744     // new ones.
1745     MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1746     if (FTD) {
1747       Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1748       Args.addOuterRetainedLevel();
1749     }
1750
1751     FunctionProtoTypeLoc FPTL = CD->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc()
1752                                    .getAsAdjusted<FunctionProtoTypeLoc>();
1753     assert(FPTL && "no prototype for constructor declaration");
1754
1755     // Transform the type of the function, adjusting the return type and
1756     // replacing references to the old parameters with references to the
1757     // new ones.
1758     TypeLocBuilder TLB;
1759     SmallVector<ParmVarDecl*, 8> Params;
1760     QualType NewType = transformFunctionProtoType(TLB, FPTL, Params, Args);
1761     if (NewType.isNull())
1762       return nullptr;
1763     TypeSourceInfo *NewTInfo = TLB.getTypeSourceInfo(SemaRef.Context, NewType);
1764
1765     return buildDeductionGuide(TemplateParams, CD->isExplicit(), NewTInfo,
1766                                CD->getLocStart(), CD->getLocation(),
1767                                CD->getLocEnd());
1768   }
1769
1770   /// Build a deduction guide with the specified parameter types.
1771   NamedDecl *buildSimpleDeductionGuide(MutableArrayRef<QualType> ParamTypes) {
1772     SourceLocation Loc = Template->getLocation();
1773
1774     // Build the requested type.
1775     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1776     EPI.HasTrailingReturn = true;
1777     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(DeducedType, ParamTypes, Loc,
1778                                                 DeductionGuideName, EPI);
1779     TypeSourceInfo *TSI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(Result, Loc);
1780
1781     FunctionProtoTypeLoc FPTL =
1782         TSI->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
1783
1784     // Build the parameters, needed during deduction / substitution.
1785     SmallVector<ParmVarDecl*, 4> Params;
1786     for (auto T : ParamTypes) {
1787       ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(
1788           SemaRef.Context, DC, Loc, Loc, nullptr, T,
1789           SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Loc), SC_None, nullptr);
1790       NewParam->setScopeInfo(0, Params.size());
1791       FPTL.setParam(Params.size(), NewParam);
1792       Params.push_back(NewParam);
1793     }
1794
1795     return buildDeductionGuide(Template->getTemplateParameters(), false, TSI,
1796                                Loc, Loc, Loc);
1797   }
1798
1799 private:
1800   /// Transform a constructor template parameter into a deduction guide template
1801   /// parameter, rebuilding any internal references to earlier parameters and
1802   /// renumbering as we go.
1803   NamedDecl *transformTemplateParameter(NamedDecl *TemplateParam,
1804                                         MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1805     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParam)) {
1806       // TemplateTypeParmDecl's index cannot be changed after creation, so
1807       // substitute it directly.
1808       auto *NewTTP = TemplateTypeParmDecl::Create(
1809           SemaRef.Context, DC, TTP->getLocStart(), TTP->getLocation(),
1810           /*Depth*/0, Depth1IndexAdjustment + TTP->getIndex(),
1811           TTP->getIdentifier(), TTP->wasDeclaredWithTypename(),
1812           TTP->isParameterPack());
1813       if (TTP->hasDefaultArgument()) {
1814         TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
1815             SemaRef.SubstType(TTP->getDefaultArgumentInfo(), Args,
1816                               TTP->getDefaultArgumentLoc(), TTP->getDeclName());
1817         if (InstantiatedDefaultArg)
1818           NewTTP->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
1819       }
1820       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(TemplateParam,
1821                                                            NewTTP);
1822       return NewTTP;
1823     }
1824
1825     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(TemplateParam))
1826       return transformTemplateParameterImpl(TTP, Args);
1827
1828     return transformTemplateParameterImpl(
1829         cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParam), Args);
1830   }
1831   template<typename TemplateParmDecl>
1832   TemplateParmDecl *
1833   transformTemplateParameterImpl(TemplateParmDecl *OldParam,
1834                                  MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1835     // Ask the template instantiator to do the heavy lifting for us, then adjust
1836     // the index of the parameter once it's done.
1837     auto *NewParam =
1838         cast_or_null<TemplateParmDecl>(SemaRef.SubstDecl(OldParam, DC, Args));
1839     assert(NewParam->getDepth() == 0 && "unexpected template param depth");
1840     NewParam->setPosition(NewParam->getPosition() + Depth1IndexAdjustment);
1841     return NewParam;
1842   }
1843
1844   QualType transformFunctionProtoType(TypeLocBuilder &TLB,
1845                                       FunctionProtoTypeLoc TL,
1846                                       SmallVectorImpl<ParmVarDecl*> &Params,
1847                                       MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1848     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
1849     const FunctionProtoType *T = TL.getTypePtr();
1850
1851     //    -- The types of the function parameters are those of the constructor.
1852     for (auto *OldParam : TL.getParams()) {
1853       ParmVarDecl *NewParam = transformFunctionTypeParam(OldParam, Args);
1854       if (!NewParam)
1855         return QualType();
1856       ParamTypes.push_back(NewParam->getType());
1857       Params.push_back(NewParam);
1858     }
1859
1860     //    -- The return type is the class template specialization designated by
1861     //       the template-name and template arguments corresponding to the
1862     //       template parameters obtained from the class template.
1863     //
1864     // We use the injected-class-name type of the primary template instead.
1865     // This has the convenient property that it is different from any type that
1866     // the user can write in a deduction-guide (because they cannot enter the
1867     // context of the template), so implicit deduction guides can never collide
1868     // with explicit ones.
1869     QualType ReturnType = DeducedType;
1870     TLB.pushTypeSpec(ReturnType).setNameLoc(Primary->getLocation());
1871
1872     // Resolving a wording defect, we also inherit the variadicness of the
1873     // constructor.
1874     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1875     EPI.Variadic = T->isVariadic();
1876     EPI.HasTrailingReturn = true;
1877
1878     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(
1879         ReturnType, ParamTypes, TL.getLocStart(), DeductionGuideName, EPI);
1880     if (Result.isNull())
1881       return QualType();
1882
1883     FunctionProtoTypeLoc NewTL = TLB.push<FunctionProtoTypeLoc>(Result);
1884     NewTL.setLocalRangeBegin(TL.getLocalRangeBegin());
1885     NewTL.setLParenLoc(TL.getLParenLoc());
1886     NewTL.setRParenLoc(TL.getRParenLoc());
1887     NewTL.setExceptionSpecRange(SourceRange());
1888     NewTL.setLocalRangeEnd(TL.getLocalRangeEnd());
1889     for (unsigned I = 0, E = NewTL.getNumParams(); I != E; ++I)
1890       NewTL.setParam(I, Params[I]);
1891
1892     return Result;
1893   }
1894
1895   ParmVarDecl *
1896   transformFunctionTypeParam(ParmVarDecl *OldParam,
1897                              MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1898     TypeSourceInfo *OldDI = OldParam->getTypeSourceInfo();
1899     TypeSourceInfo *NewDI;
1900     if (auto PackTL = OldDI->getTypeLoc().getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
1901       // Expand out the one and only element in each inner pack.
1902       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, 0);
1903       NewDI =
1904           SemaRef.SubstType(PackTL.getPatternLoc(), Args,
1905                             OldParam->getLocation(), OldParam->getDeclName());
1906       if (!NewDI) return nullptr;
1907       NewDI =
1908           SemaRef.CheckPackExpansion(NewDI, PackTL.getEllipsisLoc(),
1909                                      PackTL.getTypePtr()->getNumExpansions());
1910     } else
1911       NewDI = SemaRef.SubstType(OldDI, Args, OldParam->getLocation(),
1912                                 OldParam->getDeclName());
1913     if (!NewDI)
1914       return nullptr;
1915
1916     // Extract the type. This (for instance) replaces references to typedef
1917     // members of the current instantiations with the definitions of those
1918     // typedefs, avoiding triggering instantiation of the deduced type during
1919     // deduction.
1920     NewDI = ExtractTypeForDeductionGuide(SemaRef).transform(NewDI);
1921
1922     // Resolving a wording defect, we also inherit default arguments from the
1923     // constructor.
1924     ExprResult NewDefArg;
1925     if (OldParam->hasDefaultArg()) {
1926       NewDefArg = SemaRef.SubstExpr(OldParam->getDefaultArg(), Args);
1927       if (NewDefArg.isInvalid())
1928         return nullptr;
1929     }
1930
1931     ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
1932                                                 OldParam->getInnerLocStart(),
1933                                                 OldParam->getLocation(),
1934                                                 OldParam->getIdentifier(),
1935                                                 NewDI->getType(),
1936                                                 NewDI,
1937                                                 OldParam->getStorageClass(),
1938                                                 NewDefArg.get());
1939     NewParam->setScopeInfo(OldParam->getFunctionScopeDepth(),
1940                            OldParam->getFunctionScopeIndex());
1941     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(OldParam, NewParam);
1942     return NewParam;
1943   }
1944
1945   NamedDecl *buildDeductionGuide(TemplateParameterList *TemplateParams,
1946                                  bool Explicit, TypeSourceInfo *TInfo,
1947                                  SourceLocation LocStart, SourceLocation Loc,
1948                                  SourceLocation LocEnd) {
1949     DeclarationNameInfo Name(DeductionGuideName, Loc);
1950     ArrayRef<ParmVarDecl *> Params =
1951         TInfo->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>().getParams();
1952
1953     // Build the implicit deduction guide template.
1954     auto *Guide =
1955         CXXDeductionGuideDecl::Create(SemaRef.Context, DC, LocStart, Explicit,
1956                                       Name, TInfo->getType(), TInfo, LocEnd);
1957     Guide->setImplicit();
1958     Guide->setParams(Params);
1959
1960     for (auto *Param : Params)
1961       Param->setDeclContext(Guide);
1962
1963     auto *GuideTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(
1964         SemaRef.Context, DC, Loc, DeductionGuideName, TemplateParams, Guide);
1965     GuideTemplate->setImplicit();
1966     Guide->setDescribedFunctionTemplate(GuideTemplate);
1967
1968     if (isa<CXXRecordDecl>(DC)) {
1969       Guide->setAccess(AS_public);
1970       GuideTemplate->setAccess(AS_public);
1971     }
1972
1973     DC->addDecl(GuideTemplate);
1974     return GuideTemplate;
1975   }
1976 };
1977 }
1978
1979 void Sema::DeclareImplicitDeductionGuides(TemplateDecl *Template,
1980                                           SourceLocation Loc) {
1981   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1982   if (DC->isDependentContext())
1983     return;
1984
1985   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform Transform(
1986       *this, cast<ClassTemplateDecl>(Template));
1987   if (!isCompleteType(Loc, Transform.DeducedType))
1988     return;
1989
1990   // Check whether we've already declared deduction guides for this template.
1991   // FIXME: Consider storing a flag on the template to indicate this.
1992   auto Existing = DC->lookup(Transform.DeductionGuideName);
1993   for (auto *D : Existing)
1994     if (D->isImplicit())
1995       return;
1996
1997   // In case we were expanding a pack when we attempted to declare deduction
1998   // guides, turn off pack expansion for everything we're about to do.
1999   ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, -1);
2000   // Create a template instantiation record to track the "instantiation" of
2001   // constructors into deduction guides.
2002   // FIXME: Add a kind for this to give more meaningful diagnostics. But can
2003   // this substitution process actually fail?
2004   InstantiatingTemplate BuildingDeductionGuides(*this, Loc, Template);
2005   if (BuildingDeductionGuides.isInvalid())
2006     return;
2007
2008   // Convert declared constructors into deduction guide templates.
2009   // FIXME: Skip constructors for which deduction must necessarily fail (those
2010   // for which some class template parameter without a default argument never
2011   // appears in a deduced context).
2012   bool AddedAny = false;
2013   for (NamedDecl *D : LookupConstructors(Transform.Primary)) {
2014     D = D->getUnderlyingDecl();
2015     if (D->isInvalidDecl() || D->isImplicit())
2016       continue;
2017     D = cast<NamedDecl>(D->getCanonicalDecl());
2018
2019     auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D);
2020     auto *CD =
2021         dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(FTD ? FTD->getTemplatedDecl() : D);
2022     // Class-scope explicit specializations (MS extension) do not result in
2023     // deduction guides.
2024     if (!CD || (!FTD && CD->isFunctionTemplateSpecialization()))
2025       continue;
2026
2027     Transform.transformConstructor(FTD, CD);
2028     AddedAny = true;
2029   }
2030
2031   // C++17 [over.match.class.deduct]
2032   //    --  If C is not defined or does not declare any constructors, an
2033   //    additional function template derived as above from a hypothetical
2034   //    constructor C().
2035   if (!AddedAny)
2036     Transform.buildSimpleDeductionGuide(None);
2037
2038   //    -- An additional function template derived as above from a hypothetical
2039   //    constructor C(C), called the copy deduction candidate.
2040   cast<CXXDeductionGuideDecl>(
2041       cast<FunctionTemplateDecl>(
2042           Transform.buildSimpleDeductionGuide(Transform.DeducedType))
2043           ->getTemplatedDecl())
2044       ->setIsCopyDeductionCandidate();
2045 }
2046
2047 /// Diagnose the presence of a default template argument on a
2048 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
2049 ///
2050 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
2051 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
2052                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
2053                                             SourceLocation ParamLoc,
2054                                             SourceRange DefArgRange) {
2055   switch (TPC) {
2056   case Sema::TPC_ClassTemplate:
2057   case Sema::TPC_VarTemplate:
2058   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
2059     return false;
2060
2061   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
2062   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
2063     // C++ [temp.param]p9:
2064     //   A default template-argument shall not be specified in a
2065     //   function template declaration or a function template
2066     //   definition [...]
2067     //   If a friend function template declaration specifies a default
2068     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
2069     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
2070     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
2071     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
2072          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
2073            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
2074       << DefArgRange;
2075     return false;
2076
2077   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
2078     // C++0x [temp.param]p9:
2079     //   A default template-argument shall not be specified in the
2080     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
2081     //   class template that appears outside of the member's class.
2082     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
2083       << DefArgRange;
2084     return true;
2085
2086   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
2087   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
2088     // C++ [temp.param]p9:
2089     //   A default template-argument shall not be specified in a
2090     //   friend template declaration.
2091     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
2092       << DefArgRange;
2093     return true;
2094
2095     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
2096     // for friend function templates if there is only a single
2097     // declaration (and it is a definition). Strange!
2098   }
2099
2100   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
2101 }
2102
2103 /// Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
2104 /// of a template template parameter, recursively.
2105 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
2106                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
2107   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
2108   // expansion.
2109   if (TTP->isParameterPack())
2110     return false;
2111
2112   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
2113   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
2114     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
2115     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
2116       if (!NTTP->isParameterPack() &&
2117           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
2118                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
2119                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
2120         return true;
2121
2122       continue;
2123     }
2124
2125     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
2126                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
2127       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
2128         return true;
2129   }
2130
2131   return false;
2132 }
2133
2134 /// Checks the validity of a template parameter list, possibly
2135 /// considering the template parameter list from a previous
2136 /// declaration.
2137 ///
2138 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
2139 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
2140 /// template parameter list.
2141 ///
2142 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
2143 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
2144 /// default arguments that are carried through from the previous
2145 /// template parameter list.
2146 ///
2147 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
2148 /// previous declaration of the same template. Default template
2149 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
2150 /// the new template parameter list.
2151 ///
2152 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
2153 /// template parameter list.
2154 ///
2155 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
2156 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
2157                                       TemplateParameterList *OldParams,
2158                                       TemplateParamListContext TPC) {
2159   bool Invalid = false;
2160
2161   // C++ [temp.param]p10:
2162   //   The set of default template-arguments available for use with a
2163   //   template declaration or definition is obtained by merging the
2164   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
2165   //   declarations in scope in the same way default function
2166   //   arguments are (8.3.6).
2167   bool SawDefaultArgument = false;
2168   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
2169
2170   // Dummy initialization to avoid warnings.
2171   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
2172   if (OldParams)
2173     OldParam = OldParams->begin();
2174
2175   bool RemoveDefaultArguments = false;
2176   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2177                                     NewParamEnd = NewParams->end();
2178        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2179     // Variables used to diagnose redundant default arguments
2180     bool RedundantDefaultArg = false;
2181     SourceLocation OldDefaultLoc;
2182     SourceLocation NewDefaultLoc;
2183
2184     // Variable used to diagnose missing default arguments
2185     bool MissingDefaultArg = false;
2186
2187     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
2188     bool SawParameterPack = false;
2189
2190     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
2191           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
2192       // Check the presence of a default argument here.
2193       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2194           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2195                                           NewTypeParm->getLocation(),
2196                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
2197                                                        .getSourceRange()))
2198         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
2199
2200       // Merge default arguments for template type parameters.
2201       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
2202           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2203       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
2204         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2205                "Parameter packs can't have a default argument!");
2206         SawParameterPack = true;
2207       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
2208                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2209         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2210         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2211         SawDefaultArgument = true;
2212         RedundantDefaultArg = true;
2213         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2214       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2215         // Merge the default argument from the old declaration to the
2216         // new declaration.
2217         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
2218         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2219       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2220         SawDefaultArgument = true;
2221         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2222       } else if (SawDefaultArgument)
2223         MissingDefaultArg = true;
2224     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
2225                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
2226       // Check for unexpanded parameter packs.
2227       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
2228           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
2229                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
2230                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
2231         Invalid = true;
2232         continue;
2233       }
2234
2235       // Check the presence of a default argument here.
2236       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2237           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2238                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
2239                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
2240         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
2241       }
2242
2243       // Merge default arguments for non-type template parameters
2244       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
2245         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2246       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
2247         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2248                "Parameter packs can't have a default argument!");
2249         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
2250           SawParameterPack = true;
2251       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
2252                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2253         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2254         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2255         SawDefaultArgument = true;
2256         RedundantDefaultArg = true;
2257         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2258       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2259         // Merge the default argument from the old declaration to the
2260         // new declaration.
2261         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
2262         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2263       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2264         SawDefaultArgument = true;
2265         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2266       } else if (SawDefaultArgument)
2267         MissingDefaultArg = true;
2268     } else {
2269       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
2270         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
2271
2272       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
2273       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
2274         Invalid = true;
2275         continue;
2276       }
2277
2278       // Check the presence of a default argument here.
2279       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2280           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2281                                           NewTemplateParm->getLocation(),
2282                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
2283         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
2284
2285       // Merge default arguments for template template parameters
2286       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
2287         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2288       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
2289         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2290                "Parameter packs can't have a default argument!");
2291         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
2292           SawParameterPack = true;
2293       } else if (OldTemplateParm &&
2294                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
2295                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2296         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2297         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2298         SawDefaultArgument = true;
2299         RedundantDefaultArg = true;
2300         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2301       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2302         // Merge the default argument from the old declaration to the
2303         // new declaration.
2304         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
2305         PreviousDefaultArgLoc
2306           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2307       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2308         SawDefaultArgument = true;
2309         PreviousDefaultArgLoc
2310           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2311       } else if (SawDefaultArgument)
2312         MissingDefaultArg = true;
2313     }
2314
2315     // C++11 [temp.param]p11:
2316     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
2317     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
2318     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
2319         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
2320          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
2321       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2322            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
2323       Invalid = true;
2324     }
2325
2326     if (RedundantDefaultArg) {
2327       // C++ [temp.param]p12:
2328       //   A template-parameter shall not be given default arguments
2329       //   by two different declarations in the same scope.
2330       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
2331       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2332       Invalid = true;
2333     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
2334       // C++ [temp.param]p11:
2335       //   If a template-parameter of a class template has a default
2336       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
2337       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
2338       //   pack.
2339       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2340            diag::err_template_param_default_arg_missing);
2341       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2342       Invalid = true;
2343       RemoveDefaultArguments = true;
2344     }
2345
2346     // If we have an old template parameter list that we're merging
2347     // in, move on to the next parameter.
2348     if (OldParams)
2349       ++OldParam;
2350   }
2351
2352   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
2353   // all of the default arguments.
2354   if (RemoveDefaultArguments) {
2355     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2356                                       NewParamEnd = NewParams->end();
2357          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2358       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
2359         TTP->removeDefaultArgument();
2360       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2361                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
2362         NTTP->removeDefaultArgument();
2363       else
2364         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
2365     }
2366   }
2367
2368   return Invalid;
2369 }
2370
2371 namespace {
2372
2373 /// A class which looks for a use of a certain level of template
2374 /// parameter.
2375 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
2376   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
2377
2378   unsigned Depth;
2379
2380   // Whether we're looking for a use of a template parameter that makes the
2381   // overall construct type-dependent / a dependent type. This is strictly
2382   // best-effort for now; we may fail to match at all for a dependent type
2383   // in some cases if this is set.
2384   bool IgnoreNonTypeDependent;
2385
2386   bool Match;
2387   SourceLocation MatchLoc;
2388
2389   DependencyChecker(unsigned Depth, bool IgnoreNonTypeDependent)
2390       : Depth(Depth), IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent),
2391         Match(false) {}
2392
2393   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params, bool IgnoreNonTypeDependent)
2394       : IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent), Match(false) {
2395     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
2396     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
2397       Depth = PD->getDepth();
2398     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2399                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
2400       Depth = PD->getDepth();
2401     } else {
2402       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
2403     }
2404   }
2405
2406   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
2407     if (ParmDepth >= Depth) {
2408       Match = true;
2409       MatchLoc = Loc;
2410       return true;
2411     }
2412     return false;
2413   }
2414
2415   bool TraverseStmt(Stmt *S, DataRecursionQueue *Q = nullptr) {
2416     // Prune out non-type-dependent expressions if requested. This can
2417     // sometimes result in us failing to find a template parameter reference
2418     // (if a value-dependent expression creates a dependent type), but this
2419     // mode is best-effort only.
2420     if (auto *E = dyn_cast_or_null<Expr>(S))
2421       if (IgnoreNonTypeDependent && !E->isTypeDependent())
2422         return true;
2423     return super::TraverseStmt(S, Q);
2424   }
2425
2426   bool TraverseTypeLoc(TypeLoc TL) {
2427     if (IgnoreNonTypeDependent && !TL.isNull() &&
2428         !TL.getType()->isDependentType())
2429       return true;
2430     return super::TraverseTypeLoc(TL);
2431   }
2432
2433   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
2434     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
2435   }
2436
2437   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
2438     // For a best-effort search, keep looking until we find a location.
2439     return IgnoreNonTypeDependent || !Matches(T->getDepth());
2440   }
2441
2442   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
2443     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
2444           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
2445       if (Matches(PD->getDepth()))
2446         return false;
2447     return super::TraverseTemplateName(N);
2448   }
2449
2450   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
2451     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2452           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
2453       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
2454         return false;
2455     return super::VisitDeclRefExpr(E);
2456   }
2457
2458   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
2459     return TraverseType(T->getReplacementType());
2460   }
2461
2462   bool
2463   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
2464     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
2465   }
2466
2467   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
2468     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
2469   }
2470 };
2471 } // end anonymous namespace
2472
2473 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
2474 /// list.
2475 static bool
2476 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
2477   DependencyChecker Checker(Params, /*IgnoreNonTypeDependent*/false);
2478   Checker.TraverseType(T);
2479   return Checker.Match;
2480 }
2481
2482 // Find the source range corresponding to the named type in the given
2483 // nested-name-specifier, if any.
2484 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
2485                                                        QualType T,
2486                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
2487   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
2488   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
2489     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
2490       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
2491         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
2492     } else
2493       break;
2494
2495     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
2496   }
2497
2498   return SourceRange();
2499 }
2500
2501 /// Match the given template parameter lists to the given scope
2502 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
2503 /// name.
2504 ///
2505 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
2506 /// specifier or a template parameter list.
2507 ///
2508 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
2509 ///
2510 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
2511 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
2512 /// being declared.
2513 ///
2514 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
2515 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
2516 ///
2517 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
2518 /// innermost template parameter lists.
2519 ///
2520 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
2521 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
2522 /// declarations.
2523 ///
2524 /// \param IsMemberSpecialization will be set true if the scope specifier
2525 /// denotes a fully-specialized type, and therefore this is a declaration of
2526 /// a member specialization.
2527 ///
2528 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
2529 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
2530 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
2531 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
2532 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
2533 /// itself a template).
2534 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
2535     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
2536     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
2537     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
2538     bool &IsMemberSpecialization, bool &Invalid) {
2539   IsMemberSpecialization = false;
2540   Invalid = false;
2541
2542   // The sequence of nested types to which we will match up the template
2543   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
2544   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
2545   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
2546   QualType T;
2547   if (SS.getScopeRep()) {
2548     if (CXXRecordDecl *Record
2549               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
2550       T = Context.getTypeDeclType(Record);
2551     else
2552       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
2553   }
2554
2555   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
2556   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
2557   // explicit specialization.
2558   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
2559
2560   while (!T.isNull()) {
2561     NestedTypes.push_back(T);
2562
2563     // Retrieve the parent of a record type.
2564     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2565       // If this type is an explicit specialization, we're done.
2566       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2567           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2568         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
2569             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
2570           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
2571           break;
2572         }
2573       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2574                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
2575         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
2576         break;
2577       }
2578
2579       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
2580         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2581       else
2582         T = QualType();
2583       continue;
2584     }
2585
2586     if (const TemplateSpecializationType *TST
2587                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2588       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2589         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
2590           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2591         else
2592           T = QualType();
2593         continue;
2594       }
2595     }
2596
2597     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
2598     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
2599                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2600       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
2601         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2602       else
2603         T = QualType();
2604       continue;
2605     }
2606
2607     // Look one step prior in a dependent name type.
