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

   1 //===------- SemaTemplate.cpp - Semantic Analysis for C++ Templates -------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 //  This file implements semantic analysis for C++ templates.
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11
  12 #include "TreeTransform.h"
  13 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  14 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  15 #include "clang/AST/DeclFriend.h"
  16 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  17 #include "clang/AST/Expr.h"
  18 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  19 #include "clang/AST/RecursiveASTVisitor.h"
  20 #include "clang/AST/TypeVisitor.h"
  21 #include "clang/Basic/Builtins.h"
  22 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  23 #include "clang/Basic/PartialDiagnostic.h"
  24 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  25 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
  26 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  27 #include "clang/Sema/ParsedTemplate.h"
  28 #include "clang/Sema/Scope.h"
  29 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  30 #include "clang/Sema/Template.h"
  31 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  34 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  35
  36 #include <iterator>
  37 using namespace clang;
  38 using namespace sema;
  39
  40 // Exported for use by Parser.
  41 SourceRange
  42 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
  43                               unsigned N) {
  44   if (!N) return SourceRange();
  45   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
  46 }
  47
  48 namespace clang {
  49 /// \brief [temp.constr.decl]p2: A template's associated constraints are
  50 /// defined as a single constraint-expression derived from the introduced
  51 /// constraint-expressions [ ... ].
  52 ///
  53 /// \param Params The template parameter list and optional requires-clause.
  54 ///
  55 /// \param FD The underlying templated function declaration for a function
  56 /// template.
  57 static Expr *formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  58                                        FunctionDecl *FD);
  59 }
  60
  61 static Expr *clang::formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  62                                               FunctionDecl *FD) {
  63   // FIXME: Concepts: collect additional introduced constraint-expressions
  64   assert(!FD && "Cannot collect constraints from function declaration yet.");
  65   return Params->getRequiresClause();
  66 }
  67
  68 /// \brief Determine whether the declaration found is acceptable as the name
  69 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
  70 /// returns NULL.
  71 static NamedDecl *isAcceptableTemplateName(ASTContext &Context,
  72                                            NamedDecl *Orig,
  73                                            bool AllowFunctionTemplates) {
  74   NamedDecl *D = Orig->getUnderlyingDecl();
  75
  76   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
  77     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
  78       return nullptr;
  79
  80     return Orig;
  81   }
  82
  83   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
  84     // C++ [temp.local]p1:
  85     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
  86     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
  87     //   can be used with or without a template-argument-list. When
  88     //   it is used without a template-argument-list, it is
  89     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
  90     //   template-parameters of the class template enclosed in
  91     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
  92     //   refers to the specified class template specialization,
  93     //   which could be the current specialization or another
  94     //   specialization.
  95     if (Record->isInjectedClassName()) {
  96       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
  97       if (Record->getDescribedClassTemplate())
  98         return Record->getDescribedClassTemplate();
  99
 100       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
 101             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
 102         return Spec->getSpecializedTemplate();
 103     }
 104
 105     return nullptr;
 106   }
 107
 108   return nullptr;
 109 }
 110
 111 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 112                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 113   // The set of class templates we've already seen.
 114   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
 115   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
 116   while (filter.hasNext()) {
 117     NamedDecl *Orig = filter.next();
 118     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig,
 119                                                AllowFunctionTemplates);
 120     if (!Repl)
 121       filter.erase();
 122     else if (Repl != Orig) {
 123
 124       // C++ [temp.local]p3:
 125       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
 126       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
 127       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
 128       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
 129       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
 130       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
 131       //   ambiguous.
 132       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
 133         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl).second) {
 134           filter.erase();
 135           continue;
 136         }
 137
 138       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
 139       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
 140       // found this template through a particular injected class name,
 141       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
 142       // Pretending that access is public is *much* safer.
 143       filter.replace(Repl, AS_public);
 144     }
 145   }
 146   filter.done();
 147 }
 148
 149 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 150                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 151   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
 152     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
 153       return true;
 154
 155   return false;
 156 }
 157
 158 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 159                                       CXXScopeSpec &SS,
 160                                       bool hasTemplateKeyword,
 161                                       UnqualifiedId &Name,
 162                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 163                                       bool EnteringContext,
 164                                       TemplateTy &TemplateResult,
 165                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 166   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 167
 168   DeclarationName TName;
 169   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 170
 171   switch (Name.getKind()) {
 172   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
 173     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 174     break;
 175
 176   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
 177     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 178                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 179     break;
 180
 181   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
 182     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 183     break;
 184
 185   default:
 186     return TNK_Non_template;
 187   }
 188
 189   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 190
 191   LookupResult R(*this, TName, Name.getLocStart(), LookupOrdinaryName);
 192   LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 193                      MemberOfUnknownSpecialization);
 194   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
 195   if (R.isAmbiguous()) {
 196     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
 197     R.suppressDiagnostics();
 198
 199     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
 200     // should at least parse them properly!
 201     return TNK_Non_template;
 202   }
 203
 204   TemplateName Template;
 205   TemplateNameKind TemplateKind;
 206
 207   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 208   if (ResultCount > 1) {
 209     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 210     // template name in other ways.
 211     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 212     TemplateKind = TNK_Function_template;
 213
 214     // We'll do this lookup again later.
 215     R.suppressDiagnostics();
 216   } else {
 217     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
 218
 219     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 220       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 221       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 222                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 223     } else {
 224       Template = TemplateName(TD);
 225     }
 226
 227     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 228       TemplateKind = TNK_Function_template;
 229
 230       // We'll do this lookup again later.
 231       R.suppressDiagnostics();
 232     } else {
 233       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 234              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
 235              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD));
 236       TemplateKind =
 237           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
 238     }
 239   }
 240
 241   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 242   return TemplateKind;
 243 }
 244
 245 bool Sema::isDeductionGuideName(Scope *S, const IdentifierInfo &Name,
 246                                 SourceLocation NameLoc,
 247                                 ParsedTemplateTy *Template) {
 248   CXXScopeSpec SS;
 249   bool MemberOfUnknownSpecialization = false;
 250
 251   // We could use redeclaration lookup here, but we don't need to: the
 252   // syntactic form of a deduction guide is enough to identify it even
 253   // if we can't look up the template name at all.
 254   LookupResult R(*this, DeclarationName(&Name), NameLoc, LookupOrdinaryName);
 255   LookupTemplateName(R, S, SS, /*ObjectType*/QualType(),
 256                      /*EnteringContext*/false, MemberOfUnknownSpecialization);
 257
 258   if (R.empty()) return false;
 259   if (R.isAmbiguous()) {
 260     // FIXME: Diagnose an ambiguity if we find at least one template.
 261     R.suppressDiagnostics();
 262     return false;
 263   }
 264
 265   // We only treat template-names that name type templates as valid deduction
 266   // guide names.
 267   TemplateDecl *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>();
 268   if (!TD || !getAsTypeTemplateDecl(TD))
 269     return false;
 270
 271   if (Template)
 272     *Template = TemplateTy::make(TemplateName(TD));
 273   return true;
 274 }
 275
 276 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 277                                        SourceLocation IILoc,
 278                                        Scope *S,
 279                                        const CXXScopeSpec *SS,
 280                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 281                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 282   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 283   // template name.
 284   // FIXME: Typo correction?
 285   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 286       computeDeclContext(*SS))
 287     return false;
 288
 289   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 290   // name.
 291   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 292   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 293     << Qualifier << II.getName()
 294     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 295   SuggestedTemplate
 296     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 297   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 298   return true;
 299 }
 300
 301 void Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 302                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 303                               QualType ObjectType,
 304                               bool EnteringContext,
 305                               bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 306   // Determine where to perform name lookup
 307   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 308   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 309   bool isDependent = false;
 310   if (!ObjectType.isNull()) {
 311     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 312     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 313     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 314     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 315     isDependent = ObjectType->isDependentType();
 316     assert((isDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 317             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 318            "Caller should have completed object type");
 319
 320     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
 321     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
 322       Found.clear();
 323       return;
 324     }
 325   } else if (SS.isSet()) {
 326     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 327     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 328     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 329     isDependent = isDependentScopeSpecifier(SS);
 330
 331     // The declaration context must be complete.
 332     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 333       return;
 334   }
 335
 336   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 337   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 338   if (LookupCtx) {
 339     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 340     // computed, which is either the type of the base of a member access
 341     // expression or the declaration context associated with a prior
 342     // nested-name-specifier.