2608     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
2609       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
2610         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2611       else
2612         T = QualType();
2613       continue;
2614     }
2615
2616     // Retrieve the parent of an enumeration type.
2617     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
2618       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
2619       // check here.
2620       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
2621
2622       // Get to the parent type.
2623       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
2624         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2625       else
2626         T = QualType();
2627       continue;
2628     }
2629
2630     T = QualType();
2631   }
2632   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
2633   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
2634   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
2635
2636   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
2637   //   A member or a member template may be nested within many
2638   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
2639   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
2640   //   template<> for each enclosing class template that is
2641   //   explicitly specialized.
2642   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
2643
2644   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
2645     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
2646       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
2647         << !Recovery << Range;
2648       Invalid = true;
2649       IsMemberSpecialization = false;
2650       return true;
2651     }
2652
2653     return false;
2654   };
2655
2656   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
2657     // Check that we can have an explicit specialization here.
2658     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
2659       return true;
2660
2661     // We don't have a template header, but we should.
2662     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
2663     if (!ParamLists.empty())
2664       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
2665     else
2666       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
2667
2668     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
2669       << Range
2670       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
2671     return false;
2672   };
2673
2674   unsigned ParamIdx = 0;
2675   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
2676        ++TypeIdx) {
2677     T = NestedTypes[TypeIdx];
2678
2679     // Whether we expect a 'template<>' header.
2680     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
2681
2682     // Whether we expect a template header with parameters.
2683     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2684
2685     // For a dependent type, the set of template parameters that we
2686     // expect to see.
2687     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
2688
2689     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
2690     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
2691     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
2692     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
2693     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
2694     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2695       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
2696             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
2697         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
2698         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2699       } else if (Record->isDependentType()) {
2700         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
2701           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
2702                                                       ->getTemplateParameters();
2703           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2704         }
2705       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2706                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2707         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
2708         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
2709         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
2710         //   the template<> syntax.
2711         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
2712           NeedEmptyTemplateHeader = true;
2713         else
2714           continue;
2715       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
2716         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2717                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
2718             TypeIdx == NumTypes - 1)
2719           IsMemberSpecialization = true;
2720
2721         continue;
2722       }
2723     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
2724                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2725       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2726         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
2727         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2728       }
2729     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2730       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
2731       // against the corresponding template parameter list.
2732       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2733     }
2734
2735     // C++ [temp.expl.spec]p16:
2736     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2737     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2738     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2739     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2740     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2741     //   are not explicitly specialized as well.
2742     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2743       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
2744         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2745                                         false))
2746           return nullptr;
2747       } else
2748         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
2749     }
2750
2751     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
2752       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
2753       // here, then it's a member specialization.
2754       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
2755         IsMemberSpecialization = true;
2756
2757       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2758         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
2759           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
2760           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2761                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
2762             << T
2763             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
2764                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
2765             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2766           Invalid = true;
2767           return nullptr;
2768         }
2769
2770         // Consume this template header.
2771         ++ParamIdx;
2772         continue;
2773       }
2774
2775       if (!IsFriend)
2776         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
2777                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
2778           return nullptr;
2779
2780       continue;
2781     }
2782
2783     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
2784       // In friend declarations we can have template-ids which don't
2785       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
2786       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
2787       // template-id.
2788       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
2789         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
2790             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
2791           ExpectedTemplateParams = nullptr;
2792         else
2793           continue;
2794       }
2795
2796       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2797         // Check the template parameter list, if we can.
2798         if (ExpectedTemplateParams &&
2799             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
2800                                             ExpectedTemplateParams,
2801                                             true, TPL_TemplateMatch))
2802           Invalid = true;
2803
2804         if (!Invalid &&
2805             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
2806                                        TPC_ClassTemplateMember))
2807           Invalid = true;
2808
2809         ++ParamIdx;
2810         continue;
2811       }
2812
2813       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
2814         << T
2815         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2816       Invalid = true;
2817       continue;
2818     }
2819   }
2820
2821   // If there were at least as many template-ids as there were template
2822   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
2823   // the declaration itself.
2824   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
2825     if (TemplateId && !IsFriend) {
2826       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
2827       // should.
2828       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
2829                                                         TemplateId->RAngleLoc));
2830
2831       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
2832       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
2833                                            SourceLocation(), None,
2834                                            SourceLocation(), nullptr);
2835     }
2836
2837     return nullptr;
2838   }
2839
2840   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
2841   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
2842     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
2843     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
2844     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
2845       if (ParamLists[I]->size() == 0)
2846         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
2847       else
2848         AllExplicitSpecHeaders = false;
2849     }
2850
2851     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2852          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
2853                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
2854         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2855                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
2856
2857     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
2858     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
2859     // specialization occurred.
2860     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
2861       Diag(ExplicitSpecLoc,
2862            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
2863         << NestedTypes.back();
2864
2865     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
2866     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
2867     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
2868     if (!AllExplicitSpecHeaders)
2869       Invalid = true;
2870   }
2871
2872   // C++ [temp.expl.spec]p16:
2873   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2874   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2875   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2876   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2877   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2878   //   are not explicitly specialized as well.
2879   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
2880       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2881                                   false))
2882     return nullptr;
2883
2884   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
2885   // entity being declared.
2886   return ParamLists.back();
2887 }
2888
2889 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
2890   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2891     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2892         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2893                 ? 0
2894                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2895                       ? 1
2896                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2897                             ? 2
2898                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2899         << Template->getDeclName();
2900     return;
2901   }
2902
2903   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2904     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
2905                                           IEnd = OST->end();
2906          I != IEnd; ++I)
2907       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2908         << 0 << (*I)->getDeclName();
2909
2910     return;
2911   }
2912 }
2913
2914 static QualType
2915 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2916                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2917                            SourceLocation TemplateLoc,
2918                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2919   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2920   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2921   case BTK__make_integer_seq: {
2922     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2923     // S<T, 0, ..., N-1>.
2924
2925     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2926     //   T shall be an integer type.
2927     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2928       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2929                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2930       return QualType();
2931     }
2932
2933     // C++14 [inteseq.make]p1:
2934     //   If N is negative the program is ill-formed.
2935     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2936     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2937     if (NumArgs < 0) {
2938       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2939                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2940       return QualType();
2941     }
2942
2943     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2944     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2945     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2946     // synthetic template argument list.
2947     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2948     // Expand N into 0 ... N-1.
2949     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2950          I < NumArgs; ++I) {
2951       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2952       SyntheticTemplateArgs.addArgument(SemaRef.getTrivialTemplateArgumentLoc(
2953           TA, ArgTy, TemplateArgs[2].getLocation()));
2954     }
2955     // The first template argument will be reused as the template decl that
2956     // our synthetic template arguments will be applied to.
2957     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2958                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2959   }
2960
2961   case BTK__type_pack_element:
2962     // Specializations of
2963     //    __type_pack_element<Index, T_1, ..., T_N>
2964     // are treated like T_Index.
2965     assert(Converted.size() == 2 &&
2966       "__type_pack_element should be given an index and a parameter pack");
2967
2968     // If the Index is out of bounds, the program is ill-formed.
2969     TemplateArgument IndexArg = Converted[0], Ts = Converted[1];
2970     llvm::APSInt Index = IndexArg.getAsIntegral();
2971     assert(Index >= 0 && "the index used with __type_pack_element should be of "
2972                          "type std::size_t, and hence be non-negative");
2973     if (Index >= Ts.pack_size()) {
2974       SemaRef.Diag(TemplateArgs[0].getLocation(),
2975                    diag::err_type_pack_element_out_of_bounds);
2976       return QualType();
2977     }
2978
2979     // We simply return the type at index `Index`.
2980     auto Nth = std::next(Ts.pack_begin(), Index.getExtValue());
2981     return Nth->getAsType();
2982   }
2983   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2984 }
2985
2986 /// Determine whether this alias template is "enable_if_t".
2987 static bool isEnableIfAliasTemplate(TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate) {
2988   return AliasTemplate->getName().equals("enable_if_t");
2989 }
2990
2991 /// Collect all of the separable terms in the given condition, which
2992 /// might be a conjunction.
2993 ///
2994 /// FIXME: The right answer is to convert the logical expression into
2995 /// disjunctive normal form, so we can find the first failed term
2996 /// within each possible clause.
2997 static void collectConjunctionTerms(Expr *Clause,
2998                                     SmallVectorImpl<Expr *> &Terms) {
2999   if (auto BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Clause->IgnoreParenImpCasts())) {
3000     if (BinOp->getOpcode() == BO_LAnd) {
3001       collectConjunctionTerms(BinOp->getLHS(), Terms);
3002       collectConjunctionTerms(BinOp->getRHS(), Terms);
3003     }
3004
3005     return;
3006   }
3007
3008   Terms.push_back(Clause);
3009 }
3010
3011 // The ranges-v3 library uses an odd pattern of a top-level "||" with
3012 // a left-hand side that is value-dependent but never true. Identify
3013 // the idiom and ignore that term.
3014 static Expr *lookThroughRangesV3Condition(Preprocessor &PP, Expr *Cond) {
3015   // Top-level '||'.
3016   auto *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond->IgnoreParenImpCasts());
3017   if (!BinOp) return Cond;
3018
3019   if (BinOp->getOpcode() != BO_LOr) return Cond;
3020
3021   // With an inner '==' that has a literal on the right-hand side.
3022   Expr *LHS = BinOp->getLHS();
3023   auto *InnerBinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->IgnoreParenImpCasts());
3024   if (!InnerBinOp) return Cond;
3025
3026   if (InnerBinOp->getOpcode() != BO_EQ ||
3027       !isa<IntegerLiteral>(InnerBinOp->getRHS()))
3028     return Cond;
3029
3030   // If the inner binary operation came from a macro expansion named
3031   // CONCEPT_REQUIRES or CONCEPT_REQUIRES_, return the right-hand side
3032   // of the '||', which is the real, user-provided condition.
3033   SourceLocation Loc = InnerBinOp->getExprLoc();
3034   if (!Loc.isMacroID()) return Cond;
3035
3036   StringRef MacroName = PP.getImmediateMacroName(Loc);
3037   if (MacroName == "CONCEPT_REQUIRES" || MacroName == "CONCEPT_REQUIRES_")
3038     return BinOp->getRHS();
3039
3040   return Cond;
3041 }
3042
3043 std::pair<Expr *, std::string>
3044 Sema::findFailedBooleanCondition(Expr *Cond, bool AllowTopLevelCond) {
3045   Cond = lookThroughRangesV3Condition(PP, Cond);
3046
3047   // Separate out all of the terms in a conjunction.
3048   SmallVector<Expr *, 4> Terms;
3049   collectConjunctionTerms(Cond, Terms);
3050
3051   // Determine which term failed.
3052   Expr *FailedCond = nullptr;
3053   for (Expr *Term : Terms) {
3054     Expr *TermAsWritten = Term->IgnoreParenImpCasts();
3055
3056     // Literals are uninteresting.
3057     if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(TermAsWritten) ||
3058         isa<IntegerLiteral>(TermAsWritten))
3059       continue;
3060
3061     // The initialization of the parameter from the argument is
3062     // a constant-evaluated context.
3063     EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
3064       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
3065
3066     bool Succeeded;
3067     if (Term->EvaluateAsBooleanCondition(Succeeded, Context) &&
3068         !Succeeded) {
3069       FailedCond = TermAsWritten;
3070       break;
3071     }
3072   }
3073
3074   if (!FailedCond) {
3075     if (!AllowTopLevelCond)
3076       return { nullptr, "" };
3077
3078     FailedCond = Cond->IgnoreParenImpCasts();
3079   }
3080
3081   std::string Description;
3082   {
3083     llvm::raw_string_ostream Out(Description);
3084     FailedCond->printPretty(Out, nullptr, getPrintingPolicy());
3085   }
3086   return { FailedCond, Description };
3087 }
3088
3089 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
3090                                    SourceLocation TemplateLoc,
3091                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3092   DependentTemplateName *DTN
3093     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
3094   if (DTN && DTN->isIdentifier())
3095     // When building a template-id where the template-name is dependent,
3096     // assume the template is a type template. Either our assumption is
3097     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
3098     // dependent name is substituted.
3099     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3100                                                           DTN->getQualifier(),
3101                                                           DTN->getIdentifier(),
3102                                                           TemplateArgs);
3103
3104   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
3105   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
3106       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
3107     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
3108     // build a template specialization type for it.
3109     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
3110       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
3111
3112     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
3113       << Name;
3114     NoteAllFoundTemplates(Name);
3115     return QualType();
3116   }
3117
3118   // Check that the template argument list is well-formed for this
3119   // template.
3120   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3121   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
3122                                 false, Converted))
3123     return QualType();
3124
3125   QualType CanonType;
3126
3127   bool InstantiationDependent = false;
3128   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
3129           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
3130     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
3131     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
3132     if (Pattern->isInvalidDecl())
3133       return QualType();
3134
3135     TemplateArgumentList StackTemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3136                                            Converted);
3137
3138     // Only substitute for the innermost template argument list.
3139     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3140     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&StackTemplateArgs);
3141     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
3142     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
3143       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3144
3145     LocalInstantiationScope Scope(*this);
3146     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
3147     if (Inst.isInvalid())
3148       return QualType();
3149
3150     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
3151                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
3152                           AliasTemplate->getDeclName());
3153     if (CanonType.isNull()) {
3154       // If this was enable_if and we failed to find the nested type
3155       // within enable_if in a SFINAE context, dig out the specific
3156       // enable_if condition that failed and present that instead.
3157       if (isEnableIfAliasTemplate(AliasTemplate)) {
3158         if (auto DeductionInfo = isSFINAEContext()) {
3159           if (*DeductionInfo &&
3160               (*DeductionInfo)->hasSFINAEDiagnostic() &&
3161               (*DeductionInfo)->peekSFINAEDiagnostic().second.getDiagID() ==
3162                 diag::err_typename_nested_not_found_enable_if &&
3163               TemplateArgs[0].getArgument().getKind()
3164                 == TemplateArgument::Expression) {
3165             Expr *FailedCond;
3166             std::string FailedDescription;
3167             std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
3168               findFailedBooleanCondition(
3169                 TemplateArgs[0].getSourceExpression(),
3170                 /*AllowTopLevelCond=*/true);
3171
3172             // Remove the old SFINAE diagnostic.
3173             PartialDiagnosticAt OldDiag =
3174               {SourceLocation(), PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3175             (*DeductionInfo)->takeSFINAEDiagnostic(OldDiag);
3176
3177             // Add a new SFINAE diagnostic specifying which condition
3178             // failed.
3179             (*DeductionInfo)->addSFINAEDiagnostic(
3180               OldDiag.first,
3181               PDiag(diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
3182                 << FailedDescription
3183                 << FailedCond->getSourceRange());
3184           }
3185         }
3186       }
3187
3188       return QualType();
3189     }
3190   } else if (Name.isDependent() ||
3191              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3192                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3193     // This class template specialization is a dependent
3194     // type. Therefore, its canonical type is another class template
3195     // specialization type that contains all of the converted
3196     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
3197     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
3198     //
3199     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
3200     CanonType = Context.getCanonicalTemplateSpecializationType(Name, Converted);
3201
3202     // This might work out to be a current instantiation, in which
3203     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
3204     //
3205     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
3206     // changes to CurContext don't change the set of current
3207     // instantiations.
3208     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3209       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
3210         // If we get out to a namespace, we're done.
3211         if (Ctx->isFileContext()) break;
3212
3213         // If this isn't a record, keep looking.
3214         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
3215         if (!Record) continue;
3216
3217         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
3218         // and check whether it's the same template.
3219         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
3220             !Record->getDescribedClassTemplate())
3221           continue;
3222
3223         // Fetch the injected class name type and check whether its
3224         // injected type is equal to the type we just built.
3225         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
3226         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
3227           ->getInjectedSpecializationType();
3228
3229         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
3230           continue;
3231
3232         // If so, the canonical type of this TST is the injected
3233         // class name type of the record we just found.
3234         assert(ICNT.isCanonical());
3235         CanonType = ICNT;
3236         break;
3237       }
3238     }
3239   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
3240                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3241     // Find the class template specialization declaration that
3242     // corresponds to these arguments.
3243     void *InsertPos = nullptr;
3244     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
3245       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3246     if (!Decl) {
3247       // This is the first time we have referenced this class template
3248       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3249       // the set of specializations.
3250       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
3251                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
3252                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
3253                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
3254                                                 ClassTemplate->getLocation(),
3255                                                      ClassTemplate,
3256                                                      Converted, nullptr);
3257       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
3258       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
3259         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
3260     }
3261
3262     if (Decl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3263       MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3264       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(Converted);
3265       InstantiateAttrsForDecl(TemplateArgLists, ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
3266                               Decl);
3267     }
3268
3269     // Diagnose uses of this specialization.
3270     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
3271
3272     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
3273     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
3274            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
3275   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
3276     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
3277                                            TemplateArgs);
3278   }
3279
3280   // Build the fully-sugared type for this class template
3281   // specialization, which refers back to the class template
3282   // specialization we created or found.
3283   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
3284 }
3285
3286 TypeResult
3287 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
3288                           TemplateTy TemplateD, IdentifierInfo *TemplateII,
3289                           SourceLocation TemplateIILoc,
3290                           SourceLocation LAngleLoc,
3291                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3292                           SourceLocation RAngleLoc,
3293                           bool IsCtorOrDtorName, bool IsClassName) {
3294   if (SS.isInvalid())
3295     return true;
3296
3297   if (!IsCtorOrDtorName && !IsClassName && SS.isSet()) {
3298     DeclContext *LookupCtx = computeDeclContext(SS, /*EnteringContext*/false);
3299
3300     // C++ [temp.res]p3:
3301     //   A qualified-id that refers to a type and in which the
3302     //   nested-name-specifier depends on a template-parameter (14.6.2)
3303     //   shall be prefixed by the keyword typename to indicate that the
3304     //   qualified-id denotes a type, forming an
3305     //   elaborated-type-specifier (7.1.5.3).
3306     if (!LookupCtx && isDependentScopeSpecifier(SS)) {
3307       Diag(SS.getBeginLoc(), diag::err_typename_missing_template)
3308         << SS.getScopeRep() << TemplateII->getName();
3309       // Recover as if 'typename' were specified.
3310       // FIXME: This is not quite correct recovery as we don't transform SS
3311       // into the corresponding dependent form (and we don't diagnose missing
3312       // 'template' keywords within SS as a result).
3313       return ActOnTypenameType(nullptr, SourceLocation(), SS, TemplateKWLoc,
3314                                TemplateD, TemplateII, TemplateIILoc, LAngleLoc,
3315                                TemplateArgsIn, RAngleLoc);
3316     }
3317
3318     // Per C++ [class.qual]p2, if the template-id was an injected-class-name,
3319     // it's not actually allowed to be used as a type in most cases. Because
3320     // we annotate it before we know whether it's valid, we have to check for
3321     // this case here.
3322     auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3323     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
3324       Diag(TemplateIILoc,
3325            TemplateKWLoc.isInvalid()
3326                ? diag::err_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor
3327                : diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3328         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3329         << 1 /*if any keyword was present, it was 'template'*/;
3330     }
3331   }
3332
3333   TemplateName Template = TemplateD.get();
3334
3335   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3336   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3337   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3338
3339   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3340     QualType T
3341       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3342                                                        DTN->getQualifier(),
3343                                                        DTN->getIdentifier(),
3344                                                        TemplateArgs);
3345     // Build type-source information.
3346     TypeLocBuilder TLB;
3347     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3348       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3349     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3350     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3351     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3352     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3353     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3354     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3355     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3356       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3357     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3358   }
3359
3360   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
3361   if (Result.isNull())
3362     return true;
3363
3364   // Build type-source information.
3365   TypeLocBuilder TLB;
3366   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3367     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3368   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3369   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3370   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3371   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3372   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3373     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3374
3375   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
3376   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
3377   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
3378   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
3379     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
3380     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
3381     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3382     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3383     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3384   }
3385
3386   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3387 }
3388
3389 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
3390                                         TypeSpecifierType TagSpec,
3391                                         SourceLocation TagLoc,
3392                                         CXXScopeSpec &SS,
3393                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
3394                                         TemplateTy TemplateD,
3395                                         SourceLocation TemplateLoc,
3396                                         SourceLocation LAngleLoc,
3397                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3398                                         SourceLocation RAngleLoc) {
3399   TemplateName Template = TemplateD.get();
3400
3401   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3402   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3403   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3404
3405   // Determine the tag kind
3406   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
3407   ElaboratedTypeKeyword Keyword
3408     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
3409
3410   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3411     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
3412                                                           DTN->getQualifier(),
3413                                                           DTN->getIdentifier(),
3414                                                                 TemplateArgs);
3415
3416     // Build type-source information.
3417     TypeLocBuilder TLB;
3418     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3419       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3420     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3421     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3422     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3423     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3424     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3425     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3426     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3427       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3428     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3429   }
3430
3431   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
3432         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
3433     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
3434     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
3435     //   resolves to an alias template specialization, the
3436     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
3437     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag)
3438         << TAT << NTK_TypeAliasTemplate << TagKind;
3439     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
3440   }
3441
3442   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
3443   if (Result.isNull())
3444     return TypeResult(true);
3445
3446   // Check the tag kind
3447   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
3448     RecordDecl *D = RT->getDecl();
3449
3450     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
3451     assert(Id && "templated class must have an identifier");
3452
3453     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
3454                                       TagLoc, Id)) {
3455       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
3456         << Result
3457         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
3458       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
3459     }
3460   }
3461
3462   // Provide source-location information for the template specialization.
3463   TypeLocBuilder TLB;
3464   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3465     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3466   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3467   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3468   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3469   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3470   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3471     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3472
3473   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
3474   // and tag keyword.
3475   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
3476   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3477   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3478   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3479   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3480 }
3481
3482 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
3483                                              NamedDecl *PrevDecl,
3484                                              SourceLocation Loc,
3485                                              bool IsPartialSpecialization);
3486
3487 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
3488
3489 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
3490     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
3491   switch (Arg.getKind()) {
3492   case TemplateArgument::Null:
3493   case TemplateArgument::NullPtr:
3494   case TemplateArgument::Integral:
3495   case TemplateArgument::Declaration:
3496   case TemplateArgument::Pack:
3497   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3498     return false;
3499
3500   case TemplateArgument::Type: {
3501     QualType Type = Arg.getAsType();
3502     const TemplateTypeParmType *TPT =
3503         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
3504     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
3505            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
3506   }
3507
3508   case TemplateArgument::Expression: {
3509     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
3510     if (!DRE || !DRE->getDecl())
3511       return false;
3512     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
3513         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
3514     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
3515   }
3516
3517   case TemplateArgument::Template:
3518     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
3519         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3520             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
3521     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
3522   }
3523   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
3524 }
3525
3526 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
3527                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
3528   if (Params->size() != Args.size())
3529     return false;
3530
3531   unsigned Depth = Params->getDepth();
3532
3533   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
3534     TemplateArgument Arg = Args[I];
3535
3536     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
3537     // whose only element is a pack expansion.
3538     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
3539       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
3540           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
3541         return false;
3542       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
3543     }
3544
3545     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
3546       return false;
3547   }
3548
3549   return true;
3550 }
3551
3552 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
3553 static TemplateArgumentListInfo
3554 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
3555   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
3556                                         TemplateId.RAngleLoc);
3557   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
3558                                      TemplateId.NumArgs);
3559   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
3560   return TemplateArgs;
3561 }
3562
3563 template<typename PartialSpecDecl>
3564 static void checkMoreSpecializedThanPrimary(Sema &S, PartialSpecDecl *Partial) {
3565   if (Partial->getDeclContext()->isDependentContext())
3566     return;
3567
3568   // FIXME: Get the TDK from deduction in order to provide better diagnostics
3569   // for non-substitution-failure issues?
3570   TemplateDeductionInfo Info(Partial->getLocation());
3571   if (S.isMoreSpecializedThanPrimary(Partial, Info))
3572     return;
3573
3574   auto *Template = Partial->getSpecializedTemplate();
3575   S.Diag(Partial->getLocation(),
3576          diag::ext_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3577       << isa<VarTemplateDecl>(Template);
3578
3579   if (Info.hasSFINAEDiagnostic()) {
3580     PartialDiagnosticAt Diag = {SourceLocation(),
3581                                 PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3582     Info.takeSFINAEDiagnostic(Diag);
3583     SmallString<128> SFINAEArgString;
3584     Diag.second.EmitToString(S.getDiagnostics(), SFINAEArgString);
3585     S.Diag(Diag.first,
3586            diag::note_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3587       << SFINAEArgString;
3588   }
3589
3590   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3591 }
3592
3593 static void
3594 noteNonDeducibleParameters(Sema &S, TemplateParameterList *TemplateParams,
3595                            const llvm::SmallBitVector &DeducibleParams) {
3596   for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
3597     if (!DeducibleParams[I]) {
3598       NamedDecl *Param = TemplateParams->getParam(I);
3599       if (Param->getDeclName())
3600         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3601             << Param->getDeclName();
3602       else
3603         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3604             << "(anonymous)";
3605     }
3606   }
3607 }
3608
3609
3610 template<typename PartialSpecDecl>
3611 static void checkTemplatePartialSpecialization(Sema &S,
3612                                                PartialSpecDecl *Partial) {
3613   // C++1z [temp.class.spec]p8: (DR1495)
3614   //   - The specialization shall be more specialized than the primary
3615   //     template (14.5.5.2).
3616   checkMoreSpecializedThanPrimary(S, Partial);
3617
3618   // C++ [temp.class.spec]p8: (DR1315)
3619   //   - Each template-parameter shall appear at least once in the
3620   //     template-id outside a non-deduced context.