 343     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 344     if (!ObjectType.isNull() && Found.empty()) {
 345       // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 346       //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 347       //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 348       //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 349       //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 350       //   The identifier is first looked up in the class of the object
 351       //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 352       //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 353       //   or function template.
 354       if (S) LookupName(Found, S);
 355       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 356       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 357     }
 358   } else if (isDependent && (!S || ObjectType.isNull())) {
 359     // We cannot look into a dependent object type or nested nme
 360     // specifier.
 361     MemberOfUnknownSpecialization = true;
 362     return;
 363   } else {
 364     // Perform unqualified name lookup in the current scope.
 365     LookupName(Found, S);
 366
 367     if (!ObjectType.isNull())
 368       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 369   }
 370
 371   if (Found.empty() && !isDependent) {
 372     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 373     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 374     Found.clear();
 375     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 376     auto FilterCCC = llvm::make_unique<CorrectionCandidateCallback>();
 377     FilterCCC->WantTypeSpecifiers = false;
 378     FilterCCC->WantExpressionKeywords = false;
 379     FilterCCC->WantRemainingKeywords = false;
 380     FilterCCC->WantCXXNamedCasts = true;
 381     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(
 382             Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S, &SS,
 383             std::move(FilterCCC), CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 384       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 385       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
 386         Found.addDecl(ND);
 387       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 388       if (!Found.empty()) {
 389         if (LookupCtx) {
 390           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 391           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 392                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 393           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 394                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 395                                     << SS.getRange());
 396         } else {
 397           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 398         }
 399       }
 400     } else {
 401       Found.setLookupName(Name);
 402     }
 403   }
 404
 405   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 406   if (Found.empty()) {
 407     if (isDependent)
 408       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 409     return;
 410   }
 411
 412   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 413       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 414     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 415     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 416     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 417     //   postfix-expression and [...]
 418     //
 419     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 420     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 421                             LookupOrdinaryName);
 422     LookupName(FoundOuter, S);
 423     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 424
 425     if (FoundOuter.empty()) {
 426       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 427       //     object expression is used, otherwise
 428     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
 429                FoundOuter.isAmbiguous()) {
 430       //   - if the name is found in the context of the entire
 431       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 432       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 433       FoundOuter.clear();
 434     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 435       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 436       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 437       //     otherwise the program is ill-formed.
 438       if (!Found.isSingleResult() ||
 439           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
 440             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
 441         Diag(Found.getNameLoc(),
 442              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 443           << Found.getLookupName()
 444           << ObjectType;
 445         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 446              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 447           << ObjectType;
 448         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 449              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 450
 451         // Recover by taking the template that we found in the object
 452         // expression's type.
 453       }
 454     }
 455   }
 456 }
 457
 458 void Sema::diagnoseExprIntendedAsTemplateName(Scope *S, ExprResult TemplateName,
 459                                               SourceLocation Less,
 460                                               SourceLocation Greater) {
 461   if (TemplateName.isInvalid())
 462     return;
 463
 464   DeclarationNameInfo NameInfo;
 465   CXXScopeSpec SS;
 466   LookupNameKind LookupKind;
 467
 468   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 469   NamedDecl *Found = nullptr;
 470
 471   // Figure out what name we looked up.
 472   if (auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(TemplateName.get())) {
 473     NameInfo = ME->getMemberNameInfo();
 474     SS.Adopt(ME->getQualifierLoc());
 475     LookupKind = LookupMemberName;
 476     LookupCtx = ME->getBase()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
 477     Found = ME->getMemberDecl();
 478   } else {
 479     auto *DRE = cast<DeclRefExpr>(TemplateName.get());
 480     NameInfo = DRE->getNameInfo();
 481     SS.Adopt(DRE->getQualifierLoc());
 482     LookupKind = LookupOrdinaryName;
 483     Found = DRE->getFoundDecl();
 484   }
 485
 486   // Try to correct the name by looking for templates and C++ named casts.
 487   struct TemplateCandidateFilter : CorrectionCandidateCallback {
 488     TemplateCandidateFilter() {
 489       WantTypeSpecifiers = false;
 490       WantExpressionKeywords = false;
 491       WantRemainingKeywords = false;
 492       WantCXXNamedCasts = true;
 493     };
 494     bool ValidateCandidate(const TypoCorrection &Candidate) override {
 495       if (auto *ND = Candidate.getCorrectionDecl())
 496         return isAcceptableTemplateName(ND->getASTContext(), ND, true);
 497       return Candidate.isKeyword();
 498     }
 499   };
 500
 501   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
 502   if (TypoCorrection Corrected =
 503           CorrectTypo(NameInfo, LookupKind, S, &SS,
 504                       llvm::make_unique<TemplateCandidateFilter>(),
 505                       CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 506     auto *ND = Corrected.getFoundDecl();
 507     if (ND)
 508       ND = isAcceptableTemplateName(Context, ND,
 509                                     /*AllowFunctionTemplates*/ true);
 510     if (ND || Corrected.isKeyword()) {
 511       if (LookupCtx) {
 512         std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 513         bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 514                                 Name.getAsString() == CorrectedStr;
 515         diagnoseTypo(Corrected,
 516                      PDiag(diag::err_non_template_in_member_template_id_suggest)
 517                          << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 518                          << SS.getRange(), false);
 519       } else {
 520         diagnoseTypo(Corrected,
 521                      PDiag(diag::err_non_template_in_template_id_suggest)
 522                          << Name, false);
 523       }
 524       if (Found)
 525         Diag(Found->getLocation(),
 526              diag::note_non_template_in_template_id_found);
 527       return;
 528     }
 529   }
 530
 531   Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_non_template_in_template_id)
 532     << Name << SourceRange(Less, Greater);
 533   if (Found)
 534     Diag(Found->getLocation(), diag::note_non_template_in_template_id_found);
 535 }
 536
 537 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 538 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 539 /// specifier naming a dependent type.
 540 ExprResult
 541 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 542                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 543                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 544                                  bool isAddressOfOperand,
 545                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 546   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 547
 548   // C++11 [expr.prim.general]p12:
 549   //   An id-expression that denotes a non-static data member or non-static
 550   //   member function of a class can only be used:
 551   //   (...)
 552   //   - if that id-expression denotes a non-static data member and it
 553   //     appears in an unevaluated operand.
 554   //
 555   // If this might be the case, form a DependentScopeDeclRefExpr instead of a
 556   // CXXDependentScopeMemberExpr. The former can instantiate to either
 557   // DeclRefExpr or MemberExpr depending on lookup results, while the latter is
 558   // always a MemberExpr.
 559   bool MightBeCxx11UnevalField =
 560       getLangOpts().CPlusPlus11 && isUnevaluatedContext();
 561
 562   // Check if the nested name specifier is an enum type.
 563   bool IsEnum = false;
 564   if (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep())
 565     IsEnum = dyn_cast_or_null<EnumType>(NNS->getAsType());
 566
 567   if (!MightBeCxx11UnevalField && !isAddressOfOperand && !IsEnum &&
 568       isa<CXXMethodDecl>(DC) && cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 569     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
 570
 571     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 572     // perform the double-lookup check.
 573     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 574
 575     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 576         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 577         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 578         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 579   }
 580
 581   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 582 }
 583
 584 ExprResult
 585 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 586                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 587                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 588                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 589   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 590       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 591       TemplateArgs);
 592 }
 593
 594
 595 /// Determine whether we would be unable to instantiate this template (because
 596 /// it either has no definition, or is in the process of being instantiated).
 597 bool Sema::DiagnoseUninstantiableTemplate(SourceLocation PointOfInstantiation,
 598                                           NamedDecl *Instantiation,
 599                                           bool InstantiatedFromMember,
 600                                           const NamedDecl *Pattern,
 601                                           const NamedDecl *PatternDef,
 602                                           TemplateSpecializationKind TSK,
 603                                           bool Complain /*= true*/) {
 604   assert(isa<TagDecl>(Instantiation) || isa<FunctionDecl>(Instantiation) ||
 605          isa<VarDecl>(Instantiation));
 606
 607   bool IsEntityBeingDefined = false;
 608   if (const TagDecl *TD = dyn_cast_or_null<TagDecl>(PatternDef))
 609     IsEntityBeingDefined = TD->isBeingDefined();
 610
 611   if (PatternDef && !IsEntityBeingDefined) {
 612     NamedDecl *SuggestedDef = nullptr;
 613     if (!hasVisibleDefinition(const_cast<NamedDecl*>(PatternDef), &SuggestedDef,
 614                               /*OnlyNeedComplete*/false)) {
 615       // If we're allowed to diagnose this and recover, do so.
 616       bool Recover = Complain && !isSFINAEContext();
 617       if (Complain)
 618         diagnoseMissingImport(PointOfInstantiation, SuggestedDef,
 619                               Sema::MissingImportKind::Definition, Recover);
 620       return !Recover;
 621     }
 622     return false;
 623   }
 624
 625   if (!Complain || (PatternDef && PatternDef->isInvalidDecl()))
 626     return true;
 627
 628   llvm::Optional<unsigned> Note;
 629   QualType InstantiationTy;
 630   if (TagDecl *TD = dyn_cast<TagDecl>(Instantiation))
 631     InstantiationTy = Context.getTypeDeclType(TD);
 632   if (PatternDef) {
 633     Diag(PointOfInstantiation,
 634          diag::err_template_instantiate_within_definition)
 635       << /*implicit|explicit*/(TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 636       << InstantiationTy;
 637     // Not much point in noting the template declaration here, since
 638     // we're lexically inside it.
 639     Instantiation->setInvalidDecl();
 640   } else if (InstantiatedFromMember) {
 641     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 642       Diag(PointOfInstantiation,
 643            diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 644         << /*member function*/ 1 << Instantiation->getDeclName()
 645         << Instantiation->getDeclContext();
 646       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 647     } else {
 648       assert(isa<TagDecl>(Instantiation) && "Must be a TagDecl!");
 649       Diag(PointOfInstantiation,
 650            diag::err_implicit_instantiate_member_undefined)
 651         << InstantiationTy;
 652       Note = diag::note_member_declared_at;
 653     }
 654   } else {
 655     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 656       Diag(PointOfInstantiation,
 657            diag::err_explicit_instantiation_undefined_func_template)
 658         << Pattern;
 659       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 660     } else if (isa<TagDecl>(Instantiation)) {
 661       Diag(PointOfInstantiation, diag::err_template_instantiate_undefined)
 662         << (TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 663         << InstantiationTy;
 664       Note = diag::note_template_decl_here;
 665     } else {
 666       assert(isa<VarDecl>(Instantiation) && "Must be a VarDecl!");
 667       if (isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Instantiation)) {
 668         Diag(PointOfInstantiation,
 669              diag::err_explicit_instantiation_undefined_var_template)
 670           << Instantiation;
 671         Instantiation->setInvalidDecl();
 672       } else
 673         Diag(PointOfInstantiation,
 674              diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 675           << /*static data member*/ 2 << Instantiation->getDeclName()
 676           << Instantiation->getDeclContext();
 677       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 678     }
 679   }
 680   if (Note) // Diagnostics were emitted.
 681     Diag(Pattern->getLocation(), Note.getValue());
 682
 683   // In general, Instantiation isn't marked invalid to get more than one
 684   // error for multiple undefined instantiations. But the code that does
 685   // explicit declaration -> explicit definition conversion can't handle
 686   // invalid declarations, so mark as invalid in that case.
 687   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
 688     Instantiation->setInvalidDecl();
 689   return true;
 690 }
 691
 692 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 693 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 694 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 695 /// an error, and false otherwise.
 696 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 697   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 698
 699   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 700   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 701     return;
 702
 703   // C++ [temp.local]p4:
 704   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 705   //   scope (including nested scopes).
 706   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 707     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 708   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 709 }
 710
 711 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 712 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 713 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 714 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 715   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 716     D = Temp->getTemplatedDecl();
 717     return Temp;
 718   }
 719   return nullptr;
 720 }
 721
 722 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 723                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 724   assert(Kind == Template &&
 725          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 726   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 727          "Template template argument pack expansion without packs");
 728   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 729   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 730   return Result;
 731 }
 732
 733 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 734                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 735
 736   switch (Arg.getKind()) {
 737   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 738     TypeSourceInfo *DI;
 739     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 740     if (!DI)
 741       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 742     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 743   }
 744
 745   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 746     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 747     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 748   }
 749
 750   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 751     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 752     TemplateArgument TArg;
 753     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 754       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 755     else
 756       TArg = Template;
 757     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 758                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 759                                                               SemaRef.Context),
 760                                Arg.getLocation(),
 761                                Arg.getEllipsisLoc());
 762   }
 763   }
 764
 765   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 766 }
 767
 768 /// \brief Translates template arguments as provided by the parser
 769 /// into template arguments used by semantic analysis.
 770 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 771                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 772  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 773    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 774                                                       TemplateArgsIn[I]));
 775 }
 776
 777 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 778                                                  SourceLocation Loc,
 779                                                  IdentifierInfo *Name) {
 780   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 781       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForVisibleRedeclaration);
 782   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 783     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 784 }
 785
 786 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 787 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 788 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 789 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 790 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 791 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 792 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 793 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 794 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 795 Decl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 796                                SourceLocation EllipsisLoc,
 797                                SourceLocation KeyLoc,
 798                                IdentifierInfo *ParamName,
 799                                SourceLocation ParamNameLoc,
 800                                unsigned Depth, unsigned Position,
 801                                SourceLocation EqualLoc,
 802                                ParsedType DefaultArg) {
 803   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 804          "Template type parameter not in template parameter scope!");
 805
 806   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
 807   if (!ParamName)
 808     Loc = KeyLoc;
 809
 810   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 811   TemplateTypeParmDecl *Param
 812     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 813                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
 814                                    Typename, IsParameterPack);
 815   Param->setAccess(AS_public);
 816
 817   if (ParamName) {
 818     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
 819
 820     // Add the template parameter into the current scope.
 821     S->AddDecl(Param);
 822     IdResolver.AddDecl(Param);
 823   }
 824
 825   // C++0x [temp.param]p9:
 826   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 827   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 828   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
 829     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 830     DefaultArg = nullptr;
 831   }
 832
 833   // Handle the default argument, if provided.
 834   if (DefaultArg) {
 835     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
 836     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
 837
 838     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
 839
 840     // Check for unexpanded parameter packs.
 841     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
 842                                         UPPC_DefaultArgument))
 843       return Param;
 844
 845     // Check the template argument itself.
 846     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
 847       Param->setInvalidDecl();
 848       return Param;
 849     }
 850
 851     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
 852   }
 853
 854   return Param;
 855 }
 856
 857 /// \brief Check that the type of a non-type template parameter is
 858 /// well-formed.
 859 ///
 860 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
 861 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
 862 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(TypeSourceInfo *&TSI,
 863                                                  SourceLocation Loc) {
 864   if (TSI->getType()->isUndeducedType()) {
 865     // C++1z [temp.dep.expr]p3:
 866     //   An id-expression is type-dependent if it contains
 867     //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
 868     //      template-parameter declared with a type that contains a
 869     //      placeholder type (7.1.7.4),
 870     TSI = SubstAutoTypeSourceInfo(TSI, Context.DependentTy);
 871   }
 872
 873   return CheckNonTypeTemplateParameterType(TSI->getType(), Loc);
 874 }
 875
 876 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T,
 877                                                  SourceLocation Loc) {
 878   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
 879   // parameters.
 880   if (T->isVariablyModifiedType()) {
 881     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
 882       << T;
 883     return QualType();
 884   }
 885
 886   // C++ [temp.param]p4:
 887   //
 888   // A non-type template-parameter shall have one of the following
 889   // (optionally cv-qualified) types:
 890   //
 891   //       -- integral or enumeration type,
 892   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
 893       //   -- pointer to object or pointer to function,
 894       T->isPointerType() ||
 895       //   -- reference to object or reference to function,
 896       T->isReferenceType() ||
 897       //   -- pointer to member,
 898       T->isMemberPointerType() ||
 899       //   -- std::nullptr_t.
 900       T->isNullPtrType() ||
 901       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
 902       // assume that it is well-formed.
 903       T->isDependentType() ||
 904       // Allow use of auto in template parameter declarations.
 905       T->isUndeducedType()) {
 906     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
 907     // are ignored when determining its type.