3621   // C++1z [temp.class.spec.match]p3 (P0127R2)
3622   //   If the template arguments of a partial specialization cannot be
3623   //   deduced because of the structure of its template-parameter-list
3624   //   and the template-id, the program is ill-formed.
3625   auto *TemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
3626   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3627   S.MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
3628                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
3629
3630   if (!DeducibleParams.all()) {
3631     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3632     S.Diag(Partial->getLocation(), diag::ext_partial_specs_not_deducible)
3633       << isa<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(Partial)
3634       << (NumNonDeducible > 1)
3635       << SourceRange(Partial->getLocation(),
3636                      Partial->getTemplateArgsAsWritten()->RAngleLoc);
3637     noteNonDeducibleParameters(S, TemplateParams, DeducibleParams);
3638   }
3639 }
3640
3641 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3642     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3643   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3644 }
3645
3646 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3647     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3648   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3649 }
3650
3651 void Sema::CheckDeductionGuideTemplate(FunctionTemplateDecl *TD) {
3652   // C++1z [temp.param]p11:
3653   //   A template parameter of a deduction guide template that does not have a
3654   //   default-argument shall be deducible from the parameter-type-list of the
3655   //   deduction guide template.
3656   auto *TemplateParams = TD->getTemplateParameters();
3657   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3658   MarkDeducedTemplateParameters(TD, DeducibleParams);
3659   for (unsigned I = 0; I != TemplateParams->size(); ++I) {
3660     // A parameter pack is deducible (to an empty pack).
3661     auto *Param = TemplateParams->getParam(I);
3662     if (Param->isParameterPack() || hasVisibleDefaultArgument(Param))
3663       DeducibleParams[I] = true;
3664   }
3665
3666   if (!DeducibleParams.all()) {
3667     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3668     Diag(TD->getLocation(), diag::err_deduction_guide_template_not_deducible)
3669       << (NumNonDeducible > 1);
3670     noteNonDeducibleParameters(*this, TemplateParams, DeducibleParams);
3671   }
3672 }
3673
3674 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
3675     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
3676     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
3677     bool IsPartialSpecialization) {
3678   // D must be variable template id.
3679   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId &&
3680          "Variable template specialization is declared with a template it.");
3681
3682   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
3683   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
3684       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
3685   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
3686   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
3687   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
3688
3689   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
3690
3691   // The template-id must name a variable template.
3692   VarTemplateDecl *VarTemplate =
3693       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3694   if (!VarTemplate) {
3695     NamedDecl *FnTemplate;
3696     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
3697       FnTemplate = *OTS->begin();
3698     else
3699       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3700     if (FnTemplate)
3701       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
3702                << FnTemplate->getDeclName();
3703     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
3704              << IsPartialSpecialization;
3705   }
3706
3707   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
3708   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
3709     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
3710                                         UPPC_PartialSpecialization))
3711       return true;
3712
3713   // Check that the template argument list is well-formed for this
3714   // template.
3715   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3716   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
3717                                 false, Converted))
3718     return true;
3719
3720   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
3721   // corresponds to these arguments.
3722   if (IsPartialSpecialization) {
3723     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, VarTemplate,
3724                                                TemplateArgs.size(), Converted))
3725       return true;
3726
3727     // FIXME: Move these checks to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
3728     // also do them during instantiation.
3729     bool InstantiationDependent;
3730     if (!Name.isDependent() &&
3731         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3732             TemplateArgs.arguments(),
3733             InstantiationDependent)) {
3734       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
3735           << VarTemplate->getDeclName();
3736       IsPartialSpecialization = false;
3737     }
3738
3739     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
3740                                 Converted)) {
3741       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
3742       //
3743       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
3744       //      to the implicit argument list of the primary template.
3745       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
3746         << /*variable template*/ 1
3747         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
3748         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
3749       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
3750       // of the primary template.
3751       return true;
3752     }
3753   }
3754
3755   void *InsertPos = nullptr;
3756   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
3757
3758   if (IsPartialSpecialization)
3759     // FIXME: Template parameter list matters too
3760     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3761   else
3762     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3763
3764   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
3765
3766   // Check whether we can declare a variable template specialization in
3767   // the current scope.
3768   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
3769                                        TemplateNameLoc,
3770                                        IsPartialSpecialization))
3771     return true;
3772
3773   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3774     // Since the only prior variable template specialization with these
3775     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
3776     // declaration node as our own, updating its source location and
3777     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
3778     Specialization = PrevDecl;
3779     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
3780     PrevDecl = nullptr;
3781   } else if (IsPartialSpecialization) {
3782     // Create a new class template partial specialization declaration node.
3783     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
3784         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
3785     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
3786         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3787             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
3788             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
3789             Converted, TemplateArgs);
3790
3791     if (!PrevPartial)
3792       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
3793     Specialization = Partial;
3794
3795     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
3796     // template specialization, make a note of that.
3797     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
3798       PrevPartial->setMemberSpecialization();
3799
3800     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
3801   } else {
3802     // Create a new class template specialization declaration node for
3803     // this explicit specialization or friend declaration.
3804     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3805         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
3806         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted);
3807     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
3808
3809     if (!PrevDecl)
3810       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
3811   }
3812
3813   // C++ [temp.expl.spec]p6:
3814   //   If a template, a member template or the member of a class template is
3815   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
3816   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
3817   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
3818   //   use occurs; no diagnostic is required.
3819   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
3820     bool Okay = false;
3821     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
3822       // Is there any previous explicit specialization declaration?
3823       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
3824         Okay = true;
3825         break;
3826       }
3827     }
3828
3829     if (!Okay) {
3830       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
3831       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
3832           << Name << Range;
3833
3834       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
3835            diag::note_instantiation_required_here)
3836           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
3837               TSK_ImplicitInstantiation);
3838       return true;
3839     }
3840   }
3841
3842   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3843   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
3844
3845   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
3846   // be seen when iterating through the list of declarations in that
3847   // context. However, specializations are not found by name lookup.
3848   CurContext->addDecl(Specialization);
3849
3850   // Note that this is an explicit specialization.
3851   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
3852
3853   if (PrevDecl) {
3854     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
3855     // merging with previous declarations.
3856     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
3857                           forRedeclarationInCurContext());
3858     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
3859     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
3860   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
3861              Specialization->isOutOfLine()) {
3862     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
3863   }
3864
3865   // Link instantiations of static data members back to the template from
3866   // which they were instantiated.
3867   if (Specialization->isStaticDataMember())
3868     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
3869         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
3870         Specialization->getSpecializationKind());
3871
3872   return Specialization;
3873 }
3874
3875 namespace {
3876 /// A partial specialization whose template arguments have matched
3877 /// a given template-id.
3878 struct PartialSpecMatchResult {
3879   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
3880   TemplateArgumentList *Args;
3881 };
3882 } // end anonymous namespace
3883
3884 DeclResult
3885 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3886                          SourceLocation TemplateNameLoc,
3887                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3888   assert(Template && "A variable template id without template?");
3889
3890   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
3891   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3892   if (CheckTemplateArgumentList(
3893           Template, TemplateNameLoc,
3894           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
3895           Converted))
3896     return true;
3897
3898   // Find the variable template specialization declaration that
3899   // corresponds to these arguments.
3900   void *InsertPos = nullptr;
3901   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
3902           Converted, InsertPos)) {
3903     checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Spec);
3904     // If we already have a variable template specialization, return it.
3905     return Spec;
3906   }
3907
3908   // This is the first time we have referenced this variable template
3909   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3910   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
3911   // that it represents. That is,
3912   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3913   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
3914                                        Converted);
3915   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
3916   bool AmbiguousPartialSpec = false;
3917   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
3918   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
3919   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
3920   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
3921                                             /*ForTakingAddress=*/false);
3922
3923   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
3924   // specializes, if any.
3925   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
3926   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
3927   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
3928   // specializations yet.
3929   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
3930   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
3931   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
3932   bool InstantiationDependent = false;
3933   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3934           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3935
3936     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
3937     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
3938
3939     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
3940       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
3941       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
3942
3943       if (TemplateDeductionResult Result =
3944               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
3945         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
3946         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
3947         FailedCandidates.addCandidate().set(
3948             DeclAccessPair::make(Template, AS_public), Partial,
3949             MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
3950         (void)Result;
3951       } else {
3952         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
3953         Matched.back().Partial = Partial;
3954         Matched.back().Args = Info.take();
3955       }
3956     }
3957
3958     if (Matched.size() >= 1) {
3959       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
3960       if (Matched.size() == 1) {
3961         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
3962         //      instantiation is generated from that specialization.
3963         // We don't need to do anything for this.
3964       } else {
3965         //   -- If more than one matching specialization is found, the
3966         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
3967         //      whether one of the specializations is more specialized
3968         //      than the others. If none of the specializations is more
3969         //      specialized than all of the other matching
3970         //      specializations, then the use of the variable template is
3971         //      ambiguous and the program is ill-formed.
3972         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
3973                                                    PEnd = Matched.end();
3974              P != PEnd; ++P) {
3975           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
3976                                                       PointOfInstantiation) ==
3977               P->Partial)
3978             Best = P;
3979         }
3980
3981         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
3982         // the others.
3983         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
3984                                                    PEnd = Matched.end();
3985              P != PEnd; ++P) {
3986           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
3987                                P->Partial, Best->Partial,
3988                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
3989             AmbiguousPartialSpec = true;
3990             break;
3991           }
3992         }
3993       }
3994
3995       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
3996       InstantiationPattern = Best->Partial;
3997       InstantiationArgs = Best->Args;
3998     } else {
3999       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
4000       //      from the primary template.
4001       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
4002     }
4003   }
4004
4005   // 2. Create the canonical declaration.
4006   // Note that we do not instantiate a definition until we see an odr-use
4007   // in DoMarkVarDeclReferenced().
4008   // FIXME: LateAttrs et al.?
4009   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
4010       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
4011       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
4012   if (!Decl)
4013     return true;
4014
4015   if (AmbiguousPartialSpec) {
4016     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
4017     Decl->setInvalidDecl();
4018     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
4019         << Decl;
4020
4021     // Print the matching partial specializations.
4022     for (MatchResult P : Matched)
4023       Diag(P.Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
4024           << getTemplateArgumentBindingsText(P.Partial->getTemplateParameters(),
4025                                              *P.Args);
4026     return true;
4027   }
4028
4029   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
4030           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
4031     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
4032
4033   checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Decl);
4034
4035   assert(Decl && "No variable template specialization?");
4036   return Decl;
4037 }
4038
4039 ExprResult
4040 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
4041                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
4042                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4043                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4044
4045   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
4046                                        *TemplateArgs);
4047   if (Decl.isInvalid())
4048     return ExprError();
4049
4050   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
4051   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
4052     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
4053                                        NameInfo.getLoc());
4054
4055   // Build an ordinary singleton decl ref.
4056   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
4057                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
4058 }
4059
4060 void Sema::diagnoseMissingTemplateArguments(TemplateName Name,
4061                                             SourceLocation Loc) {
4062   Diag(Loc, diag::err_template_missing_args)
4063     << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(Name) << Name;
4064   if (TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl()) {
4065     Diag(TD->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4066       << TD->getTemplateParameters()->getSourceRange();
4067   }
4068 }
4069
4070 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
4071                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
4072                                      LookupResult &R,
4073                                      bool RequiresADL,
4074                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4075   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
4076   // template arguments that we have against the template name, if the template
4077   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
4078   // though.
4079   // foo<int> could identify a single function unambiguously
4080   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
4081   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
4082   // i.e., template<class T> void f(double);
4083   //       vs template<class T, class U> void f(U);
4084
4085   // These should be filtered out by our callers.
4086   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
4087   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
4088
4089   // Non-function templates require a template argument list.
4090   if (auto *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>()) {
4091     if (!TemplateArgs && !isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
4092       diagnoseMissingTemplateArguments(TemplateName(TD), R.getNameLoc());
4093       return ExprError();
4094     }
4095   }
4096
4097   auto AnyDependentArguments = [&]() -> bool {
4098     bool InstantiationDependent;
4099     return TemplateArgs &&
4100            TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
4101                *TemplateArgs, InstantiationDependent);
4102   };
4103
4104   // In C++1y, check variable template ids.
4105   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() && !AnyDependentArguments()) {
4106     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
4107                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
4108                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
4109   }
4110
4111   // We don't want lookup warnings at this point.
4112   R.suppressDiagnostics();
4113
4114   UnresolvedLookupExpr *ULE
4115     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
4116                                    SS.getWithLocInContext(Context),
4117                                    TemplateKWLoc,
4118                                    R.getLookupNameInfo(),
4119                                    RequiresADL, TemplateArgs,
4120                                    R.begin(), R.end());
4121
4122   return ULE;
4123 }
4124
4125 // We actually only call this from template instantiation.
4126 ExprResult
4127 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
4128                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
4129                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
4130                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4131
4132   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
4133   DeclContext *DC;
4134   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
4135       DC->isDependentContext() ||
4136       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
4137     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
4138
4139   bool MemberOfUnknownSpecialization;
4140   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4141   if (LookupTemplateName(R, (Scope *)nullptr, SS, QualType(),
4142                          /*Entering*/false, MemberOfUnknownSpecialization,
4143                          TemplateKWLoc))
4144     return ExprError();
4145
4146   if (R.isAmbiguous())
4147     return ExprError();
4148
4149   if (R.empty()) {
4150     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_no_member)
4151       << NameInfo.getName() << DC << SS.getRange();
4152     return ExprError();
4153   }
4154
4155   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
4156     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
4157       << SS.getScopeRep()
4158       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
4159     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
4160     return ExprError();
4161   }
4162
4163   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
4164 }
4165
4166 /// Form a dependent template name.
4167 ///
4168 /// This action forms a dependent template name given the template
4169 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
4170 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
4171 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
4172 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
4173 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
4174                                                   CXXScopeSpec &SS,
4175                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
4176                                                   const UnqualifiedId &Name,
4177                                                   ParsedType ObjectType,
4178                                                   bool EnteringContext,
4179                                                   TemplateTy &Result,
4180                                                   bool AllowInjectedClassName) {
4181   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
4182     Diag(TemplateKWLoc,
4183          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4184            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
4185            diag::ext_template_outside_of_template)
4186       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
4187
4188   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
4189   if (SS.isSet())
4190     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
4191   if (!LookupCtx && ObjectType)
4192     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
4193   if (LookupCtx) {
4194     // C++0x [temp.names]p5:
4195     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
4196     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
4197     //   template may not be applied to non-template members of class
4198     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
4199     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
4200     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
4201     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
4202     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
4203     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
4204     //
4205     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
4206     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
4207     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
4208     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
4209     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
4210     bool MemberOfUnknownSpecialization;
4211     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
4212                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
4213                                           MemberOfUnknownSpecialization);
4214     if (TNK == TNK_Non_template && MemberOfUnknownSpecialization) {
4215       // This is a dependent template. Handle it below.
4216     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
4217       // Do the lookup again to determine if this is a "nothing found" case or
4218       // a "not a template" case. FIXME: Refactor isTemplateName so we don't
4219       // need to do this.
4220       DeclarationNameInfo DNI = GetNameFromUnqualifiedId(Name);
4221       LookupResult R(*this, DNI.getName(), Name.getLocStart(),
4222                      LookupOrdinaryName);
4223       bool MOUS;
4224       if (!LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType.get(), EnteringContext,
4225                               MOUS, TemplateKWLoc))
4226         Diag(Name.getLocStart(), diag::err_no_member)
4227             << DNI.getName() << LookupCtx << SS.getRange();
4228       return TNK_Non_template;
4229     } else {
4230       // We found something; return it.
4231       auto *LookupRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
4232       if (!AllowInjectedClassName && SS.isSet() && LookupRD &&
4233           Name.getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_Identifier &&
4234           Name.Identifier && LookupRD->getIdentifier() == Name.Identifier) {
4235         // C++14 [class.qual]p2:
4236         //   In a lookup in which function names are not ignored and the
4237         //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
4238         //   [...] is the injected-class-name of C, [...] the name is instead
4239         //   considered to name the constructor
4240         //
4241         // We don't get here if naming the constructor would be valid, so we
4242         // just reject immediately and recover by treating the
4243         // injected-class-name as naming the template.
4244         Diag(Name.getLocStart(),
4245              diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
4246           << Name.Identifier << 0 /*injected-class-name used as template name*/
4247           << 1 /*'template' keyword was used*/;
4248       }
4249       return TNK;
4250     }
4251   }
4252
4253   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
4254
4255   switch (Name.getKind()) {
4256   case UnqualifiedIdKind::IK_Identifier:
4257     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4258                                                               Name.Identifier));
4259     return TNK_Dependent_template_name;
4260
4261   case UnqualifiedIdKind::IK_OperatorFunctionId:
4262     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4263                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
4264     return TNK_Function_template;
4265
4266   case UnqualifiedIdKind::IK_LiteralOperatorId:
4267     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
4268
4269   default:
4270     break;
4271   }
4272
4273   Diag(Name.getLocStart(),
4274        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4275     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
4276     << Name.getSourceRange()
4277     << TemplateKWLoc;
4278   return TNK_Non_template;
4279 }
4280
4281 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4282                                      TemplateArgumentLoc &AL,
4283                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4284   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
4285   QualType ArgType;
4286   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
4287
4288   // Check template type parameter.
4289   switch(Arg.getKind()) {
4290   case TemplateArgument::Type:
4291     // C++ [temp.arg.type]p1:
4292     //   A template-argument for a template-parameter which is a
4293     //   type shall be a type-id.
4294     ArgType = Arg.getAsType();
4295     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
4296     break;
4297   case TemplateArgument::Template:
4298   case TemplateArgument::TemplateExpansion: {
4299     // We have a template type parameter but the template argument
4300     // is a template without any arguments.
4301     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4302     TemplateName Name = Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern();
4303     diagnoseMissingTemplateArguments(Name, SR.getEnd());
4304     return true;
4305   }
4306   case TemplateArgument::Expression: {
4307     // We have a template type parameter but the template argument is an
4308     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
4309     CXXScopeSpec SS;
4310     DeclarationNameInfo NameInfo;
4311
4312     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4313       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4314       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4315     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
4316                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4317       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4318       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4319     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
4320                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4321       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
4322         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4323         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
4324       }
4325     }
4326
4327     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
4328       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4329       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
4330
4331       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
4332           Result.getResultKind() ==
4333               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
4334         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
4335         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
4336         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
4337                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
4338                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
4339             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
4340         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4341
4342         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
4343         // already have.
4344         ArgType =
4345             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
4346         TypeLocBuilder TLB;
4347         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
4348         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
4349         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
4350         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
4351         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
4352
4353         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
4354         // properly.
4355         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
4356                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
4357
4358         break;
4359       }
4360     }
4361     // fallthrough
4362     LLVM_FALLTHROUGH;
4363   }
4364   default: {
4365     // We have a template type parameter but the template argument
4366     // is not a type.
4367     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4368     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
4369     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4370
4371     return true;
4372   }
4373   }
4374
4375   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
4376     return true;
4377
4378   // Add the converted template type argument.
4379   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
4380
4381   // Objective-C ARC:
4382   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
4383   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
4384   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
4385       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
4386       !ArgType.getObjCLifetime()) {
4387     Qualifiers Qs;
4388     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
4389     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
4390   }
4391
4392   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
4393   return false;
4394 }
4395
4396 /// Substitute template arguments into the default template argument for
4397 /// the given template type parameter.
4398 ///
4399 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4400 /// the substitution.
4401 ///
4402 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4403 /// for.
4404 ///
4405 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4406 /// template-id we are checking.
4407 ///
4408 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4409 /// terminates the template-id.
4410 ///
4411 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4412 /// substituting into.
4413 ///
4414 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4415 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4416 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4417 static TypeSourceInfo *
4418 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4419                              TemplateDecl *Template,
4420                              SourceLocation TemplateLoc,
4421                              SourceLocation RAngleLoc,
4422                              TemplateTypeParmDecl *Param,
4423                              SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4424   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
4425
4426   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
4427   // on the previously-computed template arguments.
4428   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
4429     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4430                                      Param, Template, Converted,
4431                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4432     if (Inst.isInvalid())
4433       return nullptr;
4434
4435     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4436
4437     // Only substitute for the innermost template argument list.
4438     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4439     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4440     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4441       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4442
4443     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4444     ArgType =
4445         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
4446                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
4447   }
4448
4449   return ArgType;
4450 }
4451
4452 /// Substitute template arguments into the default template argument for
4453 /// the given non-type template parameter.
4454 ///
4455 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4456 /// the substitution.
4457 ///
4458 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4459 /// for.
4460 ///
4461 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4462 /// template-id we are checking.
4463 ///
4464 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4465 /// terminates the template-id.
4466 ///
4467 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
4468 /// substituting into.
4469 ///
4470 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4471 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4472 ///
4473 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4474 static ExprResult
4475 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4476                              TemplateDecl *Template,
4477                              SourceLocation TemplateLoc,
4478                              SourceLocation RAngleLoc,
4479                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4480                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4481   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4482                                    Param, Template, Converted,
4483                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4484   if (Inst.isInvalid())
4485     return ExprError();
4486
4487   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4488
4489   // Only substitute for the innermost template argument list.
4490   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4491   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4492   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4493     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4494
4495   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
4496       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
4497   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
4498 }
4499
4500 /// Substitute template arguments into the default template argument for
4501 /// the given template template parameter.
4502 ///
4503 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4504 /// the substitution.
4505 ///
4506 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4507 /// for.
4508 ///
4509 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4510 /// template-id we are checking.
4511 ///
4512 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4513 /// terminates the template-id.
4514 ///
4515 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4516 /// substituting into.
4517 ///
4518 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4519 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4520 ///
4521 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
4522 /// source-location information) that precedes the template name.
4523 ///
4524 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4525 static TemplateName
4526 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4527                              TemplateDecl *Template,
4528                              SourceLocation TemplateLoc,
4529                              SourceLocation RAngleLoc,
4530                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
4531                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4532                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
4533   Sema::InstantiatingTemplate Inst(
4534       SemaRef, TemplateLoc, TemplateParameter(Param), Template, Converted,
4535       SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4536   if (Inst.isInvalid())
4537     return TemplateName();
4538
4539   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4540
4541   // Only substitute for the innermost template argument list.
4542   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4543   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4544   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4545     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4546
4547   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4548   // Substitute into the nested-name-specifier first,
4549   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
4550   if (QualifierLoc) {
4551     QualifierLoc =
4552         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
4553     if (!QualifierLoc)
4554       return TemplateName();
4555   }
4556
4557   return SemaRef.SubstTemplateName(
4558              QualifierLoc,
4559              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
4560              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
4561              TemplateArgLists);
4562 }
4563
4564 /// If the given template parameter has a default template
4565 /// argument, substitute into that default template argument and
4566 /// return the corresponding template argument.
4567 TemplateArgumentLoc
4568 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
4569                                               SourceLocation TemplateLoc,
4570                                               SourceLocation RAngleLoc,
4571                                               Decl *Param,
4572                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
4573                                                 &Converted,
4574                                               bool &HasDefaultArg) {
4575   HasDefaultArg = false;
4576
4577   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
4578     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
4579       return TemplateArgumentLoc();
4580
4581     HasDefaultArg = true;
4582     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4583                                                       TemplateLoc,
4584                                                       RAngleLoc,
4585                                                       TypeParm,
4586                                                       Converted);
4587     if (DI)
4588       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
4589
4590     return TemplateArgumentLoc();
4591   }
4592
4593   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
4594         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4595     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
4596       return TemplateArgumentLoc();
4597
4598     HasDefaultArg = true;
4599     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4600                                                   TemplateLoc,
4601                                                   RAngleLoc,
4602                                                   NonTypeParm,
4603                                                   Converted);
4604     if (Arg.isInvalid())
4605       return TemplateArgumentLoc();
4606
4607     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
4608     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
4609   }
4610
4611   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
4612     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4613   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
4614     return TemplateArgumentLoc();
4615
4616   HasDefaultArg = true;
4617   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4618   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4619                                                     TemplateLoc,
4620                                                     RAngleLoc,
4621                                                     TempTempParm,
4622                                                     Converted,
4623                                                     QualifierLoc);
4624   if (TName.isNull())
4625     return TemplateArgumentLoc();
4626
4627   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
4628                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
4629                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4630 }
4631
4632 /// Convert a template-argument that we parsed as a type into a template, if
4633 /// possible. C++ permits injected-class-names to perform dual service as
4634 /// template template arguments and as template type arguments.
4635 static TemplateArgumentLoc convertTypeTemplateArgumentToTemplate(TypeLoc TLoc) {
4636   // Extract and step over any surrounding nested-name-specifier.
4637   NestedNameSpecifierLoc QualLoc;
4638   if (auto ETLoc = TLoc.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
4639     if (ETLoc.getTypePtr()->getKeyword() != ETK_None)
4640       return TemplateArgumentLoc();
4641
4642     QualLoc = ETLoc.getQualifierLoc();
4643     TLoc = ETLoc.getNamedTypeLoc();
4644   }
4645
4646   // If this type was written as an injected-class-name, it can be used as a
4647   // template template argument.
4648   if (auto InjLoc = TLoc.getAs<InjectedClassNameTypeLoc>())
4649     return TemplateArgumentLoc(InjLoc.getTypePtr()->getTemplateName(),
4650                                QualLoc, InjLoc.getNameLoc());
4651
4652   // If this type was written as an injected-class-name, it may have been
4653   // converted to a RecordType during instantiation. If the RecordType is
4654   // *not* wrapped in a TemplateSpecializationType and denotes a class
4655   // template specialization, it must have come from an injected-class-name.