 908     return T.getUnqualifiedType();
 909   }
 910
 911   // C++ [temp.param]p8:
 912   //
 913   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
 914   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
 915   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
 916   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
 917     return Context.getDecayedType(T);
 918
 919   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
 920     << T;
 921
 922   return QualType();
 923 }
 924
 925 Decl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
 926                                           unsigned Depth,
 927                                           unsigned Position,
 928                                           SourceLocation EqualLoc,
 929                                           Expr *Default) {
 930   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
 931
 932   if (TInfo->getType()->isUndeducedType()) {
 933     Diag(D.getIdentifierLoc(),
 934          diag::warn_cxx14_compat_template_nontype_parm_auto_type)
 935       << QualType(TInfo->getType()->getContainedAutoType(), 0);
 936   }
 937
 938   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 939          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
 940   bool Invalid = false;
 941
 942   QualType T = CheckNonTypeTemplateParameterType(TInfo, D.getIdentifierLoc());
 943   if (T.isNull()) {
 944     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
 945     Invalid = true;
 946   }
 947
 948   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
 949   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
 950   NonTypeTemplateParmDecl *Param
 951     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 952                                       D.getLocStart(),
 953                                       D.getIdentifierLoc(),
 954                                       Depth, Position, ParamName, T,
 955                                       IsParameterPack, TInfo);
 956   Param->setAccess(AS_public);
 957
 958   if (Invalid)
 959     Param->setInvalidDecl();
 960
 961   if (ParamName) {
 962     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
 963                                          ParamName);
 964
 965     // Add the template parameter into the current scope.
 966     S->AddDecl(Param);
 967     IdResolver.AddDecl(Param);
 968   }
 969
 970   // C++0x [temp.param]p9:
 971   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 972   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 973   if (Default && IsParameterPack) {
 974     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 975     Default = nullptr;
 976   }
 977
 978   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
 979   if (Default) {
 980     // Check for unexpanded parameter packs.
 981     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
 982       return Param;
 983
 984     TemplateArgument Converted;
 985     ExprResult DefaultRes =
 986         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
 987     if (DefaultRes.isInvalid()) {
 988       Param->setInvalidDecl();
 989       return Param;
 990     }
 991     Default = DefaultRes.get();
 992
 993     Param->setDefaultArgument(Default);
 994   }
 995
 996   return Param;
 997 }
 998
 999 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
1000 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
1001 /// has been parsed. S is the current scope.
1002 Decl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
1003                                            SourceLocation TmpLoc,
1004                                            TemplateParameterList *Params,
1005                                            SourceLocation EllipsisLoc,
1006                                            IdentifierInfo *Name,
1007                                            SourceLocation NameLoc,
1008                                            unsigned Depth,
1009                                            unsigned Position,
1010                                            SourceLocation EqualLoc,
1011                                            ParsedTemplateArgument Default) {
1012   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1013          "Template template parameter not in template parameter scope!");
1014
1015   // Construct the parameter object.
1016   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
1017   TemplateTemplateParmDecl *Param =
1018     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1019                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
1020                                      Depth, Position, IsParameterPack,
1021                                      Name, Params);
1022   Param->setAccess(AS_public);
1023
1024   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
1025   // into the scope and lookup mechanisms.
1026   if (Name) {
1027     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
1028
1029     S->AddDecl(Param);
1030     IdResolver.AddDecl(Param);
1031   }
1032
1033   if (Params->size() == 0) {
1034     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
1035     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
1036     Param->setInvalidDecl();
1037   }
1038
1039   // C++0x [temp.param]p9:
1040   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1041   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1042   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
1043     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1044     Default = ParsedTemplateArgument();
1045   }
1046
1047   if (!Default.isInvalid()) {
1048     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
1049     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
1050     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
1051     // be able to match now.
1052     //
1053     // If none of the template template parameter's template arguments mention
1054     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
1055     // However, it isn't worth doing.
1056     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
1057     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
1058       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template)
1059         << DefaultArg.getSourceRange();
1060       return Param;
1061     }
1062
1063     // Check for unexpanded parameter packs.
1064     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
1065                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
1066                                         UPPC_DefaultArgument))
1067       return Param;
1068
1069     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
1070   }
1071
1072   return Param;
1073 }
1074
1075 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList, optionally
1076 /// constrained by RequiresClause, that contains the template parameters in
1077 /// Params.
1078 TemplateParameterList *
1079 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
1080                                  SourceLocation ExportLoc,
1081                                  SourceLocation TemplateLoc,
1082                                  SourceLocation LAngleLoc,
1083                                  ArrayRef<NamedDecl *> Params,
1084                                  SourceLocation RAngleLoc,
1085                                  Expr *RequiresClause) {
1086   if (ExportLoc.isValid())
1087     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
1088
1089   return TemplateParameterList::Create(
1090       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
1091       llvm::makeArrayRef(Params.data(), Params.size()),
1092       RAngleLoc, RequiresClause);
1093 }
1094
1095 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
1096   if (SS.isSet())
1097     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
1098 }
1099
1100 DeclResult
1101 Sema::CheckClassTemplate(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
1102                          SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
1103                          IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
1104                          AttributeList *Attr,
1105                          TemplateParameterList *TemplateParams,
1106                          AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
1107                          SourceLocation FriendLoc,
1108                          unsigned NumOuterTemplateParamLists,
1109                          TemplateParameterList** OuterTemplateParamLists,
1110                          SkipBodyInfo *SkipBody) {
1111   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
1112          "No template parameters");
1113   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
1114   bool Invalid = false;
1115
1116   // Check that we can declare a template here.
1117   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
1118     return true;
1119
1120   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
1121   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
1122
1123   // There is no such thing as an unnamed class template.
1124   if (!Name) {
1125     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
1126     return true;
1127   }
1128
1129   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
1130   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
1131   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
1132   DeclContext *SemanticContext;
1133   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
1134                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
1135                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
1136                         forRedeclarationInCurContext());
1137   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
1138     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
1139     if (!SemanticContext) {
1140       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
1141       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
1142       // class templates, so don't complain here.
1143       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
1144                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
1145                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
1146           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
1147       return TUK != TUK_Friend;
1148     }
1149
1150     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
1151       return true;
1152
1153     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
1154     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
1155     // now that we know what the current instantiation is.
1156     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
1157       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
1158       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
1159         Invalid = true;
1160     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
1161       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc);
1162
1163     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
1164   } else {
1165     SemanticContext = CurContext;
1166
1167     // C++14 [class.mem]p14:
1168     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
1169     //   name different from T:
1170     //    -- every member template of class T
1171     if (TUK != TUK_Friend &&
1172         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
1173                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
1174       return true;
1175
1176     LookupName(Previous, S);
1177   }
1178
1179   if (Previous.isAmbiguous())
1180     return true;
1181
1182   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
1183   if (Previous.begin() != Previous.end())
1184     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1185
1186   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1187     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1188     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1189     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1190     PrevDecl = nullptr;
1191   }
1192
1193   // If there is a previous declaration with the same name, check
1194   // whether this is a valid redeclaration.
1195   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate =
1196       dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
1197
1198   // We may have found the injected-class-name of a class template,
1199   // class template partial specialization, or class template specialization.
1200   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
1201   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
1202       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
1203     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
1204     PrevClassTemplate
1205       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
1206     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
1207       PrevClassTemplate
1208         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
1209             ->getSpecializedTemplate();
1210     }
1211   }
1212
1213   if (TUK == TUK_Friend) {
1214     // C++ [namespace.memdef]p3:
1215     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
1216     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
1217     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
1218     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
1219     if (!SS.isSet()) {
1220       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
1221       while (!OutermostContext->isFileContext())
1222         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
1223
1224       if (PrevDecl &&
1225           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
1226            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
1227         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
1228       } else {
1229         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
1230         // context we computed is the semantic context for our new
1231         // declaration.
1232         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1233         SemanticContext = OutermostContext;
1234
1235         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
1236         // declaration of this name as a non-tag type.
1237         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
1238         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
1239         while (LookupContext->isTransparentContext())
1240           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
1241         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
1242
1243         if (Previous.isAmbiguous())
1244           return true;
1245
1246         if (Previous.begin() != Previous.end())
1247           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1248       }
1249     }
1250   } else if (PrevDecl &&
1251              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
1252                             S, SS.isValid()))
1253     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1254
1255   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
1256           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
1257     if (SS.isEmpty() &&
1258         !(PrevClassTemplate &&
1259           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
1260               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
1261       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
1262       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
1263            diag::note_using_decl_target);
1264       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
1265       // Recover by ignoring the old declaration.
1266       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1267     }
1268   }
1269
1270   // TODO Memory management; associated constraints are not always stored.
1271   Expr *const CurAC = formAssociatedConstraints(TemplateParams, nullptr);
1272
1273   if (PrevClassTemplate) {
1274     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
1275     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
1276     // could be dependent.