4656   if (auto RecLoc = TLoc.getAs<RecordTypeLoc>())
4657     if (auto *CTSD =
4658             dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RecLoc.getDecl()))
4659       return TemplateArgumentLoc(TemplateName(CTSD->getSpecializedTemplate()),
4660                                  QualLoc, RecLoc.getNameLoc());
4661
4662   return TemplateArgumentLoc();
4663 }
4664
4665 /// Check that the given template argument corresponds to the given
4666 /// template parameter.
4667 ///
4668 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
4669 /// checked.
4670 ///
4671 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
4672 ///
4673 /// \param Template The template in which the template argument resides.
4674 ///
4675 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
4676 /// whose argument list we're matching.
4677 ///
4678 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
4679 /// the template argument list.
4680 ///
4681 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
4682 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
4683 ///
4684 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
4685 /// end of this small vector.
4686 ///
4687 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
4688 /// explicitly written, deduced, etc.
4689 ///
4690 /// \returns true on error, false otherwise.
4691 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
4692                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
4693                                  NamedDecl *Template,
4694                                  SourceLocation TemplateLoc,
4695                                  SourceLocation RAngleLoc,
4696                                  unsigned ArgumentPackIndex,
4697                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4698                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4699   // Check template type parameters.
4700   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
4701     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
4702
4703   // Check non-type template parameters.
4704   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4705     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
4706     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
4707     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
4708     QualType NTTPType = NTTP->getType();
4709     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
4710       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
4711
4712     // FIXME: Do we need to substitute into parameters here if they're
4713     // instantiation-dependent but not dependent?
4714     if (NTTPType->isDependentType() &&
4715         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
4716         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
4717       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
4718       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4719                                  NTTP, Converted,
4720                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4721       if (Inst.isInvalid())
4722         return true;
4723
4724       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
4725                                         Converted);
4726       NTTPType = SubstType(NTTPType,
4727                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
4728                            NTTP->getLocation(),
4729                            NTTP->getDeclName());
4730       // If that worked, check the non-type template parameter type
4731       // for validity.
4732       if (!NTTPType.isNull())
4733         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
4734                                                      NTTP->getLocation());
4735       if (NTTPType.isNull())
4736         return true;
4737     }
4738
4739     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4740     case TemplateArgument::Null:
4741       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4742
4743     case TemplateArgument::Expression: {
4744       TemplateArgument Result;
4745       unsigned CurSFINAEErrors = NumSFINAEErrors;
4746       ExprResult Res =
4747         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
4748                               Result, CTAK);
4749       if (Res.isInvalid())
4750         return true;
4751       // If the current template argument causes an error, give up now.
4752       if (CurSFINAEErrors < NumSFINAEErrors)
4753         return true;
4754
4755       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
4756       // old expression in the template argument.
4757       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
4758         TemplateArgument TA(Res.get());
4759         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
4760       }
4761
4762       Converted.push_back(Result);
4763       break;
4764     }
4765
4766     case TemplateArgument::Declaration:
4767     case TemplateArgument::Integral:
4768     case TemplateArgument::NullPtr:
4769       // We've already checked this template argument, so just copy
4770       // it to the list of converted arguments.
4771       Converted.push_back(Arg.getArgument());
4772       break;
4773
4774     case TemplateArgument::Template:
4775     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4776       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
4777       // see below.
4778       if (DependentTemplateName *DTN
4779             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
4780                                               .getAsDependentTemplateName()) {
4781         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
4782         // parsed as a template template argument. However, since we now
4783         // know that we need a non-type template argument, convert this
4784         // template name into an expression.
4785
4786         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
4787                                      Arg.getTemplateNameLoc());
4788
4789         CXXScopeSpec SS;
4790         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
4791         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
4792         // so it was provided with a template keyword. However, its source
4793         // location is not stored in the template argument structure.
4794         SourceLocation TemplateKWLoc;
4795         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
4796             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
4797             nullptr);
4798
4799         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
4800         // pack expansion expression.
4801         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
4802           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
4803           if (E.isInvalid())
4804             return true;
4805         }
4806
4807         TemplateArgument Result;
4808         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
4809         if (E.isInvalid())
4810           return true;
4811
4812         Converted.push_back(Result);
4813         break;
4814       }
4815
4816       // We have a template argument that actually does refer to a class
4817       // template, alias template, or template template parameter, and
4818       // therefore cannot be a non-type template argument.
4819       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
4820         << Arg.getSourceRange();
4821
4822       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4823       return true;
4824
4825     case TemplateArgument::Type: {
4826       // We have a non-type template parameter but the template
4827       // argument is a type.
4828
4829       // C++ [temp.arg]p2:
4830       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
4831       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
4832       //   form of the corresponding template-parameter.
4833       //
4834       // We warn specifically about this case, since it can be rather
4835       // confusing for users.
4836       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
4837       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
4838       if (T->isFunctionType())
4839         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
4840       else
4841         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
4842       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4843       return true;
4844     }
4845
4846     case TemplateArgument::Pack:
4847       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4848     }
4849
4850     return false;
4851   }
4852
4853
4854   // Check template template parameters.
4855   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4856
4857   TemplateParameterList *Params = TempParm->getTemplateParameters();
4858   if (TempParm->isExpandedParameterPack())
4859     Params = TempParm->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
4860
4861   // Substitute into the template parameter list of the template
4862   // template parameter, since previously-supplied template arguments
4863   // may appear within the template template parameter.
4864   //
4865   // FIXME: Skip this if the parameters aren't instantiation-dependent.
4866   {
4867     // Set up a template instantiation context.
4868     LocalInstantiationScope Scope(*this);
4869     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4870                                TempParm, Converted,
4871                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4872     if (Inst.isInvalid())
4873       return true;
4874
4875     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4876     Params = SubstTemplateParams(Params, CurContext,
4877                                  MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs));
4878     if (!Params)
4879       return true;
4880   }
4881
4882   // C++1z [temp.local]p1: (DR1004)
4883   //   When [the injected-class-name] is used [...] as a template-argument for
4884   //   a template template-parameter [...] it refers to the class template
4885   //   itself.
4886   if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::Type) {
4887     TemplateArgumentLoc ConvertedArg = convertTypeTemplateArgumentToTemplate(
4888         Arg.getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
4889     if (!ConvertedArg.getArgument().isNull())
4890       Arg = ConvertedArg;
4891   }
4892
4893   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4894   case TemplateArgument::Null:
4895     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4896
4897   case TemplateArgument::Template:
4898   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4899     if (CheckTemplateTemplateArgument(Params, Arg))
4900       return true;
4901
4902     Converted.push_back(Arg.getArgument());
4903     break;
4904
4905   case TemplateArgument::Expression:
4906   case TemplateArgument::Type:
4907     // We have a template template parameter but the template
4908     // argument does not refer to a template.
4909     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
4910       << getLangOpts().CPlusPlus11;
4911     return true;
4912
4913   case TemplateArgument::Declaration:
4914     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
4915   case TemplateArgument::Integral:
4916     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
4917   case TemplateArgument::NullPtr:
4918     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
4919
4920   case TemplateArgument::Pack:
4921     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4922   }
4923
4924   return false;
4925 }
4926
4927 /// Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
4928 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
4929 ///
4930 /// \code
4931 /// template<typename ...Ts> struct A {
4932 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
4933 /// };
4934 /// \endcode
4935 ///
4936 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
4937 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
4938 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
4939   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4940         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4941     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
4942       return NTTP->getNumExpansionTypes();
4943   }
4944
4945   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
4946         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
4947     if (TTP->isExpandedParameterPack())
4948       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
4949   }
4950
4951   return None;
4952 }
4953
4954 /// Diagnose a missing template argument.
4955 template<typename TemplateParmDecl>
4956 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
4957                                     TemplateDecl *TD,
4958                                     const TemplateParmDecl *D,
4959                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
4960   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
4961   // declarations of the template that are more recent than TD.
4962   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
4963                                  ->getTemplateParameters()
4964                                  ->getParam(D->getIndex()));
4965
4966   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
4967   // missing a module import.
4968   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
4969   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
4970     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
4971                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
4972                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
4973                             /*Recover*/true);
4974     return true;
4975   }
4976
4977   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
4978   // diagnose that it was declared too late.
4979
4980   TemplateParameterList *Params = TD->getTemplateParameters();
4981
4982   S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4983     << /*not enough args*/0
4984     << (int)S.getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(TD))
4985     << TD;
4986   S.Diag(TD->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4987     << Params->getSourceRange();
4988   return true;
4989 }
4990
4991 /// Check that the given template argument list is well-formed
4992 /// for specializing the given template.
4993 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(
4994     TemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4995     TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs, bool PartialTemplateArgs,
4996     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4997     bool UpdateArgsWithConversions) {
4998   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
4999   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
5000   // template.
5001   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
5002
5003   // Make sure we get the template parameter list from the most
5004   // recentdeclaration, since that is the only one that has is guaranteed to
5005   // have all the default template argument information.
5006   TemplateParameterList *Params =
5007       cast<TemplateDecl>(Template->getMostRecentDecl())
5008           ->getTemplateParameters();
5009
5010   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
5011
5012   // C++ [temp.arg]p1:
5013   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
5014   //   a template-id shall match the type and form specified for the
5015   //   corresponding parameter declared by the template in its
5016   //   template-parameter-list.
5017   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
5018   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
5019   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
5020   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
5021   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
5022                                        ParamEnd = Params->end();
5023        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
5024     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
5025     // many arguments.
5026     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
5027       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
5028         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
5029         // them to the list.
5030         Converted.push_back(
5031             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
5032         ArgumentPack.clear();
5033
5034         // This argument is assigned to the next parameter.
5035         ++Param;
5036         continue;
5037       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
5038         // Not enough arguments for this parameter pack.
5039         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
5040           << /*not enough args*/0
5041           << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
5042           << Template;
5043         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
5044           << Params->getSourceRange();
5045         return true;
5046       }
5047     }
5048
5049     if (ArgIdx < NumArgs) {
5050       // Check the template argument we were given.
5051       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
5052                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
5053                                 ArgumentPack.size(), Converted))
5054         return true;
5055
5056       bool PackExpansionIntoNonPack =
5057           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
5058           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
5059       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
5060         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
5061         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
5062         // can't be canonicalized, so reject it now.
5063         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
5064              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
5065           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
5066         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5067         return true;
5068       }
5069
5070       // We're now done with this argument.
5071       ++ArgIdx;
5072
5073       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
5074         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
5075         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
5076         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
5077         // arguments.
5078         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
5079       } else {
5080         // Move to the next template parameter.
5081         ++Param;
5082       }
5083
5084       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
5085       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
5086       // match up with.
5087       if (PackExpansionIntoNonPack) {
5088         if (!ArgumentPack.empty()) {
5089           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
5090           // fall back to just producing individual arguments.
5091           Converted.insert(Converted.end(),
5092                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
5093           ArgumentPack.clear();
5094         }
5095
5096         while (ArgIdx < NumArgs) {
5097           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
5098           ++ArgIdx;
5099         }
5100
5101         return false;
5102       }
5103
5104       continue;
5105     }
5106
5107     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
5108     if (PartialTemplateArgs) {
5109       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
5110         Converted.push_back(
5111             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
5112
5113       return false;
5114     }
5115
5116     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
5117     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
5118     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
5119       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
5120              "Should have dealt with this already");
5121
5122       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
5123       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
5124       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
5125       if (Param + 1 != ParamEnd)
5126         return true;
5127
5128       Converted.push_back(
5129           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
5130       ArgumentPack.clear();
5131
5132       ++Param;
5133       continue;
5134     }
5135
5136     // Check whether we have a default argument.
5137     TemplateArgumentLoc Arg;
5138
5139     // Retrieve the default template argument from the template
5140     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
5141     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
5142     // (when the template parameter was part of a nested template) into
5143     // the default argument.
5144     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
5145       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
5146         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
5147                                        NewArgs);
5148
5149       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
5150                                                              Template,
5151                                                              TemplateLoc,
5152                                                              RAngleLoc,
5153                                                              TTP,
5154                                                              Converted);
5155       if (!ArgType)
5156         return true;
5157
5158       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
5159                                 ArgType);
5160     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
5161                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
5162       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
5163         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
5164                                        NewArgs);
5165
5166       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
5167                                                               TemplateLoc,
5168                                                               RAngleLoc,
5169                                                               NTTP,
5170                                                               Converted);
5171       if (E.isInvalid())
5172         return true;
5173
5174       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
5175       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
5176     } else {
5177       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
5178         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
5179
5180       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
5181         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
5182                                        NewArgs);
5183
5184       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
5185       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
5186                                                        TemplateLoc,
5187                                                        RAngleLoc,
5188                                                        TempParm,
5189                                                        Converted,
5190                                                        QualifierLoc);
5191       if (Name.isNull())
5192         return true;
5193
5194       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
5195                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
5196     }
5197
5198     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
5199     // the default template argument. We're not actually instantiating a
5200     // template here, we just create this object to put a note into the
5201     // context stack.
5202     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
5203                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
5204     if (Inst.isInvalid())
5205       return true;
5206
5207     // Check the default template argument.
5208     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
5209                               RAngleLoc, 0, Converted))
5210       return true;
5211
5212     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
5213     // parameter, keep track of the default template arguments from the
5214     // template definition.
5215     if (isTemplateTemplateParameter)
5216       NewArgs.addArgument(Arg);
5217
5218     // Move to the next template parameter and argument.
5219     ++Param;
5220     ++ArgIdx;
5221   }
5222
5223   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
5224   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
5225   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
5226   // still dependent).
5227   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
5228       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
5229     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
5230       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
5231   }
5232
5233   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
5234   // Complain and fail.
5235   if (ArgIdx < NumArgs) {
5236     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
5237         << /*too many args*/1
5238         << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
5239         << Template
5240         << SourceRange(NewArgs[ArgIdx].getLocation(), NewArgs.getRAngleLoc());
5241     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
5242         << Params->getSourceRange();
5243     return true;
5244   }
5245
5246   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
5247   // to caller.
5248   if (UpdateArgsWithConversions)
5249     TemplateArgs = std::move(NewArgs);
5250
5251   return false;
5252 }
5253
5254 namespace {
5255   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
5256     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
5257   {
5258     Sema &S;
5259     SourceRange SR;
5260
5261     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
5262
5263   public:
5264     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
5265
5266     bool Visit(QualType T) {
5267       return T.isNull() ? false : inherited::Visit(T.getTypePtr());
5268     }
5269
5270 #define TYPE(Class, Parent) \
5271     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
5272 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
5273     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5274 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
5275     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5276 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
5277
5278     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
5279     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
5280   };
5281 } // end anonymous namespace
5282
5283 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
5284   return false;
5285 }
5286
5287 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
5288   return Visit(T->getElementType());
5289 }
5290
5291 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
5292   return Visit(T->getPointeeType());
5293 }
5294
5295 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
5296                                                     const BlockPointerType* T) {
5297   return Visit(T->getPointeeType());
5298 }
5299
5300 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
5301                                                 const LValueReferenceType* T) {
5302   return Visit(T->getPointeeType());
5303 }
5304
5305 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
5306                                                 const RValueReferenceType* T) {
5307   return Visit(T->getPointeeType());
5308 }
5309
5310 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
5311                                                   const MemberPointerType* T) {
5312   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
5313 }
5314
5315 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
5316                                                   const ConstantArrayType* T) {
5317   return Visit(T->getElementType());
5318 }
5319
5320 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
5321                                                  const IncompleteArrayType* T) {
5322   return Visit(T->getElementType());
5323 }
5324
5325 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
5326                                                    const VariableArrayType* T) {
5327   return Visit(T->getElementType());
5328 }
5329
5330 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
5331                                             const DependentSizedArrayType* T) {
5332   return Visit(T->getElementType());
5333 }
5334
5335 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
5336                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
5337   return Visit(T->getElementType());
5338 }
5339
5340 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentAddressSpaceType(
5341     const DependentAddressSpaceType *T) {
5342   return Visit(T->getPointeeType());
5343 }
5344
5345 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
5346   return Visit(T->getElementType());
5347 }
5348
5349 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentVectorType(
5350     const DependentVectorType *T) {
5351   return Visit(T->getElementType());
5352 }
5353
5354 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
5355   return Visit(T->getElementType());
5356 }
5357
5358 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
5359                                                   const FunctionProtoType* T) {
5360   for (const auto &A : T->param_types()) {
5361     if (Visit(A))
5362       return true;
5363   }
5364
5365   return Visit(T->getReturnType());
5366 }
5367
5368 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
5369                                                const FunctionNoProtoType* T) {
5370   return Visit(T->getReturnType());
5371 }
5372
5373 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
5374                                                   const UnresolvedUsingType*) {
5375   return false;
5376 }
5377
5378 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
5379   return false;
5380 }
5381
5382 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
5383   return Visit(T->getUnderlyingType());
5384 }
5385
5386 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
5387   return false;
5388 }
5389
5390 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
5391                                                     const UnaryTransformType*) {
5392   return false;
5393 }
5394
5395 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
5396   return Visit(T->getDeducedType());
5397 }
5398
5399 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDeducedTemplateSpecializationType(
5400     const DeducedTemplateSpecializationType *T) {
5401   return Visit(T->getDeducedType());
5402 }
5403
5404 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
5405   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5406 }
5407
5408 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
5409   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5410 }
5411
5412 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
5413                                                  const TemplateTypeParmType*) {
5414   return false;
5415 }
5416
5417 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
5418                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
5419   return false;
5420 }
5421
5422 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
5423                                             const TemplateSpecializationType*) {
5424   return false;
5425 }
5426
5427 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
5428                                               const InjectedClassNameType* T) {
5429   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5430 }
5431
5432 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
5433                                                    const DependentNameType* T) {
5434   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5435 }
5436
5437 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
5438                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
5439   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5440 }
5441
5442 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
5443                                                    const PackExpansionType* T) {
5444   return Visit(T->getPattern());
5445 }
5446
5447 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
5448   return false;
5449 }
5450
5451 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
5452                                                    const ObjCInterfaceType *) {
5453   return false;
5454 }
5455
5456 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
5457                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
5458   return false;
5459 }
5460
5461 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
5462   return Visit(T->getValueType());
5463 }
5464
5465 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
5466   return false;
5467 }
5468
5469 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
5470   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5471     S.Diag(SR.getBegin(),
5472            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5473              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
5474              diag::ext_template_arg_local_type)
5475       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
5476     return true;
5477   }
5478
5479   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
5480     S.Diag(SR.getBegin(),
5481            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5482              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
5483              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
5484     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
5485     return true;
5486   }
5487
5488   return false;
5489 }
5490
5491 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
5492                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
5493   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
5494     return true;
5495
5496   switch (NNS->getKind()) {
5497   case NestedNameSpecifier::Identifier:
5498   case NestedNameSpecifier::Namespace:
5499   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
5500   case NestedNameSpecifier::Global:
5501   case NestedNameSpecifier::Super:
5502     return false;
5503
5504   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
5505   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
5506     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
5507   }
5508   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
5509 }
5510
5511 /// Check a template argument against its corresponding
5512 /// template type parameter.
5513 ///
5514 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
5515 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
5516 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
5517                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
5518   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
5519   QualType Arg = ArgInfo->getType();
5520   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
5521
5522   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
5523     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
5524   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
5525     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
5526   }
5527
5528   // C++03 [temp.arg.type]p2:
5529   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
5530   //   compounded from any of these types shall not be used as a
5531   //   template-argument for a template type-parameter.
5532   //
5533   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
5534   // a warning.
5535   if (LangOpts.CPlusPlus11 || Arg->hasUnnamedOrLocalType()) {
5536     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
5537     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
5538   }
5539
5540   return false;
5541 }
5542
5543 enum NullPointerValueKind {
5544   NPV_NotNullPointer,
5545   NPV_NullPointer,
5546   NPV_Error
5547 };
5548
5549 /// Determine whether the given template argument is a null pointer
5550 /// value of the appropriate type.
5551 static NullPointerValueKind
5552 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5553                                    QualType ParamType, Expr *Arg,
5554                                    Decl *Entity = nullptr) {
5555   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
5556     return NPV_NotNullPointer;
5557
5558   // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
5559   // arguments.
5560   if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
5561     return NPV_NotNullPointer;
5562
5563   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
5564     llvm_unreachable(
5565         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
5566
5567   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5568     return NPV_NotNullPointer;
5569
5570   // Determine whether we have a constant expression.
5571   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
5572   if (ArgRV.isInvalid())
5573     return NPV_Error;
5574   Arg = ArgRV.get();
5575
5576   Expr::EvalResult EvalResult;
5577   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
5578   EvalResult.Diag = &Notes;
5579   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
5580       EvalResult.HasSideEffects) {
5581     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
5582
5583     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
5584     // the caret at its location rather than producing an essentially
5585     // redundant note.
5586     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
5587         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
5588       DiagLoc = Notes[0].first;
5589       Notes.clear();
5590     }
5591
5592     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
5593       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5594     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
5595       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
5596
5597     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5598     return NPV_Error;
5599   }
5600
5601   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
5602   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
5603   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
5604     return NPV_NullPointer;
5605
5606   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
5607   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
5608   //     (4.11); or
5609   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
5610       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
5611        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
5612     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
5613     bool ObjCLifetimeConversion;
5614     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
5615         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
5616                                      ObjCLifetimeConversion))
5617       return NPV_NullPointer;
5618
5619     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
5620     // then recover as if the types were correct.
5621     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
5622       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5623     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5624     return NPV_NullPointer;
5625   }
5626
5627   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
5628   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
5629   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
5630     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
5631     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
5632         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
5633         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
5634                                       ")");
5635     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5636     return NPV_NullPointer;
5637   }
5638
5639   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
5640   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
5641   // be interpreted by the caller.
5642   return NPV_NotNullPointer;
5643 }
5644
5645 /// Checks whether the given template argument is compatible with its
5646 /// template parameter.
5647 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
5648     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
5649     Expr *Arg, QualType ArgType) {
5650   bool ObjCLifetimeConversion;
5651   if (ParamType->isPointerType() &&
5652       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
5653       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
5654                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5655     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
5656     // permitted.
5657   } else {
5658     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5659       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
5660         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
5661         //   For a non-type template-parameter of type reference to
5662         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
5663         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5664         //   identical) type of the template- argument. The
5665         //   template-parameter is bound directly to the
5666         //   template-argument, which shall be an lvalue.
5667
5668         // FIXME: Other qualifiers?
5669         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
5670         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
5671
5672         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
5673           S.Diag(Arg->getLocStart(),
5674                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
5675             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5676           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5677           return true;
5678         }
5679       }
5680     }
5681
5682     // At this point, the template argument refers to an object or
5683     // function with external linkage. We now need to check whether the
5684     // argument and parameter types are compatible.
5685     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
5686                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
5687       // We can't perform this conversion or binding.
5688       if (ParamType->isReferenceType())
5689         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
5690           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
5691       else
5692         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
5693           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5694       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5695       return true;
5696     }
5697   }
5698
5699   return false;
5700 }
5701
5702 /// Checks whether the given template argument is the address
5703 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5704 static bool
5705 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
5706                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5707                                                QualType ParamType,
5708                                                Expr *ArgIn,
5709                                                TemplateArgument &Converted) {
5710   bool Invalid = false;
5711   Expr *Arg = ArgIn;
5712   QualType ArgType = Arg->getType();
5713
5714   bool AddressTaken = false;
5715   SourceLocation AddrOpLoc;
5716   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5717     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
5718     // dereference and address-of operators.
5719     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
5720
5721     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
5722     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
5723     SourceLocation FirstOpLoc;
5724     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5725       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
5726       if (UnOpKind == UO_Deref)
5727         ExtWarnMSTemplateArg = true;
5728       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
5729         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
5730         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
5731           FirstOpKind = UnOpKind;
5732           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5733         }
5734       } else
5735         break;
5736     }
5737     if (FirstOpLoc.isValid()) {
5738       if (ExtWarnMSTemplateArg)
5739         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
5740           << ArgIn->getSourceRange();
5741
5742       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
5743         AddressTaken = true;
5744       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
5745         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
5746         // constant expression.
5747         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
5748         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5749           << Arg->getSourceRange();
5750       }
5751     }
5752   } else {
5753     // See through any implicit casts we added to fix the type.
5754     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
5755
5756     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5757     //
5758     //   A template-argument for a non-type, non-template
5759     //   template-parameter shall be one of: [...]
5760     //
5761     //     -- the address of an object or function with external
5762     //        linkage, including function templates and function
5763     //        template-ids but excluding non-static class members,
5764     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
5765     //        the name refers to a function or array, or if the
5766     //        corresponding template-parameter is a reference; or
5767
5768     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5769     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5770     bool ExtraParens = false;
5771     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5772       if (!Invalid && !ExtraParens) {
5773         S.Diag(Arg->getLocStart(),
5774                S.getLangOpts().CPlusPlus11
5775                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
5776                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
5777             << Arg->getSourceRange();
5778         ExtraParens = true;
5779       }
5780
5781       Arg = Parens->getSubExpr();
5782     }
5783
5784     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5785                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5786       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5787
5788     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5789       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5790         Arg = UnOp->getSubExpr();
5791         AddressTaken = true;
5792         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5793       }
5794     }
5795
5796     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5797                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5798       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5799   }
5800
5801   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
5802   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5803
5804   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
5805   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
5806     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn,
5807                                                Entity)) {
5808     case NPV_NullPointer:
5809       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5810       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5811                                    /*isNullPtr=*/true);
5812       return false;
5813
5814     case NPV_Error:
5815       return true;
5816
5817     case NPV_NotNullPointer:
5818       break;
5819     }
5820   }
5821
5822   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
5823   // it should be checked when instantiated.
5824   if (Arg->isValueDependent()) {
5825     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5826     return false;
5827   }
5828
5829   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
5830     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
5831                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
5832       return true;
5833
5834     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5835     return false;
5836   }
5837
5838   if (!DRE) {
5839     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5840     << Arg->getSourceRange();
5841     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5842     return true;
5843   }
5844
5845   // Cannot refer to non-static data members
5846   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
5847     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
5848       << Entity << Arg->getSourceRange();
5849     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5850     return true;
5851   }
5852
5853   // Cannot refer to non-static member functions
5854   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
5855     if (!Method->isStatic()) {
5856       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
5857         << Method << Arg->getSourceRange();
5858       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5859       return true;
5860     }
5861   }
5862
5863   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
5864   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
5865
5866   // A non-type template argument must refer to an object or function.
5867   if (!Func && !Var) {
5868     // We found something, but we don't know specifically what it is.
5869     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
5870       << Arg->getSourceRange();
5871     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5872     return true;
5873   }
5874
5875   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
5876   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
5877     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5878              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
5879              diag::ext_template_arg_object_internal)
5880       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5881     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5882       << !Func;
5883   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
5884     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
5885       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5886     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5887       << !Func;
5888     return true;
5889   }
5890
5891   if (Func) {
5892     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
5893     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
5894       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
5895     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
5896       // If we originally had an address-of operator, but the
5897       // parameter has reference type, complain and (if things look
5898       // like they will work) drop the address-of operator.
5899       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
5900                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5901         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5902           << ParamType;
5903         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5904         return true;
5905       }
5906
5907       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5908         << ParamType
5909         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5910       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5911
5912       ArgType = Func->getType();
5913     }
5914   } else {
5915     // A value of reference type is not an object.
5916     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
5917       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5918              diag::err_template_arg_reference_var)
5919         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
5920       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5921       return true;
5922     }
5923
5924     // A template argument must have static storage duration.
5925     if (Var->getTLSKind()) {
5926       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
5927         << Arg->getSourceRange();
5928       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5929       return true;
5930     }
5931
5932     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
5933     // the address of this object.
5934     if (ParamType->isReferenceType()) {
5935       if (AddressTaken) {
5936         // If we originally had an address-of operator, but the
5937         // parameter has reference type, complain and (if things look
5938         // like they will work) drop the address-of operator.
5939         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
5940                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5941           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5942             << ParamType;
5943           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5944           return true;
5945         }
5946
5947         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5948           << ParamType
5949           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5950         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5951
5952         ArgType = Var->getType();
5953       }
5954     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
5955       if (Var->getType()->isArrayType()) {
5956         // Array-to-pointer decay.
5957         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
5958       } else {
5959         // If the template parameter has pointer type but the address of
5960         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
5961         // taking the address of the entity.
5962         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
5963         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
5964           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5965             << ParamType;
5966           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5967           return true;
5968         }
5969
5970         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5971           << ParamType
5972           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
5973
5974         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5975       }
5976     }
5977   }
5978
5979   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
5980                                                      Arg, ArgType))
5981     return true;
5982
5983   // Create the template argument.
5984   Converted =
5985       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
5986   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
5987   return false;
5988 }
5989
5990 /// Checks whether the given template argument is a pointer to
5991 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5992 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
5993                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5994                                                  QualType ParamType,
5995                                                  Expr *&ResultArg,
5996                                                  TemplateArgument &Converted) {
5997   bool Invalid = false;
5998
5999   Expr *Arg = ResultArg;
6000   bool ObjCLifetimeConversion;
6001
6002   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6003   //
6004   //   A template-argument for a non-type, non-template
6005   //   template-parameter shall be one of: [...]
6006   //
6007   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
6008   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
6009
6010   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
6011   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
6012   bool ExtraParens = false;
6013   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
6014     if (!Invalid && !ExtraParens) {
6015       S.Diag(Arg->getLocStart(),
6016              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
6017                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
6018                diag::ext_template_arg_extra_parens)
6019         << Arg->getSourceRange();
6020       ExtraParens = true;
6021     }
6022
6023     Arg = Parens->getSubExpr();
6024   }
6025
6026   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
6027            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
6028     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
6029
6030   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
6031   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
6032     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
6033       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
6034       if (DRE && !DRE->getQualifier())
6035         DRE = nullptr;
6036     }
6037   }
6038   // A constant of pointer-to-member type.
6039   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
6040     ValueDecl *VD = DRE->getDecl();
6041     if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
6042       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
6043         if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6044           Converted = TemplateArgument(Arg);
6045         } else {
6046           VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
6047           Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
6048         }
6049         return Invalid;
6050       }
6051     }
6052
6053     DRE = nullptr;
6054   }
6055
6056   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
6057
6058   // Check for a null pointer value.
6059   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ResultArg,
6060                                              Entity)) {
6061   case NPV_Error:
6062     return true;
6063   case NPV_NullPointer:
6064     S.Diag(ResultArg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6065     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
6066                                  /*isNullPtr*/true);
6067     return false;
6068   case NPV_NotNullPointer:
6069     break;
6070   }
6071
6072   if (S.IsQualificationConversion(ResultArg->getType(),
6073                                   ParamType.getNonReferenceType(), false,
6074                                   ObjCLifetimeConversion)) {
6075     ResultArg = S.ImpCastExprToType(ResultArg, ParamType, CK_NoOp,
6076                                     ResultArg->getValueKind())
6077                     .get();
6078   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(
6079                  ResultArg->getType(), ParamType.getNonReferenceType())) {
6080     // We can't perform this conversion.
6081     S.Diag(ResultArg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6082         << ResultArg->getType() << ParamType << ResultArg->getSourceRange();
6083     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6084     return true;
6085   }
6086
6087   if (!DRE)
6088     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
6089                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
6090       << Arg->getSourceRange();
6091
6092   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6093       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6094       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
6095     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6096             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6097             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
6098            "Only non-static member pointers can make it here");
6099
6100     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
6101     // a member pointer constant.
6102     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6103       Converted = TemplateArgument(Arg);
6104     } else {
6105       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
6106       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
6107     }
6108     return Invalid;
6109   }
6110
6111   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
6112   S.Diag(Arg->getLocStart(),
6113          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
6114     << Arg->getSourceRange();
6115   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
6116   return true;
6117 }
6118
6119 /// Check a template argument against its corresponding
6120 /// non-type template parameter.
6121 ///
6122 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
6123 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
6124 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
6125 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
6126 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
6127                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
6128                                        TemplateArgument &Converted,
6129                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
6130   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
6131
6132   // If the parameter type somehow involves auto, deduce the type now.
6133   if (getLangOpts().CPlusPlus17 && ParamType->isUndeducedType()) {
6134     // During template argument deduction, we allow 'decltype(auto)' to
6135     // match an arbitrary dependent argument.
6136     // FIXME: The language rules don't say what happens in this case.
6137     // FIXME: We get an opaque dependent type out of decltype(auto) if the
6138     // expression is merely instantiation-dependent; is this enough?
6139     if (CTAK == CTAK_Deduced && Arg->isTypeDependent()) {
6140       auto *AT = dyn_cast<AutoType>(ParamType);
6141       if (AT && AT->isDecltypeAuto()) {
6142         Converted = TemplateArgument(Arg);
6143         return Arg;
6144       }
6145     }
6146
6147     // When checking a deduced template argument, deduce from its type even if
6148     // the type is dependent, in order to check the types of non-type template
6149     // arguments line up properly in partial ordering.
6150     Optional<unsigned> Depth;
6151     if (CTAK != CTAK_Specified)
6152       Depth = Param->getDepth() + 1;
6153     if (DeduceAutoType(
6154             Context.getTrivialTypeSourceInfo(ParamType, Param->getLocation()),
6155             Arg, ParamType, Depth) == DAR_Failed) {
6156       Diag(Arg->getExprLoc(),
6157            diag::err_non_type_template_parm_type_deduction_failure)
6158         << Param->getDeclName() << Param->getType() << Arg->getType()
6159         << Arg->getSourceRange();
6160       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6161       return ExprError();
6162     }
6163     // CheckNonTypeTemplateParameterType will produce a diagnostic if there's
6164     // an error. The error message normally references the parameter
6165     // declaration, but here we'll pass the argument location because that's
6166     // where the parameter type is deduced.
6167     ParamType = CheckNonTypeTemplateParameterType(ParamType, Arg->getExprLoc());
6168     if (ParamType.isNull()) {
6169       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6170       return ExprError();
6171     }
6172   }
6173
6174   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
6175   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
6176          "non-type template parameter type cannot be qualified");
6177
6178   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
6179       !Context.hasSameType(ParamType.getNonLValueExprType(Context),
6180                            Arg->getType())) {
6181     // FIXME: If either type is dependent, we skip the check. This isn't
6182     // correct, since during deduction we're supposed to have replaced each
6183     // template parameter with some unique (non-dependent) placeholder.
6184     // FIXME: If the argument type contains 'auto', we carry on and fail the
6185     // type check in order to force specific types to be more specialized than
6186     // 'auto'. It's not clear how partial ordering with 'auto' is supposed to
6187     // work.
6188     if ((ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) &&
6189         !Arg->getType()->getContainedAutoType()) {
6190       Converted = TemplateArgument(Arg);
6191       return Arg;
6192     }
6193     // FIXME: This attempts to implement C++ [temp.deduct.type]p17. Per DR1770,
6194     // we should actually be checking the type of the template argument in P,
6195     // not the type of the template argument deduced from A, against the
6196     // template parameter type.
6197     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
6198       << Arg->getType()
6199       << ParamType.getUnqualifiedType();
6200     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6201     return ExprError();
6202   }
6203
6204   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
6205   // type-dependent, there's nothing we can check now.
6206   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
6207     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
6208     Converted = TemplateArgument(Arg);
6209     return Arg;
6210   }
6211
6212   // The initialization of the parameter from the argument is
6213   // a constant-evaluated context.
6214   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
6215       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
6216
6217   if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
6218     // C++17 [temp.arg.nontype]p1:
6219     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
6220     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
6221     APValue Value;
6222     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
6223         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
6224     if (ArgResult.isInvalid())
6225       return ExprError();
6226
6227     // For a value-dependent argument, CheckConvertedConstantExpression is
6228     // permitted (and expected) to be unable to determine a value.
6229     if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6230       Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6231       return ArgResult;
6232     }
6233
6234     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6235
6236     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
6237     switch (Value.getKind()) {
6238     case APValue::Uninitialized:
6239       assert(ParamType->isNullPtrType());
6240       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6241       break;
6242     case APValue::Int:
6243       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
6244       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
6245       break;
6246     case APValue::MemberPointer: {
6247       assert(ParamType->isMemberPointerType());
6248
6249       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
6250       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
6251         Diag(Arg->getLocStart(),
6252              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
6253             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
6254             << Arg->getSourceRange();
6255         return ExprError();
6256       }
6257
6258       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
6259       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6260                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6261       break;
6262     }
6263     case APValue::LValue: {
6264       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
6265       //   the value of the constant expression shall not refer to
6266       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
6267              ParamType->isNullPtrType());
6268       // -- a temporary object
6269       // -- a string literal
6270       // -- the result of a typeid expression, or
6271       // -- a predefined __func__ variable
6272       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
6273         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
6274           Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6275           break;
6276         }
6277         Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
6278           << Arg->getSourceRange();
6279         return ExprError();
6280       }
6281       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
6282           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
6283       // -- a subobject
6284       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
6285           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
6286           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
6287           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
6288         // Per defect report (no number yet):
6289         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
6290         //       object.
6291       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
6292                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
6293         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
6294           << Value.getAsString(Context, ParamType);
6295         return ExprError();
6296       }
6297       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
6298              "null reference should not be a constant expression");
6299       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
6300              "non-null value of type nullptr_t?");
6301       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6302                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6303       break;
6304     }
6305     case APValue::AddrLabelDiff:
6306       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
6307     case APValue::Float:
6308     case APValue::ComplexInt:
6309     case APValue::ComplexFloat:
6310     case APValue::Vector:
6311     case APValue::Array:
6312     case APValue::Struct:
6313     case APValue::Union:
6314       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
6315     }
6316
6317     return ArgResult.get();
6318   }
6319
6320   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
6321   //   The following conversions are performed on each expression used
6322   //   as a non-type template-argument. If a non-type
6323   //   template-argument cannot be converted to the type of the
6324   //   corresponding template-parameter then the program is
6325   //   ill-formed.
6326   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6327     // C++11:
6328     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6329     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
6330     //      constant expression are applied.
6331     //
6332     // C++98:
6333     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6334     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
6335     //      conversions (4.7) are applied.
6336
6337     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
6338       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6339       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
6340       //   shall be one of:
6341       //
6342       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
6343       //        type, a converted constant expression of the type of the
6344       //        template-parameter; or
6345       llvm::APSInt Value;
6346       ExprResult ArgResult =
6347         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
6348                                          CCEK_TemplateArg);
6349       if (ArgResult.isInvalid())
6350         return ExprError();
6351
6352       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
6353       if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6354         Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6355         return ArgResult;
6356       }
6357
6358       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
6359       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
6360       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
6361       QualType IntegerType = ParamType;
6362       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6363         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
6364       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
6365
6366       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6367                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
6368       return ArgResult;
6369     }
6370
6371     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
6372     if (ArgResult.isInvalid())
6373       return ExprError();
6374     Arg = ArgResult.get();
6375
6376     QualType ArgType = Arg->getType();
6377
6378     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6379     //   A template-argument for a non-type, non-template
6380     //   template-parameter shall be one of:
6381     //
6382     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
6383     //        type; or
6384     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
6385     llvm::APSInt Value;
6386     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6387       Diag(Arg->getLocStart(),
6388            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
6389         << ArgType << Arg->getSourceRange();
6390       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6391       return ExprError();
6392     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
6393       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
6394         QualType T;
6395
6396       public:
6397         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
6398
6399         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
6400                             SourceRange SR) override {
6401           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
6402         }
6403       } Diagnoser(ArgType);
6404
6405       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
6406                                             false).get();
6407       if (!Arg)
6408         return ExprError();
6409     }
6410
6411     // From here on out, all we care about is the unqualified form
6412     // of the argument type.
6413     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
6414
6415     // Try to convert the argument to the parameter's type.
6416     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
6417       // Okay: no conversion necessary
6418     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
6419       // This is an integral-to-boolean conversion.
6420       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
6421     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
6422                !ParamType->isEnumeralType()) {
6423       // This is an integral promotion or conversion.
6424       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
6425     } else {
6426       // We can't perform this conversion.
6427       Diag(Arg->getLocStart(),
6428            diag::err_template_arg_not_convertible)
6429         << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
6430       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6431       return ExprError();
6432     }
6433
6434     // Add the value of this argument to the list of converted
6435     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
6436     // parameter.
6437     if (Arg->isValueDependent()) {
6438       // The argument is value-dependent. Create a new
6439       // TemplateArgument with the converted expression.
6440       Converted = TemplateArgument(Arg);
6441       return Arg;
6442     }
6443
6444     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6445     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6446       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
6447
6448     if (ParamType->isBooleanType()) {
6449       // Value must be zero or one.
6450       Value = Value != 0;
6451       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6452       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6453         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6454       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6455     } else {
6456       llvm::APSInt OldValue = Value;
6457
6458       // Coerce the template argument's value to the value it will have
6459       // based on the template parameter's type.
6460       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6461       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6462         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6463       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6464
6465       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
6466       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
6467                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
6468         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
6469           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6470           << Arg->getSourceRange();
6471         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6472       }
6473
6474       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
6475       unsigned RequiredBits;
6476       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
6477         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
6478       else if (OldValue.isUnsigned())
6479         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
6480       else
6481         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
6482       if (RequiredBits > AllowedBits) {
6483         Diag(Arg->getLocStart(),
6484              diag::warn_template_arg_too_large)
6485           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6486           << Arg->getSourceRange();
6487         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6488       }
6489     }
6490
6491     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6492                                  ParamType->isEnumeralType()
6493                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
6494                                    : IntegerType);
6495     return Arg;
6496   }
6497
6498   QualType ArgType = Arg->getType();
6499   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
6500
6501   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
6502   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
6503   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6504       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
6505       //    applied. If the template-argument represents a set of
6506       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
6507       //    function is selected from the set (13.4).
6508       (ParamType->isPointerType() &&
6509        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6510       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
6511       //    function, no conversions apply. If the template-argument
6512       //    represents a set of overloaded functions, the matching
6513       //    function is selected from the set (13.4).
6514       (ParamType->isReferenceType() &&
6515        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6516       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6517       //    member function, no conversions apply. If the
6518       //    template-argument represents a set of overloaded member
6519       //    functions, the matching member function is selected from
6520       //    the set (13.4).
6521       (ParamType->isMemberPointerType() &&
6522        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
6523          ->isFunctionType())) {
6524
6525     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6526       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
6527                                                                 true,
6528                                                                 FoundResult)) {
6529         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6530           return ExprError();
6531
6532         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6533         ArgType = Arg->getType();
6534       } else
6535         return ExprError();
6536     }
6537
6538     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
6539       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6540                                                          ParamType,
6541                                                          Arg, Converted))
6542         return ExprError();
6543       return Arg;
6544     }
6545
6546     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6547                                              Converted))
6548       return ExprError();
6549     return Arg;
6550   }
6551
6552   if (ParamType->isPointerType()) {
6553     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
6554     //      object, qualification conversions (4.4) and the
6555     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
6556     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
6557     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6558            "Only object pointers allowed here");
6559
6560     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6561                                                        ParamType,
6562                                                        Arg, Converted))
6563       return ExprError();
6564     return Arg;
6565   }
6566
6567   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6568     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
6569     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
6570     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
6571     //      identical) type of the template-argument. The
6572     //      template-parameter is bound directly to the
6573     //      template-argument, which must be an lvalue.
6574     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6575            "Only object references allowed here");
6576
6577     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6578       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
6579                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
6580                                                                 true,
6581                                                                 FoundResult)) {
6582         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6583           return ExprError();
6584
6585         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6586         ArgType = Arg->getType();
6587       } else
6588         return ExprError();
6589     }
6590
6591     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6592                                                        ParamType,
6593                                                        Arg, Converted))
6594       return ExprError();
6595     return Arg;
6596   }
6597
6598   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
6599   if (ParamType->isNullPtrType()) {
6600     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6601       Converted = TemplateArgument(Arg);
6602       return Arg;
6603     }
6604
6605     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
6606     case NPV_NotNullPointer:
6607       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6608         << Arg->getType() << ParamType;
6609       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6610       return ExprError();
6611
6612     case NPV_Error:
6613       return ExprError();
6614
6615     case NPV_NullPointer:
6616       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6617       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
6618                                    /*isNullPtr*/true);
6619       return Arg;
6620     }
6621   }
6622
6623   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
6624   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
6625   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
6626
6627   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6628                                            Converted))
6629     return ExprError();
6630   return Arg;
6631 }
6632
6633 static void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(
6634     Sema &S, TemplateParameterList *New, TemplateParameterList *Old,
6635     Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind, SourceLocation TemplateArgLoc);
6636
6637 /// Check a template argument against its corresponding
6638 /// template template parameter.
6639 ///
6640 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
6641 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
6642 bool Sema::CheckTemplateTemplateArgument(TemplateParameterList *Params,
6643                                          TemplateArgumentLoc &Arg) {
6644   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
6645   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
6646   if (!Template) {
6647     // Any dependent template name is fine.
6648     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
6649     return false;
6650   }
6651
6652   if (Template->isInvalidDecl())
6653     return true;
6654
6655   // C++0x [temp.arg.template]p1:
6656   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
6657   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
6658   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
6659   //   primary class templates are considered when matching the
6660   //   template template argument with the corresponding parameter;
6661   //   partial specializations are not considered even if their
6662   //   parameter lists match that of the template template parameter.
6663   //
6664   // Note that we also allow template template parameters here, which
6665   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
6666   // partial specializations.
6667   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
6668       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
6669       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) &&
6670       !isa<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
6671     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
6672            "Only function templates are possible here");
6673     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template);
6674     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
6675       << Template;
6676   }
6677
6678   // C++1z [temp.arg.template]p3: (DR 150)
6679   //   A template-argument matches a template template-parameter P when P
6680   //   is at least as specialized as the template-argument A.
6681   if (getLangOpts().RelaxedTemplateTemplateArgs) {
6682     // Quick check for the common case:
6683     //   If P contains a parameter pack, then A [...] matches P if each of A's
6684     //   template parameters matches the corresponding template parameter in
6685     //   the template-parameter-list of P.
6686     if (TemplateParameterListsAreEqual(
6687             Template->getTemplateParameters(), Params, false,
6688             TPL_TemplateTemplateArgumentMatch, Arg.getLocation()))
6689       return false;
6690
6691     if (isTemplateTemplateParameterAtLeastAsSpecializedAs(Params, Template,
6692                                                           Arg.getLocation()))
6693       return false;
6694     // FIXME: Produce better diagnostics for deduction failures.
6695   }
6696
6697   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
6698                                          Params,
6699                                          true,
6700                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
6701                                          Arg.getLocation());
6702 }
6703
6704 /// Given a non-type template argument that refers to a
6705 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
6706 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
6707 /// declaration.
6708 ExprResult
6709 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6710                                               QualType ParamType,
6711                                               SourceLocation Loc) {
6712   // C++ [temp.param]p8:
6713   //
6714   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
6715   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
6716   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
6717   if (ParamType->isArrayType())
6718     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
6719   else if (ParamType->isFunctionType())
6720     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
6721
6722   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
6723   // parameter's type.
6724   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
6725     return ImpCastExprToType(
6726              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
6727                              ParamType,
6728                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
6729                                ? CK_NullToMemberPointer
6730                                : CK_NullToPointer);
6731   }
6732   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
6733          "Only declaration template arguments permitted here");
6734
6735   ValueDecl *VD = Arg.getAsDecl();
6736
6737   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
6738       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
6739        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
6740     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
6741     // Determine whether the non-type template template parameter is of
6742     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
6743     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
6744     // would refer to the member itself.
6745     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
6746       QualType ClassType
6747         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
6748       NestedNameSpecifier *Qualifier
6749         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
6750                                       ClassType.getTypePtr());
6751       CXXScopeSpec SS;
6752       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
6753
6754       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
6755       // internal consistency's sake, references to instance methods
6756       // are r-values.
6757       ExprValueKind VK = VK_LValue;
6758       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
6759         VK = VK_RValue;
6760
6761       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
6762                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
6763                                             VK,
6764                                             Loc,
6765                                             &SS);
6766       if (RefExpr.isInvalid())
6767         return ExprError();
6768
6769       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6770
6771       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
6772       // the element type on the parameter could be more qualified than the
6773       // element type in the expression we constructed.
6774       bool ObjCLifetimeConversion;
6775       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6776                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
6777                                     ObjCLifetimeConversion))
6778         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
6779
6780       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
6781              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6782                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
6783       return RefExpr;
6784     }
6785   }
6786
6787   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
6788
6789   if (ParamType->isPointerType()) {
6790     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
6791     // address of the declaration.
6792     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
6793     if (RefExpr.isInvalid())
6794       return ExprError();
6795
6796     if (!Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType->getPointeeType(), T) &&
6797         (T->isFunctionType() || T->isArrayType())) {
6798       // Decay functions and arrays unless we're forming a pointer to array.
6799       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
6800       if (RefExpr.isInvalid())
6801         return ExprError();
6802
6803       return RefExpr;
6804     }
6805
6806     // Take the address of everything else
6807     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6808   }
6809
6810   ExprValueKind VK = VK_RValue;
6811
6812   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
6813   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
6814   // type that the reference refers to.
6815   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6816     VK = VK_LValue;
6817     T = Context.getQualifiedType(T,
6818                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
6819   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
6820     // References to functions are always lvalues.
6821     VK = VK_LValue;
6822   }
6823
6824   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
6825 }
6826
6827 /// Construct a new expression that refers to the given
6828 /// integral template argument with the given source-location
6829 /// information.
6830 ///
6831 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
6832 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
6833 /// literal value.
6834 ExprResult
6835 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6836                                                   SourceLocation Loc) {
6837   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
6838          "Operation is only valid for integral template arguments");
6839   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
6840
6841   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
6842   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
6843   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
6844   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
6845   // type of literal for it.
6846   QualType T = OrigT;
6847   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
6848     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
6849
6850   Expr *E;
6851   if (T->isAnyCharacterType()) {
6852     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
6853     if (T->isWideCharType())
6854       Kind = CharacterLiteral::Wide;
6855     else if (T->isChar8Type() && getLangOpts().Char8)
6856       Kind = CharacterLiteral::UTF8;
6857     else if (T->isChar16Type())
6858       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
6859     else if (T->isChar32Type())
6860       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
6861     else
6862       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
6863
6864     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
6865                                        Kind, T, Loc);
6866   } else if (T->isBooleanType()) {
6867     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
6868                                          T, Loc);
6869   } else if (T->isNullPtrType()) {
6870     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
6871   } else {
6872     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
6873   }
6874
6875   if (OrigT->isEnumeralType()) {
6876     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
6877     // non-type template parameters.
6878     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
6879                                nullptr,
6880                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
6881                                Loc, Loc);
6882   }
6883
6884   return E;
6885 }
6886
6887 /// Match two template parameters within template parameter lists.
6888 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
6889                                        bool Complain,
6890                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6891                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
6892   // Check the actual kind (type, non-type, template).