1277     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1278         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1279                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1280                                         /*Complain=*/true,
1281                                         TPL_TemplateMatch))
1282       return true;
1283
1284     // Check for matching associated constraints on redeclarations.
1285     const Expr *const PrevAC = PrevClassTemplate->getAssociatedConstraints();
1286     const bool RedeclACMismatch = [&] {
1287       if (!(CurAC || PrevAC))
1288         return false; // Nothing to check; no mismatch.
1289       if (CurAC && PrevAC) {
1290         llvm::FoldingSetNodeID CurACInfo, PrevACInfo;
1291         CurAC->Profile(CurACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1292         PrevAC->Profile(PrevACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1293         if (CurACInfo == PrevACInfo)
1294           return false; // All good; no mismatch.
1295       }
1296       return true;
1297     }();
1298
1299     if (RedeclACMismatch) {
1300       Diag(CurAC ? CurAC->getLocStart() : NameLoc,
1301            diag::err_template_different_associated_constraints);
1302       Diag(PrevAC ? PrevAC->getLocStart() : PrevClassTemplate->getLocation(),
1303            diag::note_template_prev_declaration) << /*declaration*/0;
1304       return true;
1305     }
1306
1307     // C++ [temp.class]p4:
1308     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1309     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1310     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1311     //   template declaration (7.1.5.3).
1312     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1313     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1314                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1315       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1316         << Name
1317         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1318       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1319       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1320     }
1321
1322     // Check for redefinition of this class template.
1323     if (TUK == TUK_Definition) {
1324       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1325         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1326         // simply making that previous definition visible.
1327         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1328         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1329           SkipBody->ShouldSkip = true;
1330           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1331           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1332                          "class template?");
1333           makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
1334           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl);
1335           return Def;
1336         }
1337
1338         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1339         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1340         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1341         // definition, as part of error recovery?
1342         return true;
1343       }
1344     }
1345   } else if (PrevDecl) {
1346     // C++ [temp]p5:
1347     //   A class template shall not have the same name as any other
1348     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1349     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1350     //   in (14.5.4).
1351     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1352     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1353     return true;
1354   }
1355
1356   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1357   // merging in the template parameter list from the previous class
1358   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1359   // context, because the template parameter list might be dependent.
1360   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1361       CheckTemplateParameterList(
1362           TemplateParams,
1363           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1364                             : nullptr,
1365           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1366            SemanticContext->isDependentContext())
1367               ? TPC_ClassTemplateMember
1368               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1369                                   : TPC_ClassTemplate))
1370     Invalid = true;
1371
1372   if (SS.isSet()) {
1373     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1374     // template out-of-line.
1375     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1376       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1377                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1378         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1379       Invalid = true;
1380     }
1381   }
1382
1383   // If this is a templated friend in a dependent context we should not put it
1384   // on the redecl chain. In some cases, the templated friend can be the most
1385   // recent declaration tricking the template instantiator to make substitutions
1386   // there.
1387   // FIXME: Figure out how to combine with shouldLinkDependentDeclWithPrevious
1388   bool ShouldAddRedecl
1389     = !(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext());
1390
1391   CXXRecordDecl *NewClass =
1392     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1393                           PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ?
1394                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1395                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1396   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1397   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1398     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1399         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1400                                     NumOuterTemplateParamLists));
1401
1402   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1403   // the ASTContext lays out the structure.
1404   if (TUK == TUK_Definition) {
1405     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1406     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1407   }
1408
1409   // Attach the associated constraints when the declaration will not be part of
1410   // a decl chain.
1411   Expr *const ACtoAttach =
1412       PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ? nullptr : CurAC;
1413
1414   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1415     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1416                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1417                                 NewClass, ACtoAttach);
1418
1419   if (ShouldAddRedecl)
1420     NewTemplate->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1421
1422   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1423
1424   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1425     NewTemplate->setModulePrivate();
1426
1427   // Build the type for the class template declaration now.
1428   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1429   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1430   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1431   (void)T;
1432
1433   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1434   // class template, make a note of that.
1435   if (PrevClassTemplate &&
1436       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1437     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1438
1439   // Set the access specifier.
1440   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1441     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1442
1443   // Set the lexical context of these templates
1444   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1445   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1446
1447   if (TUK == TUK_Definition)
1448     NewClass->startDefinition();
1449
1450   if (Attr)
1451     ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1452
1453   if (PrevClassTemplate)
1454     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1455
1456   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1457
1458   if (TUK != TUK_Friend) {
1459     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1460     Scope *Outer = S;
1461     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1462       Outer = Outer->getParent();
1463     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1464   } else {
1465     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1466       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1467       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1468     }
1469
1470     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1471
1472     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1473     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1474       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1475       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1476       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1477         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1478                           /* AddToContext = */ false);
1479     }
1480
1481     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1482         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1483     Friend->setAccess(AS_public);
1484     CurContext->addDecl(Friend);
1485   }
1486
1487   if (PrevClassTemplate)
1488     CheckRedeclarationModuleOwnership(NewTemplate, PrevClassTemplate);
1489
1490   if (Invalid) {
1491     NewTemplate->setInvalidDecl();
1492     NewClass->setInvalidDecl();
1493   }
1494
1495   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1496
1497   return NewTemplate;
1498 }
1499
1500 namespace {
1501 /// Transform to convert portions of a constructor declaration into the
1502 /// corresponding deduction guide, per C++1z [over.match.class.deduct]p1.
1503 struct ConvertConstructorToDeductionGuideTransform {
1504   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform(Sema &S,
1505                                               ClassTemplateDecl *Template)
1506       : SemaRef(S), Template(Template) {}
1507
1508   Sema &SemaRef;
1509   ClassTemplateDecl *Template;
1510
1511   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1512   CXXRecordDecl *Primary = Template->getTemplatedDecl();
1513   DeclarationName DeductionGuideName =
1514       SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXDeductionGuideName(Template);
1515
1516   QualType DeducedType = SemaRef.Context.getTypeDeclType(Primary);
1517
1518   // Index adjustment to apply to convert depth-1 template parameters into
1519   // depth-0 template parameters.
1520   unsigned Depth1IndexAdjustment = Template->getTemplateParameters()->size();
1521
1522   /// Transform a constructor declaration into a deduction guide.
1523   NamedDecl *transformConstructor(FunctionTemplateDecl *FTD,
1524                                   CXXConstructorDecl *CD) {
1525     SmallVector<TemplateArgument, 16> SubstArgs;
1526
1527     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1528
1529     // C++ [over.match.class.deduct]p1:
1530     // -- For each constructor of the class template designated by the
1531     //    template-name, a function template with the following properties:
1532
1533     //    -- The template parameters are the template parameters of the class
1534     //       template followed by the template parameters (including default
1535     //       template arguments) of the constructor, if any.
1536     TemplateParameterList *TemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1537     if (FTD) {
1538       TemplateParameterList *InnerParams = FTD->getTemplateParameters();
1539       SmallVector<NamedDecl *, 16> AllParams;
1540       AllParams.reserve(TemplateParams->size() + InnerParams->size());
1541       AllParams.insert(AllParams.begin(),
1542                        TemplateParams->begin(), TemplateParams->end());
1543       SubstArgs.reserve(InnerParams->size());
1544
1545       // Later template parameters could refer to earlier ones, so build up
1546       // a list of substituted template arguments as we go.
1547       for (NamedDecl *Param : *InnerParams) {
1548         MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1549         Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1550         Args.addOuterRetainedLevel();
1551         NamedDecl *NewParam = transformTemplateParameter(Param, Args);
1552         if (!NewParam)
1553           return nullptr;
1554         AllParams.push_back(NewParam);
1555         SubstArgs.push_back(SemaRef.Context.getCanonicalTemplateArgument(
1556             SemaRef.Context.getInjectedTemplateArg(NewParam)));
1557       }
1558       TemplateParams = TemplateParameterList::Create(
1559           SemaRef.Context, InnerParams->getTemplateLoc(),
1560           InnerParams->getLAngleLoc(), AllParams, InnerParams->getRAngleLoc(),
1561           /*FIXME: RequiresClause*/ nullptr);
1562     }
1563
1564     // If we built a new template-parameter-list, track that we need to
1565     // substitute references to the old parameters into references to the
1566     // new ones.