6893   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
6894     if (Complain) {
6895       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
6896       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6897         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6898         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
6899       }
6900       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6901         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6902       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
6903         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6904     }
6905
6906     return false;
6907   }
6908
6909   // Check that both are parameter packs or neither are parameter packs.
6910   // However, if we are matching a template template argument to a
6911   // template template parameter, the template template parameter can have
6912   // a parameter pack where the template template argument does not.
6913   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
6914       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6915         Old->isTemplateParameterPack())) {
6916     if (Complain) {
6917       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
6918       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6919         S.Diag(TemplateArgLoc,
6920              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6921         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
6922       }
6923
6924       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
6925                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
6926                       : 2;
6927       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6928         << ParamKind << New->isParameterPack();
6929       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
6930         << ParamKind << Old->isParameterPack();
6931     }
6932
6933     return false;
6934   }
6935
6936   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
6937   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
6938                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
6939     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
6940
6941     // If we are matching a template template argument to a template
6942     // template parameter and one of the non-type template parameter types
6943     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
6944     // to actually compare the arguments.
6945     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6946         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
6947          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
6948       return true;
6949
6950     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
6951       if (Complain) {
6952         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
6953         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6954           S.Diag(TemplateArgLoc,
6955                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6956           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
6957         }
6958         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
6959           << NewNTTP->getType()
6960           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6961         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
6962                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
6963           << OldNTTP->getType();
6964       }
6965
6966       return false;
6967     }
6968
6969     return true;
6970   }
6971
6972   // For template template parameters, check the template parameter types.
6973   // The template parameter lists of template template
6974   // parameters must agree.
6975   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
6976                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
6977     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
6978     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
6979                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
6980                                             Complain,
6981                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
6982                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
6983                                            : Kind),
6984                                             TemplateArgLoc);
6985   }
6986
6987   return true;
6988 }
6989
6990 /// Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
6991 /// lists.
6992 static
6993 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
6994                                                 TemplateParameterList *New,
6995                                                 TemplateParameterList *Old,
6996                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6997                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
6998   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
6999   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
7000     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
7001     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
7002   }
7003   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
7004     << (New->size() > Old->size())
7005     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
7006     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
7007   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
7008     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
7009     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
7010 }
7011
7012 /// Determine whether the given template parameter lists are
7013 /// equivalent.
7014 ///
7015 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
7016 /// source code as part of a new template declaration.
7017 ///
7018 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
7019 /// name lookup of the template declared with this template parameter
7020 /// list.
7021 ///
7022 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
7023 /// the template parameter lists are not equivalent.
7024 ///
7025 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
7026 ///
7027 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
7028 /// are actually checking the template parameter list of a template
7029 /// argument (New) against the template parameter list of its
7030 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
7031 /// slightly different diagnostics in this scenario.
7032 ///
7033 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
7034 /// otherwise.
7035 bool
7036 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
7037                                      TemplateParameterList *Old,
7038                                      bool Complain,
7039                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
7040                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
7041   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
7042     if (Complain)
7043       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
7044                                                  TemplateArgLoc);
7045
7046     return false;
7047   }
7048
7049   // C++0x [temp.arg.template]p3:
7050   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
7051   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
7052   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
7053   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
7054   //   template-parameter-list of P. [...]
7055   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
7056   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
7057   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
7058                                     OldParmEnd = Old->end();
7059        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
7060     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
7061         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
7062       if (NewParm == NewParmEnd) {
7063         if (Complain)
7064           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
7065                                                      TemplateArgLoc);
7066
7067         return false;
7068       }
7069
7070       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
7071                                       Kind, TemplateArgLoc))
7072         return false;
7073
7074       ++NewParm;
7075       continue;
7076     }
7077
7078     // C++0x [temp.arg.template]p3:
7079     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
7080     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
7081     //   template parameters or template parameter packs in the
7082     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
7083     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
7084     //   parameters are template parameter packs).
7085     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
7086       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
7087                                       Kind, TemplateArgLoc))
7088         return false;
7089     }
7090   }
7091
7092   // Make sure we exhausted all of the arguments.
7093   if (NewParm != NewParmEnd) {
7094     if (Complain)
7095       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
7096                                                  TemplateArgLoc);
7097
7098     return false;
7099   }
7100
7101   return true;
7102 }
7103
7104 /// Check whether a template can be declared within this scope.
7105 ///
7106 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
7107 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
7108 bool
7109 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
7110   if (!S)
7111     return false;
7112
7113   // Find the nearest enclosing declaration scope.
7114   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
7115          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
7116     S = S->getParent();
7117
7118   // C++ [temp]p4:
7119   //   A template [...] shall not have C linkage.
7120   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
7121   if (Ctx && Ctx->isExternCContext()) {
7122     Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
7123         << TemplateParams->getSourceRange();
7124     if (const LinkageSpecDecl *LSD = Ctx->getExternCContext())
7125       Diag(LSD->getExternLoc(), diag::note_extern_c_begins_here);
7126     return true;
7127   }
7128   Ctx = Ctx->getRedeclContext();
7129
7130   // C++ [temp]p2:
7131   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
7132   //   class scope declaration.
7133   if (Ctx) {
7134     if (Ctx->isFileContext())
7135       return false;
7136     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
7137       // C++ [temp.mem]p2:
7138       //   A local class shall not have member templates.
7139       if (RD->isLocalClass())
7140         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7141                     diag::err_template_inside_local_class)
7142           << TemplateParams->getSourceRange();
7143       else
7144         return false;
7145     }
7146   }
7147
7148   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7149               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
7150     << TemplateParams->getSourceRange();
7151 }
7152
7153 /// Determine what kind of template specialization the given declaration
7154 /// is.
7155 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
7156   if (!D)
7157     return TSK_Undeclared;
7158
7159   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
7160     return Record->getTemplateSpecializationKind();
7161   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7162     return Function->getTemplateSpecializationKind();
7163   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
7164     return Var->getTemplateSpecializationKind();
7165
7166   return TSK_Undeclared;
7167 }
7168
7169 /// Check whether a specialization is well-formed in the current
7170 /// context.
7171 ///
7172 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
7173 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
7174 ///
7175 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
7176 /// performed.
7177 ///
7178 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
7179 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
7180 /// a member of a class template (member function, static data member,
7181 /// member class).
7182 ///
7183 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
7184 ///
7185 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
7186 /// this entity.
7187 ///
7188 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
7189 /// a class template.
7190 ///
7191 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
7192 /// otherwise.
7193 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
7194                                              NamedDecl *Specialized,
7195                                              NamedDecl *PrevDecl,
7196                                              SourceLocation Loc,
7197                                              bool IsPartialSpecialization) {
7198   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
7199   // various diagnostics emitted by this routine.
7200   int EntityKind = 0;
7201   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
7202     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
7203   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
7204     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
7205   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
7206     EntityKind = 4;
7207   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
7208     EntityKind = 5;
7209   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
7210     EntityKind = 6;
7211   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
7212     EntityKind = 7;
7213   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
7214     EntityKind = 8;
7215   else {
7216     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
7217       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
7218     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7219     return true;
7220   }
7221
7222   // C++ [temp.expl.spec]p2:
7223   //   An explicit specialization may be declared in any scope in which
7224   //   the corresponding primary template may be defined.
7225   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
7226     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
7227       << Specialized;
7228     return true;
7229   }
7230
7231   // C++ [temp.class.spec]p6:
7232   //   A class template partial specialization may be declared in any
7233   //   scope in which the primary template may be defined.
7234   DeclContext *SpecializedContext =
7235       Specialized->getDeclContext()->getRedeclContext();
7236   DeclContext *DC = S.CurContext->getRedeclContext();
7237
7238   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in the same
7239   // scope or an enclosing namespace.
7240   if (!(DC->isFileContext() ? DC->Encloses(SpecializedContext)
7241                             : DC->Equals(SpecializedContext))) {
7242     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
7243       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
7244         << EntityKind << Specialized;
7245     else {
7246       auto *ND = cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
7247       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
7248       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt && !DC->isRecord())
7249         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
7250       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
7251                         << ND << isa<CXXRecordDecl>(ND);
7252     }
7253
7254     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7255
7256     // Don't allow specializing in the wrong class during error recovery.
7257     // Otherwise, things can go horribly wrong.
7258     if (DC->isRecord())
7259       return true;
7260   }
7261
7262   return false;
7263 }
7264
7265 static SourceRange findTemplateParameterInType(unsigned Depth, Expr *E) {
7266   if (!E->isTypeDependent())
7267     return SourceLocation();
7268   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7269   Checker.TraverseStmt(E);
7270   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7271     return E->getSourceRange();
7272   return Checker.MatchLoc;
7273 }
7274
7275 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
7276   if (!TL.getType()->isDependentType())
7277     return SourceLocation();
7278   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7279   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
7280   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7281     return TL.getSourceRange();
7282   return Checker.MatchLoc;
7283 }
7284
7285 /// Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
7286 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
7287 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7288     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
7289     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
7290   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
7291     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
7292       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7293               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
7294               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
7295         return true;
7296
7297       continue;
7298     }
7299
7300     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
7301       continue;
7302
7303     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
7304
7305     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
7306     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
7307       ArgExpr = Expansion->getPattern();
7308
7309     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
7310     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
7311       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
7312
7313     // C++ [temp.class.spec]p8:
7314     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
7315     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
7316     //   specialized.
7317     //
7318     // Below, we check the two conditions that only apply to
7319     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
7320     // arguments.
7321     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
7322       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
7323         continue;
7324
7325     // C++ [temp.class.spec]p9:
7326     //   Within the argument list of a class template partial
7327     //   specialization, the following restrictions apply:
7328     //     -- A partially specialized non-type argument expression
7329     //        shall not involve a template parameter of the partial
7330     //        specialization except when the argument expression is a
7331     //        simple identifier.
7332     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
7333     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
7334     //        parameter of the specialization.
7335     // DR1315 removes the first bullet, leaving an incoherent set of rules.
7336     // We implement a compromise between the original rules and DR1315:
7337     //     --  A specialized non-type template argument shall not be
7338     //         type-dependent and the corresponding template parameter
7339     //         shall have a non-dependent type.
7340     SourceRange ParamUseRange =
7341         findTemplateParameterInType(Param->getDepth(), ArgExpr);
7342     if (ParamUseRange.isValid()) {
7343       if (IsDefaultArgument) {
7344         S.Diag(TemplateNameLoc,
7345                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
7346         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7347                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
7348           << ParamUseRange;
7349       } else {
7350         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7351                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
7352           << ParamUseRange;
7353       }
7354       return true;
7355     }
7356
7357     ParamUseRange = findTemplateParameter(
7358         Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
7359     if (ParamUseRange.isValid()) {
7360       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
7361              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
7362         << Param->getType();
7363       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
7364         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange())
7365         << ParamUseRange;
7366       return true;
7367     }
7368   }
7369
7370   return false;
7371 }
7372
7373 /// Check the non-type template arguments of a class template
7374 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
7375 ///
7376 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
7377 /// \param PrimaryTemplate the template parameters of the primary class
7378 ///        template.
7379 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
7380 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
7381 ///        partial specialization.
7382 ///
7383 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
7384 bool Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
7385     SourceLocation TemplateNameLoc, TemplateDecl *PrimaryTemplate,
7386     unsigned NumExplicit, ArrayRef<TemplateArgument> TemplateArgs) {
7387   // We have to be conservative when checking a template in a dependent
7388   // context.
7389   if (PrimaryTemplate->getDeclContext()->isDependentContext())
7390     return false;
7391
7392   TemplateParameterList *TemplateParams =
7393       PrimaryTemplate->getTemplateParameters();
7394   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7395     NonTypeTemplateParmDecl *Param
7396       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
7397     if (!Param)
7398       continue;
7399
7400     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(*this, TemplateNameLoc,
7401                                                       Param, &TemplateArgs[I],
7402                                                       1, I >= NumExplicit))
7403       return true;
7404   }
7405
7406   return false;
7407 }
7408
7409 DeclResult Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(
7410     Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK, SourceLocation KWLoc,
7411     SourceLocation ModulePrivateLoc, TemplateIdAnnotation &TemplateId,
7412     const ParsedAttributesView &Attr,
7413     MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists, SkipBodyInfo *SkipBody) {
7414   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
7415
7416   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
7417
7418   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
7419   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
7420   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
7421     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
7422   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
7423   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
7424   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
7425
7426   // Find the class template we're specializing
7427   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
7428   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
7429     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
7430
7431   if (!ClassTemplate) {
7432     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
7433       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
7434           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
7435     return true;
7436   }
7437
7438   bool isMemberSpecialization = false;
7439   bool isPartialSpecialization = false;
7440
7441   // Check the validity of the template headers that introduce this
7442   // template.
7443   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
7444   // friend declarations.
7445   bool Invalid = false;
7446   TemplateParameterList *TemplateParams =
7447       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
7448           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
7449           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isMemberSpecialization,
7450           Invalid);
7451   if (Invalid)
7452     return true;
7453
7454   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
7455     isPartialSpecialization = true;
7456
7457     if (TUK == TUK_Friend) {
7458       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
7459         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7460       return true;
7461     }
7462
7463     // C++ [temp.class.spec]p10:
7464     //   The template parameter list of a specialization shall not
7465     //   contain default template argument values.
7466     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7467       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
7468       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
7469         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7470           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
7471                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
7472           TTP->removeDefaultArgument();
7473         }
7474       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
7475                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
7476         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
7477           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
7478                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7479             << DefArg->getSourceRange();
7480           NTTP->removeDefaultArgument();
7481         }
7482       } else {
7483         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
7484         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7485           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
7486                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7487             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
7488           TTP->removeDefaultArgument();
7489         }
7490       }
7491     }
7492   } else if (TemplateParams) {
7493     if (TUK == TUK_Friend)
7494       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
7495         << FixItHint::CreateRemoval(
7496                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7497                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
7498         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7499   } else {
7500     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
7501   }
7502
7503   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7504   // original template.
7505   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7506   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
7507   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7508                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
7509                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7510     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7511       << ClassTemplate
7512       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7513                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7514     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7515          diag::note_previous_use);
7516     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7517   }
7518
7519   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7520   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7521       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
7522
7523   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
7524   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7525     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
7526                                         UPPC_PartialSpecialization))
7527       return true;
7528
7529   // Check that the template argument list is well-formed for this
7530   // template.
7531   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7532   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7533                                 TemplateArgs, false, Converted))
7534     return true;
7535
7536   // Find the class template (partial) specialization declaration that
7537   // corresponds to these arguments.
7538   if (isPartialSpecialization) {
7539     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, ClassTemplate,
7540                                                TemplateArgs.size(), Converted))
7541       return true;
7542
7543     // FIXME: Move this to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
7544     // also do it during instantiation.
7545     bool InstantiationDependent;
7546     if (!Name.isDependent() &&
7547         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
7548             TemplateArgs.arguments(), InstantiationDependent)) {
7549       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
7550         << ClassTemplate->getDeclName();
7551       isPartialSpecialization = false;
7552     }
7553   }
7554
7555   void *InsertPos = nullptr;
7556   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
7557
7558   if (isPartialSpecialization)
7559     // FIXME: Template parameter list matters, too
7560     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
7561   else
7562     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7563
7564   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7565
7566   // Check whether we can declare a class template specialization in
7567   // the current scope.
7568   if (TUK != TUK_Friend &&
7569       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
7570                                        TemplateNameLoc,
7571                                        isPartialSpecialization))
7572     return true;
7573
7574   // The canonical type
7575   QualType CanonType;
7576   if (isPartialSpecialization) {
7577     // Build the canonical type that describes the converted template
7578     // arguments of the class template partial specialization.
7579     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7580     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
7581                                                       Converted);
7582
7583     if (Context.hasSameType(CanonType,
7584                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
7585       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
7586       //
7587       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
7588       //      to the implicit argument list of the primary template.
7589       //
7590       // This rule has since been removed, because it's redundant given DR1495,
7591       // but we keep it because it produces better diagnostics and recovery.
7592       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
7593         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
7594         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
7595       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
7596                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
7597                                 TemplateNameLoc,
7598                                 Attr,
7599                                 TemplateParams,
7600                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7601                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
7602                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
7603                                 TemplateParameterLists.data());
7604     }
7605
7606     // Create a new class template partial specialization declaration node.
7607     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
7608       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
7609     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
7610       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7611                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7612                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
7613                                                        TemplateParams,
7614                                                        ClassTemplate,
7615                                                        Converted,
7616                                                        TemplateArgs,
7617                                                        CanonType,
7618                                                        PrevPartial);
7619     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
7620     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
7621       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
7622           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
7623     }
7624
7625     if (!PrevPartial)
7626       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
7627     Specialization = Partial;
7628
7629     // If we are providing an explicit specialization of a member class
7630     // template specialization, make a note of that.
7631     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
7632       PrevPartial->setMemberSpecialization();
7633
7634     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
7635   } else {
7636     // Create a new class template specialization declaration node for
7637     // this explicit specialization or friend declaration.
7638     Specialization
7639       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7640                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7641                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7642                                                 ClassTemplate,
7643                                                 Converted,
7644                                                 PrevDecl);
7645     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7646     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
7647       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
7648                                                     TemplateParameterLists);
7649     }
7650
7651     if (!PrevDecl)
7652       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7653
7654     if (CurContext->isDependentContext()) {
7655       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7656       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
7657           CanonTemplate, Converted);
7658     } else {
7659       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
7660     }
7661   }
7662
7663   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7664   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7665   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7666   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7667   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7668   //   use occurs; no diagnostic is required.
7669   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
7670     bool Okay = false;
7671     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7672       // Is there any previous explicit specialization declaration?
7673       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7674         Okay = true;
7675         break;
7676       }
7677     }
7678
7679     if (!Okay) {
7680       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7681       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7682         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
7683
7684       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7685            diag::note_instantiation_required_here)
7686         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
7687                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
7688       return true;
7689     }
7690   }
7691
7692   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
7693   if (TUK != TUK_Friend)
7694     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7695
7696   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
7697   if (TUK == TUK_Definition) {
7698     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
7699     NamedDecl *Hidden = nullptr;
7700     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
7701       SkipBody->ShouldSkip = true;
7702       makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
7703       // From here on out, treat this as just a redeclaration.
7704       TUK = TUK_Declaration;
7705     } else if (Def) {
7706       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7707       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition) << Specialization << Range;
7708       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
7709       Specialization->setInvalidDecl();
7710       return true;
7711     }
7712   }
7713
7714   ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7715
7716   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
7717   // the ASTContext lays out the structure.
7718   if (TUK == TUK_Definition) {
7719     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
7720     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
7721   }
7722
7723   if (ModulePrivateLoc.isValid())
7724     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
7725       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
7726       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
7727
7728   // Build the fully-sugared type for this class template
7729   // specialization as the user wrote in the specialization
7730   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
7731   // from the specialization's declaration the way that the user
7732   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
7733   // name based on the "canonical" representation used to store the
7734   // template arguments in the specialization.
7735   TypeSourceInfo *WrittenTy
7736     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7737                                                 TemplateArgs, CanonType);
7738   if (TUK != TUK_Friend) {
7739     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7740     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7741   }
7742
7743   // C++ [temp.expl.spec]p9:
7744   //   A template explicit specialization is in the scope of the
7745   //   namespace in which the template was defined.
7746   //
7747   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
7748   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
7749   // but we also maintain the lexical context where the actual
7750   // definition occurs.
7751   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7752
7753   // We may be starting the definition of this specialization.
7754   if (TUK == TUK_Definition)
7755     Specialization->startDefinition();
7756
7757   if (TUK == TUK_Friend) {
7758     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
7759                                             TemplateNameLoc,
7760                                             WrittenTy,
7761                                             /*FIXME:*/KWLoc);
7762     Friend->setAccess(AS_public);
7763     CurContext->addDecl(Friend);
7764   } else {
7765     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
7766     // be seen when iterating through the list of declarations in that
7767     // context. However, specializations are not found by name lookup.
7768     CurContext->addDecl(Specialization);
7769   }
7770   return Specialization;
7771 }
7772
7773 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
7774                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
7775                                     Declarator &D) {
7776   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
7777   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
7778   return NewDecl;
7779 }
7780
7781 /// Strips various properties off an implicit instantiation
7782 /// that has just been explicitly specialized.
7783 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
7784   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
7785   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
7786
7787   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7788     FD->setInlineSpecified(false);
7789 }
7790
7791 /// Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
7792 //  declaration or definition.
7793 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
7794     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
7795   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7796   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7797   // until a valid name loc is found.
7798   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
7799   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
7800        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7801     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
7802   }
7803   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
7804          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7805   return PrevDiagLoc;
7806 }
7807
7808 /// Diagnose cases where we have an explicit template specialization
7809 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
7810 /// for those cases where they are required and determining whether the
7811 /// new specialization/instantiation will have any effect.
7812 ///
7813 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
7814 /// instantiation.
7815 ///
7816 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
7817 ///
7818 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
7819 ///
7820 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
7821 ///
7822 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
7823 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
7824 ///
7825 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
7826 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
7827 ///
7828 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
7829 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
7830 bool
7831 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
7832                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
7833                                              NamedDecl *PrevDecl,
7834                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
7835                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
7836                                              bool &HasNoEffect) {
7837   HasNoEffect = false;
7838
7839   switch (NewTSK) {
7840   case TSK_Undeclared:
7841   case TSK_ImplicitInstantiation:
7842     assert(
7843         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
7844         "previous declaration must be implicit!");
7845     return false;
7846
7847   case TSK_ExplicitSpecialization:
7848     switch (PrevTSK) {
7849     case TSK_Undeclared:
7850     case TSK_ExplicitSpecialization:
7851       // Okay, we're just specializing something that is either already
7852       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
7853       // instantiation.
7854       return false;
7855
7856     case TSK_ImplicitInstantiation:
7857       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
7858         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
7859         // still okay to specialize it.
7860         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
7861         return false;
7862       }
7863       // Fall through
7864       LLVM_FALLTHROUGH;
7865
7866     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7867     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7868       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7869               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
7870              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7871
7872       // C++ [temp.expl.spec]p6:
7873       //   If a template, a member template or the member of a class template
7874       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
7875       //   before the first use of that specialization that would cause an
7876       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
7877       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
7878       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7879         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7880         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
7881           return false;
7882       }
7883
7884       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7885         << PrevDecl;
7886       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
7887         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
7888
7889       return true;
7890     }
7891     llvm_unreachable("The switch over PrevTSK must be exhaustive.");
7892
7893   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7894     switch (PrevTSK) {
7895     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7896       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
7897       HasNoEffect = true;
7898       return false;
7899
7900     case TSK_Undeclared:
7901     case TSK_ImplicitInstantiation:
7902       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7903       // implicitly instantiated; that's fine.
7904       return false;
7905
7906     case TSK_ExplicitSpecialization:
7907       // C++0x [temp.explicit]p4:
7908       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7909       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7910       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7911       //   effect.
7912       HasNoEffect = true;
7913       return false;
7914
7915     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7916       // C++0x [temp.explicit]p10:
7917       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
7918       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
7919       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
7920       Diag(NewLoc,
7921            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
7922
7923       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7924       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7925       // until a valid name loc is found.
7926       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7927            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
7928       HasNoEffect = true;
7929       return false;
7930     }
7931
7932   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7933     switch (PrevTSK) {
7934     case TSK_Undeclared:
7935     case TSK_ImplicitInstantiation:
7936       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7937       // implicitly instantiated; that's fine.
7938       return false;
7939
7940     case TSK_ExplicitSpecialization:
7941       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
7942       //   For a given set of template parameters, if an explicit
7943       //   instantiation of a template appears after a declaration of
7944       //   an explicit specialization for that template, the explicit
7945       //   instantiation has no effect.
7946       Diag(NewLoc, diag::warn_explicit_instantiation_after_specialization)
7947         << PrevDecl;
7948       Diag(PrevDecl->getLocation(),
7949            diag::note_previous_template_specialization);
7950       HasNoEffect = true;
7951       return false;
7952
7953     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7954       // We're explicitly instantiating a definition for something for which we
7955       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
7956
7957       // C++0x [temp.explicit]p4:
7958       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7959       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7960       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7961       //   effect.
7962       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7963         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7964         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7965           HasNoEffect = true;
7966           break;
7967         }
7968       }
7969
7970       return false;
7971
7972     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7973       // C++0x [temp.spec]p5:
7974       //   For a given template and a given set of template-arguments,
7975       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
7976       //       in a program,
7977
7978       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
7979       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
7980                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
7981                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
7982           << PrevDecl;
7983       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7984            diag::note_previous_explicit_instantiation);
7985       HasNoEffect = true;
7986       return false;
7987     }
7988   }
7989
7990   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
7991 }
7992
7993 /// Perform semantic analysis for the given dependent function
7994 /// template specialization.
7995 ///
7996 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
7997 /// is with a friend declaration, like so:
7998 ///
7999 /// \code
8000 ///   template \<class T> void foo(T);
8001 ///   template \<class T> class A {
8002 ///     friend void foo<>(T);
8003 ///   };
8004 /// \endcode
8005 ///
8006 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
8007 /// just store the information.
8008 bool
8009 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
8010                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
8011                                                    LookupResult &Previous) {
8012   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
8013   // the correct context.
8014   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
8015   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
8016   enum DiscardReason { NotAFunctionTemplate, NotAMemberOfEnclosing };
8017   SmallVector<std::pair<DiscardReason, Decl *>, 8> DiscardedCandidates;
8018   while (F.hasNext()) {
8019     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
8020     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D)) {
8021       F.erase();
8022       DiscardedCandidates.push_back(std::make_pair(NotAFunctionTemplate, D));
8023       continue;
8024     }
8025
8026     if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
8027             D->getDeclContext()->getRedeclContext())) {
8028       F.erase();
8029       DiscardedCandidates.push_back(std::make_pair(NotAMemberOfEnclosing, D));
8030       continue;
8031     }
8032   }
8033   F.done();
8034
8035   if (Previous.empty()) {
8036     Diag(FD->getLocation(),
8037          diag::err_dependent_function_template_spec_no_match);
8038     for (auto &P : DiscardedCandidates)
8039       Diag(P.second->getLocation(),
8040            diag::note_dependent_function_template_spec_discard_reason)
8041           << P.first;
8042     return true;
8043   }
8044
8045   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
8046                                          ExplicitTemplateArgs);
8047   return false;
8048 }
8049
8050 /// Perform semantic analysis for the given function template
8051 /// specialization.
8052 ///
8053 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8054 /// explicit function template specialization. On successful completion,
8055 /// the function declaration \p FD will become a function template
8056 /// specialization.
8057 ///
8058 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
8059 /// function template specialization.
8060 ///
8061 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
8062 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
8063 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
8064 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
8065 ///
8066 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
8067 /// this function specialization.
8068 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
8069     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
8070     LookupResult &Previous) {
8071   // The set of function template specializations that could match this
8072   // explicit function template specialization.
8073   UnresolvedSet<8> Candidates;
8074   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
8075                                             /*ForTakingAddress=*/false);
8076
8077   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
8078       ConvertedTemplateArgs;
8079
8080   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
8081   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8082          I != E; ++I) {
8083     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
8084     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
8085       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
8086       // FD.
8087       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
8088                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
8089         continue;
8090
8091       // When matching a constexpr member function template specialization
8092       // against the primary template, we don't yet know whether the
8093       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
8094       // it will be a static member function until we know which template it
8095       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
8096       QualType FT = FD->getType();
8097       if (FD->isConstexpr()) {
8098         CXXMethodDecl *OldMD =
8099           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
8100         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
8101           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
8102           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
8103           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
8104           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
8105                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
8106         }
8107       }
8108
8109       TemplateArgumentListInfo Args;
8110       if (ExplicitTemplateArgs)
8111         Args = *ExplicitTemplateArgs;
8112
8113       // C++ [temp.expl.spec]p11:
8114       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
8115       //   template-id naming an explicit function template specialization
8116       //   provided it can be deduced from the function argument type.
8117       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
8118       // specializing this template.
8119       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
8120       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
8121       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
8122       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
8123               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
8124               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization,
8125               Info)) {
8126         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
8127         // that we can provide nifty diagnostics.
8128         FailedCandidates.addCandidate().set(
8129             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8130             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
8131         (void)TDK;
8132         continue;
8133       }
8134
8135       // Target attributes are part of the cuda function signature, so
8136       // the deduced template's cuda target must match that of the
8137       // specialization.  Given that C++ template deduction does not
8138       // take target attributes into account, we reject candidates
8139       // here that have a different target.
8140       if (LangOpts.CUDA &&
8141           IdentifyCUDATarget(Specialization,
8142                              /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
8143               IdentifyCUDATarget(FD, /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true)) {
8144         FailedCandidates.addCandidate().set(
8145             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8146             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
8147         continue;
8148       }
8149
8150       // Record this candidate.
8151       if (ExplicitTemplateArgs)
8152         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
8153       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
8154     }
8155   }
8156
8157   // Find the most specialized function template.
8158   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
8159       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
8160       FD->getLocation(),
8161       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
8162       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
8163           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
8164       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
8165
8166   if (Result == Candidates.end())
8167     return true;
8168
8169   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
8170   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
8171
8172   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
8173     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
8174   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
8175
8176   // Note: do not overwrite location info if previous template
8177   // specialization kind was explicit.
8178   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
8179   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
8180     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
8181     Specialization->setLexicalDeclContext(FD->getLexicalDeclContext());
8182     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
8183     // function can differ from the template declaration with respect to
8184     // the constexpr specifier.
8185     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8186     // FIXME: What if there are multiple such prior declarations (for instance,
8187     // from different modules)?
8188     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
8189   }
8190
8191   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
8192   // If so, we have run afoul of .
8193
8194   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
8195   // an explicit specialization.
8196   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
8197
8198   // Check the scope of this explicit specialization.
8199   if (!isFriend &&
8200       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8201                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
8202                                        Specialization, FD->getLocation(),
8203                                        false))
8204     return true;
8205
8206   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8207   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8208   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8209   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8210   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8211   //   use occurs; no diagnostic is required.
8212   bool HasNoEffect = false;
8213   if (!isFriend &&
8214       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
8215                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8216                                              Specialization,
8217                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8218                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
8219                                              HasNoEffect))
8220     return true;
8221
8222   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
8223   // clients know that this is an explicit specialization.
8224   if (!isFriend) {
8225     // Since explicit specializations do not inherit '=delete' from their
8226     // primary function template - check if the 'specialization' that was
8227     // implicitly generated (during template argument deduction for partial
8228     // ordering) from the most specialized of all the function templates that
8229     // 'FD' could have been specializing, has a 'deleted' definition.  If so,
8230     // first check that it was implicitly generated during template argument
8231     // deduction by making sure it wasn't referenced, and then reset the deleted
8232     // flag to not-deleted, so that we can inherit that information from 'FD'.
8233     if (Specialization->isDeleted() && !SpecInfo->isExplicitSpecialization() &&
8234         !Specialization->getCanonicalDecl()->isReferenced()) {
8235       // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8236       assert(
8237           Specialization->getCanonicalDecl() == Specialization &&
8238           "This must be the only existing declaration of this specialization");
8239       // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8240       Specialization->setDeletedAsWritten(false);
8241     }
8242     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8243     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8244     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
8245   }
8246
8247   // Turn the given function declaration into a function template
8248   // specialization, with the template arguments from the previous
8249   // specialization.
8250   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
8251   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
8252     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
8253   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
8254       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
8255       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8256       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
8257
8258   // A function template specialization inherits the target attributes
8259   // of its template.  (We require the attributes explicitly in the
8260   // code to match, but a template may have implicit attributes by
8261   // virtue e.g. of being constexpr, and it passes these implicit
8262   // attributes on to its specializations.)
8263   if (LangOpts.CUDA)
8264     inheritCUDATargetAttrs(FD, *Specialization->getPrimaryTemplate());
8265
8266   // The "previous declaration" for this function template specialization is
8267   // the prior function template specialization.
8268   Previous.clear();
8269   Previous.addDecl(Specialization);
8270   return false;
8271 }
8272
8273 /// Perform semantic analysis for the given non-template member
8274 /// specialization.
8275 ///
8276 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8277 /// explicit member function specialization. On successful completion,
8278 /// the function declaration \p FD will become a member function
8279 /// specialization.
8280 ///
8281 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
8282 /// specialization.
8283 ///
8284 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
8285 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
8286 /// redeclared member.
8287 bool
8288 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
8289   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
8290
8291   // Try to find the member we are instantiating.
8292   NamedDecl *FoundInstantiation = nullptr;
8293   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
8294   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
8295   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
8296
8297   if (Previous.empty()) {
8298     // Nowhere to look anyway.
8299   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8300     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8301            I != E; ++I) {
8302       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
8303       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
8304         QualType Adjusted = Function->getType();
8305         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
8306           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
8307         // This doesn't handle deduced return types, but both function
8308         // declarations should be undeduced at this point.
8309         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
8310           FoundInstantiation = *I;
8311           Instantiation = Method;
8312           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
8313           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
8314           break;
8315         }
8316       }
8317     }
8318   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
8319     VarDecl *PrevVar;
8320     if (Previous.isSingleResult() &&
8321         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
8322       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
8323         FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8324         Instantiation = PrevVar;
8325         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
8326         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
8327       }
8328   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
8329     CXXRecordDecl *PrevRecord;
8330     if (Previous.isSingleResult() &&
8331         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8332       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8333       Instantiation = PrevRecord;
8334       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
8335       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
8336     }
8337   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
8338     EnumDecl *PrevEnum;
8339     if (Previous.isSingleResult() &&
8340         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8341       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8342       Instantiation = PrevEnum;
8343       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
8344       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
8345     }
8346   }
8347
8348   if (!Instantiation) {
8349     // There is no previous declaration that matches. Since member
8350     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
8351     // this mismatch later.
8352     return false;
8353   }
8354
8355   // A member specialization in a friend declaration isn't really declaring
8356   // an explicit specialization, just identifying a specific (possibly implicit)
8357   // specialization. Don't change the template specialization kind.
8358   //
8359   // FIXME: Is this really valid? Other compilers reject.
8360   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
8361     // Preserve instantiation information.
8362     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
8363       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
8364                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
8365         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8366     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
8367       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
8368                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
8369         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8370     }
8371
8372     Previous.clear();
8373     Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8374     return false;
8375   }
8376
8377   // Make sure that this is a specialization of a member.
8378   if (!InstantiatedFrom) {
8379     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
8380       << Member;
8381     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
8382     return true;
8383   }
8384
8385   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8386   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8387   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8388   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8389   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8390   //   use occurs; no diagnostic is required.
8391   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
8392
8393   bool HasNoEffect = false;
8394   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
8395                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8396                                              Instantiation,
8397                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8398                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8399                                              HasNoEffect))
8400     return true;
8401
8402   // Check the scope of this explicit specialization.
8403   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8404                                        InstantiatedFrom,
8405                                        Instantiation, Member->getLocation(),
8406                                        false))
8407     return true;
8408
8409   // Note that this member specialization is an "instantiation of" the
8410   // corresponding member of the original template.
8411   if (auto *MemberFunction = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8412     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
8413     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
8414           TSK_ImplicitInstantiation) {
8415       // Explicit specializations of member functions of class templates do not
8416       // inherit '=delete' from the member function they are specializing.
8417       if (InstantiationFunction->isDeleted()) {
8418         // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8419         assert(InstantiationFunction->getCanonicalDecl() ==
8420                InstantiationFunction);
8421         // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8422         InstantiationFunction->setDeletedAsWritten(false);
8423       }
8424     }
8425
8426     MemberFunction->setInstantiationOfMemberFunction(
8427         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8428   } else if (auto *MemberVar = dyn_cast<VarDecl>(Member)) {
8429     MemberVar->setInstantiationOfStaticDataMember(
8430         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8431   } else if (auto *MemberClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Member)) {
8432     MemberClass->setInstantiationOfMemberClass(
8433         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8434   } else if (auto *MemberEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Member)) {
8435     MemberEnum->setInstantiationOfMemberEnum(
8436         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8437   } else {
8438     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8439   }
8440
8441   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
8442   // this specialization matches.
8443   Previous.clear();
8444   Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8445   return false;
8446 }
8447
8448 /// Complete the explicit specialization of a member of a class template by
8449 /// updating the instantiated member to be marked as an explicit specialization.
8450 ///
8451 /// \param OrigD The member declaration instantiated from the template.
8452 /// \param Loc The location of the explicit specialization of the member.
8453 template<typename DeclT>
8454 static void completeMemberSpecializationImpl(Sema &S, DeclT *OrigD,
8455                                              SourceLocation Loc) {
8456   if (OrigD->getTemplateSpecializationKind() != TSK_ImplicitInstantiation)
8457     return;
8458
8459   // FIXME: Inform AST mutation listeners of this AST mutation.
8460   // FIXME: If there are multiple in-class declarations of the member (from
8461   // multiple modules, or a declaration and later definition of a member type),
8462   // should we update all of them?
8463   OrigD->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8464   OrigD->setLocation(Loc);
8465 }
8466
8467 void Sema::CompleteMemberSpecialization(NamedDecl *Member,
8468                                         LookupResult &Previous) {
8469   NamedDecl *Instantiation = cast<NamedDecl>(Member->getCanonicalDecl());
8470   if (Instantiation == Member)
8471     return;
8472
8473   if (auto *Function = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Instantiation))
8474     completeMemberSpecializationImpl(*this, Function, Member->getLocation());
8475   else if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Instantiation))
8476     completeMemberSpecializationImpl(*this, Var, Member->getLocation());
8477   else if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Instantiation))
8478     completeMemberSpecializationImpl(*this, Record, Member->getLocation());
8479   else if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Instantiation))
8480     completeMemberSpecializationImpl(*this, Enum, Member->getLocation());
8481   else
8482     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8483 }
8484
8485 /// Check the scope of an explicit instantiation.
8486 ///
8487 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
8488 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
8489                                             SourceLocation InstLoc,
8490                                             bool WasQualifiedName) {
8491   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
8492   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
8493
8494   if (CurContext->isRecord()) {
8495     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
8496       << D;
8497     return true;
8498   }
8499
8500   // C++11 [temp.explicit]p3:
8501   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
8502   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
8503   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
8504   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
8505   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
8506   //
8507   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
8508   if (WasQualifiedName) {
8509     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
8510       return false;
8511   } else {
8512     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
8513       return false;
8514   }
8515
8516   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
8517     if (WasQualifiedName)
8518       S.Diag(InstLoc,
8519              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8520                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
8521                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
8522         << D << NS;
8523     else
8524       S.Diag(InstLoc,
8525              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8526                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
8527                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
8528         << D << NS;
8529   } else
8530     S.Diag(InstLoc,
8531            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8532              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
8533              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
8534       << D;
8535   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8536   return false;
8537 }
8538
8539 /// Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
8540 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
8541   if (!SS.isSet())
8542     return false;
8543
8544   // C++11 [temp.explicit]p3:
8545   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8546   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8547   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8548   //   name shall be a simple-template-id.
8549   //
8550   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8551   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
8552        NNS = NNS->getPrefix())
8553     if (const Type *T = NNS->getAsType())
8554       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
8555         return true;
8556
8557   return false;
8558 }
8559
8560 /// Make a dllexport or dllimport attr on a class template specialization take
8561 /// effect.
8562 static void dllExportImportClassTemplateSpecialization(
8563     Sema &S, ClassTemplateSpecializationDecl *Def) {
8564   auto *A = cast_or_null<InheritableAttr>(getDLLAttr(Def));
8565   assert(A && "dllExportImportClassTemplateSpecialization called "
8566               "on Def without dllexport or dllimport");
8567
8568   // We reject explicit instantiations in class scope, so there should
8569   // never be any delayed exported classes to worry about.
8570   assert(S.DelayedDllExportClasses.empty() &&
8571          "delayed exports present at explicit instantiation");
8572   S.checkClassLevelDLLAttribute(Def);
8573
8574   // Propagate attribute to base class templates.
8575   for (auto &B : Def->bases()) {
8576     if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8577             B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
8578       S.propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getLocStart());
8579   }
8580
8581   S.referenceDLLExportedClassMethods();
8582 }
8583
8584 // Explicit instantiation of a class template specialization
8585 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(
8586     Scope *S, SourceLocation ExternLoc, SourceLocation TemplateLoc,
8587     unsigned TagSpec, SourceLocation KWLoc, const CXXScopeSpec &SS,
8588     TemplateTy TemplateD, SourceLocation TemplateNameLoc,
8589     SourceLocation LAngleLoc, ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8590     SourceLocation RAngleLoc, const ParsedAttributesView &Attr) {
8591   // Find the class template we're specializing
8592   TemplateName Name = TemplateD.get();
8593   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
8594   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
8595   // original template.
8596   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
8597   assert(Kind != TTK_Enum &&
8598          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
8599
8600   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(TD);
8601
8602   if (!ClassTemplate) {
8603     NonTagKind NTK = getNonTagTypeDeclKind(TD, Kind);
8604     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << TD << NTK << Kind;
8605     Diag(TD->getLocation(), diag::note_previous_use);
8606     return true;
8607   }
8608
8609   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
8610                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
8611                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
8612     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
8613       << ClassTemplate
8614       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
8615                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
8616     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
8617          diag::note_previous_use);
8618     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
8619   }
8620
8621   // C++0x [temp.explicit]p2:
8622   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8623   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8624   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8625   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
8626                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8627                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8628
8629   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
8630     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
8631     for (const ParsedAttr &AL : Attr) {
8632       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLExport) {
8633         Diag(ExternLoc,
8634              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8635         Diag(AL.getLoc(), diag::note_attribute);
8636         break;
8637       }
8638     }
8639
8640     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
8641       Diag(ExternLoc,
8642            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8643       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
8644     }
8645   }
8646
8647   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
8648   // instantiation declarations for most purposes.
8649   bool DLLImportExplicitInstantiationDef = false;
8650   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
8651       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
8652     // Check for dllimport class template instantiation definitions.
8653     bool DLLImport =
8654         ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLImportAttr>();
8655     for (const ParsedAttr &AL : Attr) {
8656       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLImport)
8657         DLLImport = true;
8658       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLExport) {
8659         // dllexport trumps dllimport here.
8660         DLLImport = false;
8661         break;
8662       }
8663     }
8664     if (DLLImport) {
8665       TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8666       DLLImportExplicitInstantiationDef = true;
8667     }
8668   }
8669
8670   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8671   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8672   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8673
8674   // Check that the template argument list is well-formed for this
8675   // template.
8676   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
8677   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8678                                 TemplateArgs, false, Converted))
8679     return true;
8680
8681   // Find the class template specialization declaration that
8682   // corresponds to these arguments.
8683   void *InsertPos = nullptr;
8684   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
8685     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
8686
8687   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
8688     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
8689
8690   // C++0x [temp.explicit]p2:
8691   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8692   //   namespace of its template. [...]
8693   //
8694   // This is C++ DR 275.
8695   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8696                                       SS.isSet()))
8697     return true;
8698
8699   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
8700
8701   bool HasNoEffect = false;
8702   if (PrevDecl) {
8703     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
8704                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
8705                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
8706                                                HasNoEffect))
8707       return PrevDecl;
8708
8709     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
8710     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
8711
8712     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
8713         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
8714       // Since the only prior class template specialization with these
8715       // arguments was referenced but not declared, reuse that
8716       // declaration node as our own, updating the source location
8717       // for the template name to reflect our new declaration.
8718       // (Other source locations will be updated later.)
8719       Specialization = PrevDecl;
8720       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
8721       PrevDecl = nullptr;
8722     }
8723
8724     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8725         DLLImportExplicitInstantiationDef) {
8726       // The new specialization might add a dllimport attribute.
8727       HasNoEffect = false;
8728     }
8729   }
8730
8731   if (!Specialization) {
8732     // Create a new class template specialization declaration node for
8733     // this explicit specialization.
8734     Specialization
8735       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
8736                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
8737                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
8738                                                 ClassTemplate,
8739                                                 Converted,
8740                                                 PrevDecl);
8741     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
8742
8743     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
8744       // Insert the new specialization.
8745       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
8746     }
8747   }
8748
8749   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
8750   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
8751   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
8752   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
8753   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
8754   // on the "canonical" representation used to store the template
8755   // arguments in the specialization.
8756   TypeSourceInfo *WrittenTy
8757     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
8758                                                 TemplateArgs,
8759                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
8760   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
8761
8762   // Set source locations for keywords.
8763   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
8764   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
8765   Specialization->setBraceRange(SourceRange());
8766
8767   bool PreviouslyDLLExported = Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8768   ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
8769
8770   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
8771   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
8772   // just put it into the declaration context directly.
8773   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
8774   CurContext->addDecl(Specialization);
8775
8776   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
8777   if (HasNoEffect) {
8778     // Set the template specialization kind.
8779     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8780     return Specialization;
8781   }
8782
8783   // C++ [temp.explicit]p3:
8784   //   A definition of a class template or class member template
8785   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
8786   //   the class template or class member template.
8787   //
8788   // This check comes when we actually try to perform the
8789   // instantiation.
8790   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
8791     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8792                                               Specialization->getDefinition());
8793   if (!Def)
8794     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
8795   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
8796     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
8797     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
8798   }
8799
8800   // Instantiate the members of this class template specialization.
8801   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8802                                        Specialization->getDefinition());
8803   if (Def) {
8804     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
8805     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
8806     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8807     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8808         (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition ||
8809          DLLImportExplicitInstantiationDef)) {
8810       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
8811       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8812
8813       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
8814           (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8815            Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8816         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8817         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
8818         // MinGW doesn't allow this.
8819         auto *A = cast<InheritableAttr>(
8820             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
8821         A->setInherited(true);
8822         Def->addAttr(A);
8823         dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8824       }
8825     }
8826
8827     // Fix a TSK_ImplicitInstantiation followed by a
8828     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8829     bool NewlyDLLExported =
8830         !PreviouslyDLLExported && Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8831     if (Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation && NewlyDLLExported &&
8832         (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8833          Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8834       // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8835       // attribute to a template with a previous implicit instantiation.
8836       // MinGW doesn't allow this. We limit clang to only adding dllexport, to
8837       // avoid potentially strange codegen behavior.  For example, if we extend
8838       // this conditional to dllimport, and we have a source file calling a
8839       // method on an implicitly instantiated template class instance and then
8840       // declaring a dllimport explicit instantiation definition for the same
8841       // template class, the codegen for the method call will not respect the
8842       // dllimport, while it will with cl. The Def will already have the DLL
8843       // attribute, since the Def and Specialization will be the same in the
8844       // case of Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation, and we already added the
8845       // attribute to the Specialization; we just need to make it take effect.
8846       assert(Def == Specialization &&
8847              "Def and Specialization should match for implicit instantiation");
8848       dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8849     }
8850
8851     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
8852     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
8853     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8854     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
8855   } else {
8856
8857     // Set the template specialization kind.
8858     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8859   }
8860
8861   return Specialization;
8862 }
8863
8864 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
8865 DeclResult
8866 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S, SourceLocation ExternLoc,
8867                                  SourceLocation TemplateLoc, unsigned TagSpec,
8868                                  SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
8869                                  IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
8870                                  const ParsedAttributesView &Attr) {
8871
8872   bool Owned = false;
8873   bool IsDependent = false;
8874   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
8875                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
8876                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
8877                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
8878                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
8879                         /*IsTypeSpecifier*/false,
8880                         /*IsTemplateParamOrArg*/false);
8881   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
8882
8883   if (!TagD)
8884     return true;
8885
8886   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
8887   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
8888
8889   if (Tag->isInvalidDecl())
8890     return true;
8891
8892   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
8893   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
8894   if (!Pattern) {
8895     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
8896       << Context.getTypeDeclType(Record);
8897     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
8898     return true;
8899   }
8900
8901   // C++0x [temp.explicit]p2:
8902   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
8903   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
8904   //   simple-template-id.
8905   //
8906   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8907   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
8908     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8909       << Record << SS.getRange();
8910
8911   // C++0x [temp.explicit]p2:
8912   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8913   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8914   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8915   TemplateSpecializationKind TSK
8916     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8917                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8918
8919   // C++0x [temp.explicit]p2:
8920   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8921   //   namespace of its template. [...]
8922   //
8923   // This is C++ DR 275.
8924   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
8925
8926   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
8927   CXXRecordDecl *PrevDecl
8928     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
8929   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
8930     PrevDecl = Record;
8931   if (PrevDecl) {
8932     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
8933     bool HasNoEffect = false;
8934     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
8935     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
8936                                                PrevDecl,
8937                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8938                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8939                                                HasNoEffect))
8940       return true;
8941     if (HasNoEffect)
8942       return TagD;
8943   }
8944
8945   CXXRecordDecl *RecordDef
8946     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8947   if (!RecordDef) {
8948     // C++ [temp.explicit]p3:
8949     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
8950     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
8951     CXXRecordDecl *Def
8952       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
8953     if (!Def) {
8954       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
8955         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
8956       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
8957         << Pattern;
8958       return true;
8959     } else {
8960       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
8961                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
8962                            TSK))
8963         return true;
8964
8965       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8966       if (!RecordDef)
8967         return true;
8968     }
8969   }
8970
8971   // Instantiate all of the members of the class.
8972   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
8973                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
8974
8975   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
8976     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
8977
8978   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
8979   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
8980   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
8981   // the source code.
8982   return TagD;
8983 }
8984
8985 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8986                                             SourceLocation ExternLoc,
8987                                             SourceLocation TemplateLoc,
8988                                             Declarator &D) {
8989   // Explicit instantiations always require a name.
8990   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
8991   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
8992   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
8993   if (!Name) {
8994     if (!D.isInvalidType())
8995       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
8996            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
8997         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
8998         << D.getSourceRange();
8999
9000     return true;
9001   }
9002
9003   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
9004   // we find one that is.
9005   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
9006          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
9007     S = S->getParent();
9008
9009   // Determine the type of the declaration.
9010   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
9011   QualType R = T->getType();
9012   if (R.isNull())
9013     return true;
9014
9015   // C++ [dcl.stc]p1:
9016   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
9017   //   instantiation (14.7.2) directive.
9018   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
9019     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
9020       << Name;
9021     return true;
9022   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
9023                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
9024     // Complain about then remove the storage class specifier.
9025     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
9026       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
9027
9028     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
9029   }
9030
9031   // C++0x [temp.explicit]p1:
9032   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
9033   //   inline or constexpr specifiers.
9034   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
9035   // well.
9036   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
9037     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
9038          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9039            diag::err_explicit_instantiation_inline :
9040            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
9041       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
9042   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
9043     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
9044     // not already specified.
9045     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
9046          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
9047
9048   // A deduction guide is not on the list of entities that can be explicitly
9049   // instantiated.