1567     MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1568     if (FTD) {
1569       Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1570       Args.addOuterRetainedLevel();
1571     }
1572
1573     FunctionProtoTypeLoc FPTL = CD->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc()
1574                                    .getAsAdjusted<FunctionProtoTypeLoc>();
1575     assert(FPTL && "no prototype for constructor declaration");
1576
1577     // Transform the type of the function, adjusting the return type and
1578     // replacing references to the old parameters with references to the
1579     // new ones.
1580     TypeLocBuilder TLB;
1581     SmallVector<ParmVarDecl*, 8> Params;
1582     QualType NewType = transformFunctionProtoType(TLB, FPTL, Params, Args);
1583     if (NewType.isNull())
1584       return nullptr;
1585     TypeSourceInfo *NewTInfo = TLB.getTypeSourceInfo(SemaRef.Context, NewType);
1586
1587     return buildDeductionGuide(TemplateParams, CD->isExplicit(), NewTInfo,
1588                                CD->getLocStart(), CD->getLocation(),
1589                                CD->getLocEnd());
1590   }
1591
1592   /// Build a deduction guide with the specified parameter types.
1593   NamedDecl *buildSimpleDeductionGuide(MutableArrayRef<QualType> ParamTypes) {
1594     SourceLocation Loc = Template->getLocation();
1595
1596     // Build the requested type.
1597     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1598     EPI.HasTrailingReturn = true;
1599     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(DeducedType, ParamTypes, Loc,
1600                                                 DeductionGuideName, EPI);
1601     TypeSourceInfo *TSI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(Result, Loc);
1602
1603     FunctionProtoTypeLoc FPTL =
1604         TSI->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
1605
1606     // Build the parameters, needed during deduction / substitution.
1607     SmallVector<ParmVarDecl*, 4> Params;
1608     for (auto T : ParamTypes) {
1609       ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(
1610           SemaRef.Context, DC, Loc, Loc, nullptr, T,
1611           SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Loc), SC_None, nullptr);
1612       NewParam->setScopeInfo(0, Params.size());
1613       FPTL.setParam(Params.size(), NewParam);
1614       Params.push_back(NewParam);
1615     }
1616
1617     return buildDeductionGuide(Template->getTemplateParameters(), false, TSI,
1618                                Loc, Loc, Loc);
1619   }
1620
1621 private:
1622   /// Transform a constructor template parameter into a deduction guide template
1623   /// parameter, rebuilding any internal references to earlier parameters and
1624   /// renumbering as we go.
1625   NamedDecl *transformTemplateParameter(NamedDecl *TemplateParam,
1626                                         MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1627     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParam)) {
1628       // TemplateTypeParmDecl's index cannot be changed after creation, so
1629       // substitute it directly.
1630       auto *NewTTP = TemplateTypeParmDecl::Create(
1631           SemaRef.Context, DC, TTP->getLocStart(), TTP->getLocation(),
1632           /*Depth*/0, Depth1IndexAdjustment + TTP->getIndex(),
1633           TTP->getIdentifier(), TTP->wasDeclaredWithTypename(),
1634           TTP->isParameterPack());
1635       if (TTP->hasDefaultArgument()) {
1636         TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
1637             SemaRef.SubstType(TTP->getDefaultArgumentInfo(), Args,
1638                               TTP->getDefaultArgumentLoc(), TTP->getDeclName());
1639         if (InstantiatedDefaultArg)
1640           NewTTP->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
1641       }
1642       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(TemplateParam,
1643                                                            NewTTP);
1644       return NewTTP;
1645     }
1646
1647     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(TemplateParam))
1648       return transformTemplateParameterImpl(TTP, Args);
1649
1650     return transformTemplateParameterImpl(
1651         cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParam), Args);
1652   }
1653   template<typename TemplateParmDecl>
1654   TemplateParmDecl *
1655   transformTemplateParameterImpl(TemplateParmDecl *OldParam,
1656                                  MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1657     // Ask the template instantiator to do the heavy lifting for us, then adjust
1658     // the index of the parameter once it's done.
1659     auto *NewParam =
1660         cast_or_null<TemplateParmDecl>(SemaRef.SubstDecl(OldParam, DC, Args));
1661     assert(NewParam->getDepth() == 0 && "unexpected template param depth");
1662     NewParam->setPosition(NewParam->getPosition() + Depth1IndexAdjustment);
1663     return NewParam;
1664   }
1665
1666   QualType transformFunctionProtoType(TypeLocBuilder &TLB,
1667                                       FunctionProtoTypeLoc TL,
1668                                       SmallVectorImpl<ParmVarDecl*> &Params,
1669                                       MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1670     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
1671     const FunctionProtoType *T = TL.getTypePtr();
1672
1673     //    -- The types of the function parameters are those of the constructor.
1674     for (auto *OldParam : TL.getParams()) {
1675       ParmVarDecl *NewParam = transformFunctionTypeParam(OldParam, Args);
1676       if (!NewParam)
1677         return QualType();
1678       ParamTypes.push_back(NewParam->getType());
1679       Params.push_back(NewParam);
1680     }
1681
1682     //    -- The return type is the class template specialization designated by
1683     //       the template-name and template arguments corresponding to the
1684     //       template parameters obtained from the class template.
1685     //
1686     // We use the injected-class-name type of the primary template instead.
1687     // This has the convenient property that it is different from any type that
1688     // the user can write in a deduction-guide (because they cannot enter the
1689     // context of the template), so implicit deduction guides can never collide
1690     // with explicit ones.
1691     QualType ReturnType = DeducedType;
1692     TLB.pushTypeSpec(ReturnType).setNameLoc(Primary->getLocation());
1693
1694     // Resolving a wording defect, we also inherit the variadicness of the
1695     // constructor.
1696     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1697     EPI.Variadic = T->isVariadic();
1698     EPI.HasTrailingReturn = true;
1699
1700     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(
1701         ReturnType, ParamTypes, TL.getLocStart(), DeductionGuideName, EPI);
1702     if (Result.isNull())
1703       return QualType();
1704
1705     FunctionProtoTypeLoc NewTL = TLB.push<FunctionProtoTypeLoc>(Result);
1706     NewTL.setLocalRangeBegin(TL.getLocalRangeBegin());
1707     NewTL.setLParenLoc(TL.getLParenLoc());
1708     NewTL.setRParenLoc(TL.getRParenLoc());
1709     NewTL.setExceptionSpecRange(SourceRange());
1710     NewTL.setLocalRangeEnd(TL.getLocalRangeEnd());
1711     for (unsigned I = 0, E = NewTL.getNumParams(); I != E; ++I)
1712       NewTL.setParam(I, Params[I]);
1713
1714     return Result;
1715   }
1716
1717   ParmVarDecl *
1718   transformFunctionTypeParam(ParmVarDecl *OldParam,
1719                              MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1720     TypeSourceInfo *OldDI = OldParam->getTypeSourceInfo();
1721     TypeSourceInfo *NewDI;
1722     if (!Args.getNumLevels())
1723       NewDI = OldDI;
1724     else if (auto PackTL = OldDI->getTypeLoc().getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
1725       // Expand out the one and only element in each inner pack.
1726       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, 0);
1727       NewDI =
1728           SemaRef.SubstType(PackTL.getPatternLoc(), Args,
1729                             OldParam->getLocation(), OldParam->getDeclName());
1730       if (!NewDI) return nullptr;
1731       NewDI =
1732           SemaRef.CheckPackExpansion(NewDI, PackTL.getEllipsisLoc(),
1733                                      PackTL.getTypePtr()->getNumExpansions());
1734     } else
1735       NewDI = SemaRef.SubstType(OldDI, Args, OldParam->getLocation(),
1736                                 OldParam->getDeclName());
1737     if (!NewDI)
1738       return nullptr;
1739
1740     // Canonicalize the type. This (for instance) replaces references to
1741     // typedef members of the current instantiations with the definitions of
1742     // those typedefs, avoiding triggering instantiation of the deduced type
1743     // during deduction.
1744     // FIXME: It would be preferable to retain type sugar and source
1745     // information here (and handle this in substitution instead).
1746     NewDI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(
1747         SemaRef.Context.getCanonicalType(NewDI->getType()),
1748         OldParam->getLocation());
1749
1750     // Resolving a wording defect, we also inherit default arguments from the
1751     // constructor.