9050   if (Name.getNameKind() == DeclarationName::CXXDeductionGuideName) {
9051     Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(), diag::err_deduction_guide_specialized)
9052       << /*explicit instantiation*/ 0;
9053     return true;
9054   }
9055
9056   // C++0x [temp.explicit]p2:
9057   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
9058   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
9059   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
9060   TemplateSpecializationKind TSK
9061     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
9062                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9063
9064   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
9065   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
9066
9067   if (!R->isFunctionType()) {
9068     // C++ [temp.explicit]p1:
9069     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
9070     //   instantiated from the member definition associated with its class
9071     //   template.
9072     // C++1y [temp.explicit]p1:
9073     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
9074     //   instantiated from its template.
9075     if (Previous.isAmbiguous())
9076       return true;
9077
9078     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
9079     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
9080
9081     if (!PrevTemplate) {
9082       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
9083         // We expect to see a data data member here.
9084         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
9085             << Name;
9086         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9087              P != PEnd; ++P)
9088           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9089         return true;
9090       }
9091
9092       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
9093         // FIXME: Check for explicit specialization?
9094         Diag(D.getIdentifierLoc(),
9095              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
9096             << Prev;
9097         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9098         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
9099         return true;
9100       }
9101     } else {
9102       // Explicitly instantiate a variable template.
9103
9104       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
9105       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
9106       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
9107       //
9108       // This includes auto-typed variable template instantiations.
9109       if (R->isUndeducedType()) {
9110         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
9111              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
9112         return true;
9113       }
9114
9115       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId) {
9116         // C++1y [temp.explicit]p3:
9117         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
9118         //   in the declaration shall be a template-id.
9119         Diag(D.getIdentifierLoc(),
9120              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
9121           << PrevTemplate;
9122         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
9123              diag::note_explicit_instantiation_here);
9124         return true;
9125       }
9126
9127       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
9128       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
9129           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9130
9131       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
9132                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
9133       if (Res.isInvalid())
9134         return true;
9135
9136       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
9137       // checking.
9138       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
9139     }
9140
9141     // C++0x [temp.explicit]p2:
9142     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9143     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9144     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9145     //   name shall be a simple-template-id.
9146     //
9147     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9148     //
9149     // This does not apply to variable template specializations, where the
9150     // template-id is in the unqualified-id instead.
9151     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
9152       Diag(D.getIdentifierLoc(),
9153            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9154         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9155
9156     // Check the scope of this explicit instantiation.
9157     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
9158
9159     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
9160     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
9161     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
9162     bool HasNoEffect = false;
9163     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
9164                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
9165       return true;
9166
9167     if (!HasNoEffect) {
9168       // Instantiate static data member or variable template.
9169       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9170       if (PrevTemplate) {
9171         // Merge attributes.
9172         ProcessDeclAttributeList(S, Prev, D.getDeclSpec().getAttributes());
9173       }
9174       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9175         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
9176     }
9177
9178     // Check the new variable specialization against the parsed input.
9179     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
9180       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
9181            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
9182           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
9183       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
9184           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
9185       return true;
9186     }
9187
9188     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
9189     return (Decl*) nullptr;
9190   }
9191
9192   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
9193   // argument list into our AST format.
9194   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
9195   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
9196   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId) {
9197     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9198     HasExplicitTemplateArgs = true;
9199   }
9200
9201   // C++ [temp.explicit]p1:
9202   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
9203   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
9204   //  instantiated from the member definition associated with its class
9205   //  template.
9206   UnresolvedSet<8> TemplateMatches;
9207   FunctionDecl *NonTemplateMatch = nullptr;
9208   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
9209   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9210        P != PEnd; ++P) {
9211     NamedDecl *Prev = *P;
9212     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
9213       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
9214         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType(),
9215                                                 /*AdjustExceptionSpec*/true);
9216         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
9217           if (Method->getPrimaryTemplate()) {
9218             TemplateMatches.addDecl(Method, P.getAccess());
9219           } else {
9220             // FIXME: Can this assert ever happen?  Needs a test.
9221             assert(!NonTemplateMatch && "Multiple NonTemplateMatches");
9222             NonTemplateMatch = Method;
9223           }
9224         }
9225       }
9226     }
9227
9228     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
9229     if (!FunTmpl)
9230       continue;
9231
9232     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
9233     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
9234     if (TemplateDeductionResult TDK
9235           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
9236                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
9237                                                         : nullptr),
9238                                     R, Specialization, Info)) {
9239       // Keep track of almost-matches.
9240       FailedCandidates.addCandidate()
9241           .set(P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9242                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
9243       (void)TDK;
9244       continue;
9245     }
9246
9247     // Target attributes are part of the cuda function signature, so
9248     // the cuda target of the instantiated function must match that of its
9249     // template.  Given that C++ template deduction does not take
9250     // target attributes into account, we reject candidates here that
9251     // have a different target.
9252     if (LangOpts.CUDA &&
9253         IdentifyCUDATarget(Specialization,
9254                            /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
9255             IdentifyCUDATarget(D.getDeclSpec().getAttributes())) {
9256       FailedCandidates.addCandidate().set(
9257           P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9258           MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
9259       continue;
9260     }
9261
9262     TemplateMatches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
9263   }
9264
9265   FunctionDecl *Specialization = NonTemplateMatch;
9266   if (!Specialization) {
9267     // Find the most specialized function template specialization.
9268     UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
9269         TemplateMatches.begin(), TemplateMatches.end(), FailedCandidates,
9270         D.getIdentifierLoc(),
9271         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
9272         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
9273         PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
9274
9275     if (Result == TemplateMatches.end())
9276       return true;
9277
9278     // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
9279     Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
9280   }
9281
9282   // C++11 [except.spec]p4
9283   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
9284   // but is not required.
9285   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
9286   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
9287   // other declarations of that function.
9288   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
9289     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
9290       unsigned DiagID =
9291           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9292       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
9293         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9294       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
9295           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
9296           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
9297           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
9298           Specialization->getLocation(), FPT, D.getLocStart());
9299       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
9300       // warning.
9301       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
9302         return true;
9303     }
9304
9305   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
9306     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9307          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
9308       << Specialization
9309       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
9310           TSK_ExplicitSpecialization);
9311     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9312     return true;
9313   }
9314
9315   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
9316   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
9317     PrevDecl = Specialization;
9318
9319   if (PrevDecl) {
9320     bool HasNoEffect = false;
9321     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
9322                                                PrevDecl,
9323                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
9324                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
9325                                                HasNoEffect))
9326       return true;
9327
9328     // FIXME: We may still want to build some representation of this
9329     // explicit specialization.
9330     if (HasNoEffect)
9331       return (Decl*) nullptr;
9332   }
9333
9334   ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, D.getDeclSpec().getAttributes());
9335
9336   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
9337   // instantiation declarations.
9338   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
9339       Specialization->hasAttr<DLLImportAttr>() &&
9340       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft())
9341     TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9342
9343   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9344
9345   if (Specialization->isDefined()) {
9346     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
9347     // instantiated now, and its linkage might have changed.
9348     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
9349   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9350     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
9351
9352   // C++0x [temp.explicit]p2:
9353   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9354   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9355   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9356   //   name shall be a simple-template-id.
9357   //
9358   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9359   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
9360   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
9361       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
9362       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
9363     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9364          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9365     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9366
9367   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
9368                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
9369                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
9370                                   D.getIdentifierLoc(),
9371                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
9372
9373   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
9374   return (Decl*) nullptr;
9375 }
9376
9377 TypeResult
9378 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
9379                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
9380                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
9381   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
9382   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
9383
9384   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
9385   if (!NNS)
9386     return true;
9387
9388   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
9389
9390   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
9391     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
9392       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
9393     return true;
9394   }
9395
9396   // Create the resulting type.
9397   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
9398   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
9399
9400   // Create type-source location information for this type.
9401   TypeLocBuilder TLB;
9402   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
9403   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
9404   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9405   TL.setNameLoc(NameLoc);
9406   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
9407 }
9408
9409 TypeResult
9410 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
9411                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
9412                         SourceLocation IdLoc) {
9413   if (SS.isInvalid())
9414     return true;
9415
9416   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9417     Diag(TypenameLoc,
9418          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9419            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9420            diag::ext_typename_outside_of_template)
9421       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9422
9423   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9424   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
9425                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
9426   if (T.isNull())
9427     return true;
9428
9429   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
9430   if (isa<DependentNameType>(T)) {
9431     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
9432     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9433     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9434     TL.setNameLoc(IdLoc);
9435   } else {
9436     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
9437     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9438     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9439     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
9440   }
9441
9442   return CreateParsedType(T, TSI);
9443 }
9444
9445 TypeResult
9446 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
9447                         SourceLocation TypenameLoc,
9448                         const CXXScopeSpec &SS,
9449                         SourceLocation TemplateKWLoc,
9450                         TemplateTy TemplateIn,
9451                         IdentifierInfo *TemplateII,
9452                         SourceLocation TemplateIILoc,
9453                         SourceLocation LAngleLoc,
9454                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
9455                         SourceLocation RAngleLoc) {
9456   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9457     Diag(TypenameLoc,
9458          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9459            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9460            diag::ext_typename_outside_of_template)
9461       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9462
9463   // Strangely, non-type results are not ignored by this lookup, so the
9464   // program is ill-formed if it finds an injected-class-name.
9465   if (TypenameLoc.isValid()) {
9466     auto *LookupRD =
9467         dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, false));
9468     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
9469       Diag(TemplateIILoc,
9470            diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9471         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
9472         << (TemplateKWLoc.isValid() ? 1 : 0 /*'template'/'typename' keyword*/);
9473     }
9474   }
9475
9476   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
9477   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
9478   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
9479
9480   TemplateName Template = TemplateIn.get();
9481   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
9482     // Construct a dependent template specialization type.
9483     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
9484     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
9485     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
9486                                                           DTN->getQualifier(),
9487                                                           DTN->getIdentifier(),
9488                                                                 TemplateArgs);
9489
9490     // Create source-location information for this type.
9491     TypeLocBuilder Builder;
9492     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9493     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9494     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9495     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9496     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9497     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9498     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9499     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9500     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9501       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9502     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
9503   }
9504
9505   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
9506   if (T.isNull())
9507     return true;
9508
9509   // Provide source-location information for the template specialization type.
9510   TypeLocBuilder Builder;
9511   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9512     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9513   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9514   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9515   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9516   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9517   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9518     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9519
9520   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
9521   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
9522   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9523   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9524
9525   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
9526   return CreateParsedType(T, TSI);
9527 }
9528
9529
9530 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
9531 /// disabled by a usage of std::enable_if.
9532 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
9533                        SourceRange &CondRange, Expr *&Cond) {
9534   // We must be looking for a ::type...
9535   if (!II.isStr("type"))
9536     return false;
9537
9538   // ... within an explicitly-written template specialization...
9539   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
9540     return false;
9541   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
9542   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
9543       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
9544   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
9545     return false;
9546   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST = EnableIfTSTLoc.getTypePtr();
9547
9548   // ... which names a complete class template declaration...
9549   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
9550     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
9551   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
9552     return false;
9553
9554   // ... called "enable_if".
9555   const IdentifierInfo *EnableIfII =
9556     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
9557   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
9558     return false;
9559
9560   // Assume the first template argument is the condition.
9561   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
9562
9563   // Dig out the condition.
9564   Cond = nullptr;
9565   if (EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getArgument().getKind()
9566         != TemplateArgument::Expression)
9567     return true;
9568
9569   Cond = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceExpression();
9570
9571   // Ignore Boolean literals; they add no value.
9572   if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(Cond->IgnoreParenCasts()))
9573     Cond = nullptr;
9574
9575   return true;
9576 }
9577
9578 /// Build the type that describes a C++ typename specifier,
9579 /// e.g., "typename T::type".
9580 QualType
9581 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
9582                         SourceLocation KeywordLoc,
9583                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
9584                         const IdentifierInfo &II,
9585                         SourceLocation IILoc) {
9586   CXXScopeSpec SS;
9587   SS.Adopt(QualifierLoc);
9588
9589   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
9590   if (!Ctx) {
9591     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
9592     // resolved to a type, build a typename type.
9593     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
9594     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9595                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9596                                         &II);
9597   }
9598
9599   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
9600   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
9601   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
9602   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
9603   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
9604
9605   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
9606     return QualType();
9607
9608   DeclarationName Name(&II);
9609   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
9610   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
9611   unsigned DiagID = 0;
9612   Decl *Referenced = nullptr;
9613   switch (Result.getResultKind()) {
9614   case LookupResult::NotFound: {
9615     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
9616     // a more specific diagnostic.
9617     SourceRange CondRange;
9618     Expr *Cond = nullptr;
9619     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange, Cond)) {
9620       // If we have a condition, narrow it down to the specific failed
9621       // condition.
9622       if (Cond) {
9623         Expr *FailedCond;
9624         std::string FailedDescription;
9625         std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
9626           findFailedBooleanCondition(Cond, /*AllowTopLevelCond=*/true);
9627
9628         Diag(FailedCond->getExprLoc(),
9629              diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
9630           << FailedDescription
9631           << FailedCond->getSourceRange();
9632         return QualType();
9633       }
9634
9635       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
9636           << Ctx << CondRange;
9637       return QualType();
9638     }
9639
9640     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
9641     break;
9642   }
9643
9644   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
9645     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
9646     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
9647     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9648                           IILoc);
9649     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
9650       << Name << Ctx << FullRange;
9651     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
9652           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
9653       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
9654       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
9655         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
9656     }
9657   }
9658   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
9659   // better.
9660   LLVM_FALLTHROUGH;
9661
9662   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
9663     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
9664     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9665                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9666                                         &II);
9667
9668   case LookupResult::Found:
9669     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
9670       // C++ [class.qual]p2:
9671       //   In a lookup in which function names are not ignored and the
9672       //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
9673       //   after the nested-name-specifier, when looked up in C, is the
9674       //   injected-class-name of C [...] then the name is instead considered
9675       //   to name the constructor of class C.
9676       //
9677       // Unlike in an elaborated-type-specifier, function names are not ignored
9678       // in typename-specifier lookup. However, they are ignored in all the
9679       // contexts where we form a typename type with no keyword (that is, in
9680       // mem-initializer-ids, base-specifiers, and elaborated-type-specifiers).
9681       //
9682       // FIXME: That's not strictly true: mem-initializer-id lookup does not
9683       // ignore functions, but that appears to be an oversight.
9684       auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(Ctx);
9685       auto *FoundRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Type);
9686       if (Keyword == ETK_Typename && LookupRD && FoundRD &&
9687           FoundRD->isInjectedClassName() &&
9688           declaresSameEntity(LookupRD, cast<Decl>(FoundRD->getParent())))
9689         Diag(IILoc, diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9690             << &II << 1 << 0 /*'typename' keyword used*/;
9691
9692       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
9693       // typename-specifier was just sugar.
9694       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
9695       return Context.getElaboratedType(Keyword,
9696                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9697                                        Context.getTypeDeclType(Type));
9698     }
9699
9700     // C++ [dcl.type.simple]p2:
9701     //   A type-specifier of the form
9702     //     typename[opt] nested-name-specifier[opt] template-name
9703     //   is a placeholder for a deduced class type [...].
9704     if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
9705       if (auto *TD = getAsTypeTemplateDecl(Result.getFoundDecl())) {
9706         return Context.getElaboratedType(
9707             Keyword, QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9708             Context.getDeducedTemplateSpecializationType(TemplateName(TD),
9709                                                          QualType(), false));
9710       }
9711     }
9712
9713     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9714     Referenced = Result.getFoundDecl();
9715     break;
9716
9717   case LookupResult::FoundOverloaded:
9718     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9719     Referenced = *Result.begin();
9720     break;
9721
9722   case LookupResult::Ambiguous:
9723     return QualType();
9724   }
9725
9726   // If we get here, it's because name lookup did not find a
9727   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
9728   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9729                         IILoc);
9730   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
9731   if (Referenced)
9732     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
9733       << Name;
9734   return QualType();
9735 }
9736
9737 namespace {
9738   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
9739   class CurrentInstantiationRebuilder
9740     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
9741     SourceLocation Loc;
9742     DeclarationName Entity;
9743
9744   public:
9745     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
9746
9747     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
9748                                   SourceLocation Loc,
9749                                   DeclarationName Entity)
9750     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
9751       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
9752
9753     /// Determine whether the given type \p T has already been
9754     /// transformed.
9755     ///
9756     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
9757     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
9758     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
9759       return T.isNull() || !T->isDependentType();
9760     }
9761
9762     /// Returns the location of the entity whose type is being
9763     /// rebuilt.
9764     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
9765
9766     /// Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
9767     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
9768
9769     /// Sets the "base" location and entity when that
9770     /// information is known based on another transformation.
9771     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
9772       this->Loc = Loc;
9773       this->Entity = Entity;
9774     }
9775
9776     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
9777       // Lambdas never need to be transformed.
9778       return E;
9779     }
9780   };
9781 } // end anonymous namespace
9782
9783 /// Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
9784 ///
9785 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
9786 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
9787 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
9788 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
9789 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
9790 /// canonical types, e.g.,
9791 ///
9792 /// \code
9793 /// template<typename T>
9794 /// struct X {
9795 ///   typedef T* pointer;
9796 ///   pointer data();
9797 /// };
9798 ///
9799 /// template<typename T>
9800 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
9801 /// \endcode
9802 ///
9803 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
9804 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
9805 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
9806 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
9807 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
9808 /// definition and the declaration to match.
9809 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
9810                                                         SourceLocation Loc,
9811                                                         DeclarationName Name) {
9812   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
9813     return T;
9814
9815   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
9816   return Rebuilder.TransformType(T);
9817 }
9818
9819 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
9820   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
9821                                           DeclarationName());
9822   return Rebuilder.TransformExpr(E);
9823 }
9824
9825 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
9826   if (SS.isInvalid())
9827     return true;
9828
9829   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9830   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
9831                                           DeclarationName());
9832   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
9833     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
9834   if (!Rebuilt)
9835     return true;
9836
9837   SS.Adopt(Rebuilt);
9838   return false;
9839 }
9840
9841 /// Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
9842 /// instantiation.
9843 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9844                                                TemplateParameterList *Params) {
9845   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9846     Decl *Param = Params->getParam(I);
9847
9848     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
9849     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
9850       continue;
9851
9852     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
9853     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
9854         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
9855       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9856             TTP->getTemplateParameters()))
9857         return true;
9858
9859       continue;
9860     }
9861
9862     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
9863     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
9864     TypeSourceInfo *NewTSI
9865       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
9866                                           NTTP->getLocation(),
9867                                           NTTP->getDeclName());
9868     if (!NewTSI)
9869       return true;
9870
9871     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
9872       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
9873       NTTP->setType(NewTSI->getType());
9874     }
9875   }
9876
9877   return false;
9878 }
9879
9880 /// Produces a formatted string that describes the binding of
9881 /// template parameters to template arguments.
9882 std::string
9883 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9884                                       const TemplateArgumentList &Args) {
9885   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
9886 }
9887
9888 std::string
9889 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9890                                       const TemplateArgument *Args,
9891                                       unsigned NumArgs) {
9892   SmallString<128> Str;
9893   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
9894
9895   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
9896     return std::string();
9897
9898   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9899     if (I >= NumArgs)
9900       break;
9901
9902     if (I == 0)
9903       Out << "[with ";
9904     else
9905       Out << ", ";
9906
9907     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
9908       Out << Id->getName();
9909     } else {
9910       Out << '$' << I;
9911     }
9912
9913     Out << " = ";
9914     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
9915   }
9916
9917   Out << ']';
9918   return Out.str();
9919 }
9920
9921 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
9922                                     CachedTokens &Toks) {
9923   if (!FD)
9924     return;
9925
9926   auto LPT = llvm::make_unique<LateParsedTemplate>();
9927
9928   // Take tokens to avoid allocations
9929   LPT->Toks.swap(Toks);
9930   LPT->D = FnD;
9931   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, std::move(LPT)));
9932
9933   FD->setLateTemplateParsed(true);
9934 }
9935
9936 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
9937   if (!FD)
9938     return;
9939   FD->setLateTemplateParsed(false);
9940 }
9941
9942 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
9943   DeclContext *DC = CurContext;
9944
9945   while (DC) {
9946     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
9947       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
9948       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
9949     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
9950       return false;
9951
9952     DC = DC->getParent();
9953   }
9954   return false;
9955 }
9956
9957 namespace {
9958 /// Walk the path from which a declaration was instantiated, and check
9959 /// that every explicit specialization along that path is visible. This enforces
9960 /// C++ [temp.expl.spec]/6:
9961 ///
9962 ///   If a template, a member template or a member of a class template is
9963 ///   explicitly specialized then that specialization shall be declared before
9964 ///   the first use of that specialization that would cause an implicit
9965 ///   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
9966 ///   use occurs; no diagnostic is required.
9967 ///
9968 /// and also C++ [temp.class.spec]/1:
9969 ///
9970 ///   A partial specialization shall be declared before the first use of a
9971 ///   class template specialization that would make use of the partial
9972 ///   specialization as the result of an implicit or explicit instantiation
9973 ///   in every translation unit in which such a use occurs; no diagnostic is
9974 ///   required.
9975 class ExplicitSpecializationVisibilityChecker {
9976   Sema &S;
9977   SourceLocation Loc;
9978   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9979
9980 public:
9981   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(Sema &S, SourceLocation Loc)
9982       : S(S), Loc(Loc) {}
9983
9984   void check(NamedDecl *ND) {
9985     if (auto *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(ND))
9986       return checkImpl(FD);
9987     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ND))
9988       return checkImpl(RD);
9989     if (auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND))
9990       return checkImpl(VD);
9991     if (auto *ED = dyn_cast<EnumDecl>(ND))
9992       return checkImpl(ED);
9993   }
9994
9995 private:
9996   void diagnose(NamedDecl *D, bool IsPartialSpec) {
9997     auto Kind = IsPartialSpec ? Sema::MissingImportKind::PartialSpecialization
9998                               : Sema::MissingImportKind::ExplicitSpecialization;
9999     const bool Recover = true;
10000
10001     // If we got a custom set of modules (because only a subset of the
10002     // declarations are interesting), use them, otherwise let
10003     // diagnoseMissingImport intelligently pick some.
10004     if (Modules.empty())
10005       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, Kind, Recover);
10006     else
10007       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, D->getLocation(), Modules, Kind, Recover);
10008   }
10009
10010   // Check a specific declaration. There are three problematic cases:
10011   //
10012   //  1) The declaration is an explicit specialization of a template
10013   //     specialization.
10014   //  2) The declaration is an explicit specialization of a member of an
10015   //     templated class.
10016   //  3) The declaration is an instantiation of a template, and that template
10017   //     is an explicit specialization of a member of a templated class.
10018   //
10019   // We don't need to go any deeper than that, as the instantiation of the
10020   // surrounding class / etc is not triggered by whatever triggered this
10021   // instantiation, and thus should be checked elsewhere.
10022   template<typename SpecDecl>
10023   void checkImpl(SpecDecl *Spec) {
10024     bool IsHiddenExplicitSpecialization = false;
10025     if (Spec->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
10026       IsHiddenExplicitSpecialization =
10027           Spec->getMemberSpecializationInfo()
10028               ? !S.hasVisibleMemberSpecialization(Spec, &Modules)
10029               : !S.hasVisibleExplicitSpecialization(Spec, &Modules);
10030     } else {
10031       checkInstantiated(Spec);
10032     }
10033
10034     if (IsHiddenExplicitSpecialization)
10035       diagnose(Spec->getMostRecentDecl(), false);
10036   }
10037
10038   void checkInstantiated(FunctionDecl *FD) {
10039     if (auto *TD = FD->getPrimaryTemplate())
10040       checkTemplate(TD);
10041   }
10042
10043   void checkInstantiated(CXXRecordDecl *RD) {
10044     auto *SD = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RD);
10045     if (!SD)
10046       return;
10047
10048     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
10049     if (auto *TD = From.dyn_cast<ClassTemplateDecl *>())
10050       checkTemplate(TD);
10051     else if (auto *TD =
10052                  From.dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
10053       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
10054         diagnose(TD, true);
10055       checkTemplate(TD);
10056     }
10057   }
10058
10059   void checkInstantiated(VarDecl *RD) {
10060     auto *SD = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(RD);
10061     if (!SD)
10062       return;
10063
10064     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
10065     if (auto *TD = From.dyn_cast<VarTemplateDecl *>())
10066       checkTemplate(TD);
10067     else if (auto *TD =
10068                  From.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
10069       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
10070         diagnose(TD, true);
10071       checkTemplate(TD);
10072     }
10073   }
10074
10075   void checkInstantiated(EnumDecl *FD) {}
10076
10077   template<typename TemplDecl>
10078   void checkTemplate(TemplDecl *TD) {
10079     if (TD->isMemberSpecialization()) {
10080       if (!S.hasVisibleMemberSpecialization(TD, &Modules))
10081         diagnose(TD->getMostRecentDecl(), false);
10082     }
10083   }
10084 };
10085 } // end anonymous namespace
10086
10087 void Sema::checkSpecializationVisibility(SourceLocation Loc, NamedDecl *Spec) {
10088   if (!getLangOpts().Modules)
10089     return;
10090
10091   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(*this, Loc).check(Spec);
10092 }
10093
10094 /// Check whether a template partial specialization that we've discovered
10095 /// is hidden, and produce suitable diagnostics if so.
10096 void Sema::checkPartialSpecializationVisibility(SourceLocation Loc,
10097                                                 NamedDecl *Spec) {
10098   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
10099   if (!hasVisibleDeclaration(Spec, &Modules))
10100     diagnoseMissingImport(Loc, Spec, Spec->getLocation(), Modules,
10101                           MissingImportKind::PartialSpecialization,
10102                           /*Recover*/true);
10103 }