1752     ExprResult NewDefArg;
1753     if (OldParam->hasDefaultArg()) {
1754       NewDefArg = Args.getNumLevels()
1755                       ? SemaRef.SubstExpr(OldParam->getDefaultArg(), Args)
1756                       : OldParam->getDefaultArg();
1757       if (NewDefArg.isInvalid())
1758         return nullptr;
1759     }
1760
1761     ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
1762                                                 OldParam->getInnerLocStart(),
1763                                                 OldParam->getLocation(),
1764                                                 OldParam->getIdentifier(),
1765                                                 NewDI->getType(),
1766                                                 NewDI,
1767                                                 OldParam->getStorageClass(),
1768                                                 NewDefArg.get());
1769     NewParam->setScopeInfo(OldParam->getFunctionScopeDepth(),
1770                            OldParam->getFunctionScopeIndex());
1771     return NewParam;
1772   }
1773
1774   NamedDecl *buildDeductionGuide(TemplateParameterList *TemplateParams,
1775                                  bool Explicit, TypeSourceInfo *TInfo,
1776                                  SourceLocation LocStart, SourceLocation Loc,
1777                                  SourceLocation LocEnd) {
1778     DeclarationNameInfo Name(DeductionGuideName, Loc);
1779     ArrayRef<ParmVarDecl *> Params =
1780         TInfo->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>().getParams();
1781
1782     // Build the implicit deduction guide template.
1783     auto *Guide =
1784         CXXDeductionGuideDecl::Create(SemaRef.Context, DC, LocStart, Explicit,
1785                                       Name, TInfo->getType(), TInfo, LocEnd);
1786     Guide->setImplicit();
1787     Guide->setParams(Params);
1788
1789     for (auto *Param : Params)
1790       Param->setDeclContext(Guide);
1791
1792     auto *GuideTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(
1793         SemaRef.Context, DC, Loc, DeductionGuideName, TemplateParams, Guide);
1794     GuideTemplate->setImplicit();
1795     Guide->setDescribedFunctionTemplate(GuideTemplate);
1796
1797     if (isa<CXXRecordDecl>(DC)) {
1798       Guide->setAccess(AS_public);
1799       GuideTemplate->setAccess(AS_public);
1800     }
1801
1802     DC->addDecl(GuideTemplate);
1803     return GuideTemplate;
1804   }
1805 };
1806 }
1807
1808 void Sema::DeclareImplicitDeductionGuides(TemplateDecl *Template,
1809                                           SourceLocation Loc) {
1810   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1811   if (DC->isDependentContext())
1812     return;
1813
1814   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform Transform(
1815       *this, cast<ClassTemplateDecl>(Template));
1816   if (!isCompleteType(Loc, Transform.DeducedType))
1817     return;
1818
1819   // Check whether we've already declared deduction guides for this template.
1820   // FIXME: Consider storing a flag on the template to indicate this.
1821   auto Existing = DC->lookup(Transform.DeductionGuideName);
1822   for (auto *D : Existing)
1823     if (D->isImplicit())
1824       return;
1825
1826   // In case we were expanding a pack when we attempted to declare deduction
1827   // guides, turn off pack expansion for everything we're about to do.
1828   ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, -1);
1829   // Create a template instantiation record to track the "instantiation" of
1830   // constructors into deduction guides.
1831   // FIXME: Add a kind for this to give more meaningful diagnostics. But can
1832   // this substitution process actually fail?
1833   InstantiatingTemplate BuildingDeductionGuides(*this, Loc, Template);
1834
1835   // Convert declared constructors into deduction guide templates.
1836   // FIXME: Skip constructors for which deduction must necessarily fail (those
1837   // for which some class template parameter without a default argument never
1838   // appears in a deduced context).
1839   bool AddedAny = false;
1840   for (NamedDecl *D : LookupConstructors(Transform.Primary)) {
1841     D = D->getUnderlyingDecl();
1842     if (D->isInvalidDecl() || D->isImplicit())
1843       continue;
1844     D = cast<NamedDecl>(D->getCanonicalDecl());
1845
1846     auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D);
1847     auto *CD =
1848         dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(FTD ? FTD->getTemplatedDecl() : D);
1849     // Class-scope explicit specializations (MS extension) do not result in
1850     // deduction guides.
1851     if (!CD || (!FTD && CD->isFunctionTemplateSpecialization()))
1852       continue;
1853
1854     Transform.transformConstructor(FTD, CD);
1855     AddedAny = true;
1856   }
1857
1858   // C++17 [over.match.class.deduct]
1859   //    --  If C is not defined or does not declare any constructors, an
1860   //    additional function template derived as above from a hypothetical
1861   //    constructor C().
1862   if (!AddedAny)
1863     Transform.buildSimpleDeductionGuide(None);
1864
1865   //    -- An additional function template derived as above from a hypothetical
1866   //    constructor C(C), called the copy deduction candidate.
1867   cast<CXXDeductionGuideDecl>(
1868       cast<FunctionTemplateDecl>(
1869           Transform.buildSimpleDeductionGuide(Transform.DeducedType))
1870           ->getTemplatedDecl())
1871       ->setIsCopyDeductionCandidate();
1872 }
1873
1874 /// \brief Diagnose the presence of a default template argument on a
1875 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
1876 ///
1877 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
1878 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
1879                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
1880                                             SourceLocation ParamLoc,
1881                                             SourceRange DefArgRange) {
1882   switch (TPC) {
1883   case Sema::TPC_ClassTemplate:
1884   case Sema::TPC_VarTemplate:
1885   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
1886     return false;
1887
1888   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
1889   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
1890     // C++ [temp.param]p9:
1891     //   A default template-argument shall not be specified in a
1892     //   function template declaration or a function template
1893     //   definition [...]
1894     //   If a friend function template declaration specifies a default
1895     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
1896     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
1897     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
1898     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
1899          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
1900            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
1901       << DefArgRange;
1902     return false;
1903
1904   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
1905     // C++0x [temp.param]p9:
1906     //   A default template-argument shall not be specified in the
1907     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
1908     //   class template that appears outside of the member's class.
1909     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
1910       << DefArgRange;
1911     return true;
1912
1913   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
1914   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
1915     // C++ [temp.param]p9:
1916     //   A default template-argument shall not be specified in a
1917     //   friend template declaration.
1918     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
1919       << DefArgRange;
1920     return true;
1921
1922     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
1923     // for friend function templates if there is only a single
1924     // declaration (and it is a definition). Strange!
1925   }
1926
1927   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
1928 }
1929
1930 /// \brief Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
1931 /// of a template template parameter, recursively.
1932 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
1933                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
1934   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
1935   // expansion.
1936   if (TTP->isParameterPack())
1937     return false;
1938
1939   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
1940   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
1941     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
1942     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
1943       if (!NTTP->isParameterPack() &&
1944           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
1945                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
1946                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
1947         return true;
1948
1949       continue;
1950     }
1951
1952     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
1953                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
1954       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
1955         return true;
1956   }
1957
1958   return false;
1959 }
1960
1961 /// \brief Checks the validity of a template parameter list, possibly
1962 /// considering the template parameter list from a previous
1963 /// declaration.
1964 ///
1965 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
1966 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
1967 /// template parameter list.
1968 ///
1969 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
1970 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
1971 /// default arguments that are carried through from the previous
1972 /// template parameter list.
1973 ///
1974 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
1975 /// previous declaration of the same template. Default template
1976 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
1977 /// the new template parameter list.
1978 ///
1979 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
1980 /// template parameter list.
1981 ///
1982 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
1983 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
1984                                       TemplateParameterList *OldParams,
1985                                       TemplateParamListContext TPC) {
1986   bool Invalid = false;
1987
1988   // C++ [temp.param]p10:
1989   //   The set of default template-arguments available for use with a
1990   //   template declaration or definition is obtained by merging the
1991   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
1992   //   declarations in scope in the same way default function
1993   //   arguments are (8.3.6).
1994   bool SawDefaultArgument = false;
1995   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
1996
1997   // Dummy initialization to avoid warnings.
1998   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
1999   if (OldParams)
2000     OldParam = OldParams->begin();
2001
2002   bool RemoveDefaultArguments = false;
2003   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2004                                     NewParamEnd = NewParams->end();
2005        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2006     // Variables used to diagnose redundant default arguments
2007     bool RedundantDefaultArg = false;
2008     SourceLocation OldDefaultLoc;
2009     SourceLocation NewDefaultLoc;
2010
2011     // Variable used to diagnose missing default arguments
2012     bool MissingDefaultArg = false;
2013
2014     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
2015     bool SawParameterPack = false;
2016
2017     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
2018           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
2019       // Check the presence of a default argument here.
2020       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2021           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2022                                           NewTypeParm->getLocation(),
2023                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
2024                                                        .getSourceRange()))
2025         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
2026
2027       // Merge default arguments for template type parameters.
2028       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
2029           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2030       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
2031         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2032                "Parameter packs can't have a default argument!");
2033         SawParameterPack = true;
2034       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
2035                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2036         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2037         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2038         SawDefaultArgument = true;
2039         RedundantDefaultArg = true;
2040         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2041       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2042         // Merge the default argument from the old declaration to the
2043         // new declaration.
2044         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
2045         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2046       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2047         SawDefaultArgument = true;
2048         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2049       } else if (SawDefaultArgument)
2050         MissingDefaultArg = true;
2051     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
2052                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
2053       // Check for unexpanded parameter packs.
2054       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
2055           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
2056                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
2057                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
2058         Invalid = true;
2059         continue;
2060       }
2061
2062       // Check the presence of a default argument here.
2063       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2064           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2065                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
2066                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
2067         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
2068       }
2069
2070       // Merge default arguments for non-type template parameters
2071       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
2072         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2073       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
2074         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2075                "Parameter packs can't have a default argument!");
2076         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
2077           SawParameterPack = true;
2078       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
2079                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2080         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2081         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2082         SawDefaultArgument = true;
2083         RedundantDefaultArg = true;
2084         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2085       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2086         // Merge the default argument from the old declaration to the
2087         // new declaration.
2088         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
2089         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2090       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2091         SawDefaultArgument = true;
2092         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2093       } else if (SawDefaultArgument)
2094         MissingDefaultArg = true;
2095     } else {
2096       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
2097         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
2098
2099       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
2100       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
2101         Invalid = true;
2102         continue;
2103       }
2104
2105       // Check the presence of a default argument here.
2106       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2107           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2108                                           NewTemplateParm->getLocation(),
2109                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
2110         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
2111
2112       // Merge default arguments for template template parameters
2113       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
2114         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2115       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
2116         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2117                "Parameter packs can't have a default argument!");
2118         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
2119           SawParameterPack = true;
2120       } else if (OldTemplateParm &&
2121                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
2122                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2123         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2124         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2125         SawDefaultArgument = true;
2126         RedundantDefaultArg = true;
2127         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2128       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2129         // Merge the default argument from the old declaration to the
2130         // new declaration.
2131         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
2132         PreviousDefaultArgLoc
2133           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2134       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2135         SawDefaultArgument = true;
2136         PreviousDefaultArgLoc
2137           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2138       } else if (SawDefaultArgument)
2139         MissingDefaultArg = true;
2140     }
2141
2142     // C++11 [temp.param]p11:
2143     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
2144     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
2145     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
2146         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
2147          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
2148       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2149            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
2150       Invalid = true;
2151     }
2152
2153     if (RedundantDefaultArg) {
2154       // C++ [temp.param]p12:
2155       //   A template-parameter shall not be given default arguments
2156       //   by two different declarations in the same scope.
2157       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
2158       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2159       Invalid = true;
2160     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
2161       // C++ [temp.param]p11:
2162       //   If a template-parameter of a class template has a default
2163       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
2164       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
2165       //   pack.
2166       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2167            diag::err_template_param_default_arg_missing);
2168       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2169       Invalid = true;
2170       RemoveDefaultArguments = true;
2171     }
2172
2173     // If we have an old template parameter list that we're merging
2174     // in, move on to the next parameter.
2175     if (OldParams)
2176       ++OldParam;
2177   }
2178
2179   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
2180   // all of the default arguments.
2181   if (RemoveDefaultArguments) {
2182     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2183                                       NewParamEnd = NewParams->end();
2184          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2185       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
2186         TTP->removeDefaultArgument();
2187       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2188                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
2189         NTTP->removeDefaultArgument();
2190       else
2191         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
2192     }
2193   }
2194
2195   return Invalid;
2196 }
2197
2198 namespace {
2199
2200 /// A class which looks for a use of a certain level of template
2201 /// parameter.
2202 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
2203   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
2204
2205   unsigned Depth;
2206
2207   // Whether we're looking for a use of a template parameter that makes the
2208   // overall construct type-dependent / a dependent type. This is strictly
2209   // best-effort for now; we may fail to match at all for a dependent type
2210   // in some cases if this is set.
2211   bool IgnoreNonTypeDependent;
2212
2213   bool Match;
2214   SourceLocation MatchLoc;
2215
2216   DependencyChecker(unsigned Depth, bool IgnoreNonTypeDependent)
2217       : Depth(Depth), IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent),
2218         Match(false) {}
2219
2220   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params, bool IgnoreNonTypeDependent)
2221       : IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent), Match(false) {
2222     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
2223     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
2224       Depth = PD->getDepth();
2225     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2226                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
2227       Depth = PD->getDepth();
2228     } else {
2229       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
2230     }
2231   }
2232
2233   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
2234     if (ParmDepth >= Depth) {
2235       Match = true;
2236       MatchLoc = Loc;
2237       return true;
2238     }
2239     return false;
2240   }
2241
2242   bool TraverseStmt(Stmt *S, DataRecursionQueue *Q = nullptr) {
2243     // Prune out non-type-dependent expressions if requested. This can
2244     // sometimes result in us failing to find a template parameter reference
2245     // (if a value-dependent expression creates a dependent type), but this
2246     // mode is best-effort only.
2247     if (auto *E = dyn_cast_or_null<Expr>(S))
2248       if (IgnoreNonTypeDependent && !E->isTypeDependent())
2249         return true;
2250     return super::TraverseStmt(S, Q);
2251   }
2252
2253   bool TraverseTypeLoc(TypeLoc TL) {
2254     if (IgnoreNonTypeDependent && !TL.isNull() &&
2255         !TL.getType()->isDependentType())
2256       return true;
2257     return super::TraverseTypeLoc(TL);
2258   }
2259
2260   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
2261     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
2262   }
2263
2264   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
2265     // For a best-effort search, keep looking until we find a location.
2266     return IgnoreNonTypeDependent || !Matches(T->getDepth());
2267   }
2268
2269   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
2270     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
2271           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
2272       if (Matches(PD->getDepth()))
2273         return false;
2274     return super::TraverseTemplateName(N);
2275   }
2276
2277   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
2278     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2279           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
2280       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
2281         return false;
2282     return super::VisitDeclRefExpr(E);
2283   }
2284
2285   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
2286     return TraverseType(T->getReplacementType());
2287   }
2288
2289   bool
2290   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
2291     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
2292   }
2293
2294   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
2295     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
2296   }
2297 };
2298 } // end anonymous namespace
2299
2300 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
2301 /// list.
2302 static bool
2303 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
2304   DependencyChecker Checker(Params, /*IgnoreNonTypeDependent*/false);
2305   Checker.TraverseType(T);
2306   return Checker.Match;
2307 }
2308
2309 // Find the source range corresponding to the named type in the given
2310 // nested-name-specifier, if any.
2311 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
2312                                                        QualType T,
2313                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
2314   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
2315   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
2316     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
2317       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
2318         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
2319     } else
2320       break;
2321
2322     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
2323   }
2324
2325   return SourceRange();
2326 }
2327
2328 /// \brief Match the given template parameter lists to the given scope
2329 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
2330 /// name.
2331 ///
2332 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
2333 /// specifier or a template parameter list.
2334 ///
2335 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
2336 ///
2337 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
2338 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
2339 /// being declared.
2340 ///
2341 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
2342 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
2343 ///
2344 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
2345 /// innermost template parameter lists.
2346 ///
2347 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
2348 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
2349 /// declarations.
2350 ///
2351 /// \param IsMemberSpecialization will be set true if the scope specifier
2352 /// denotes a fully-specialized type, and therefore this is a declaration of
2353 /// a member specialization.
2354 ///
2355 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
2356 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
2357 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
2358 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
2359 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
2360 /// itself a template).
2361 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
2362     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
2363     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
2364     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
2365     bool &IsMemberSpecialization, bool &Invalid) {
2366   IsMemberSpecialization = false;
2367   Invalid = false;
2368
2369   // The sequence of nested types to which we will match up the template
2370   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
2371   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
2372   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
2373   QualType T;
2374   if (SS.getScopeRep()) {
2375     if (CXXRecordDecl *Record
2376               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
2377       T = Context.getTypeDeclType(Record);
2378     else
2379       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
2380   }
2381
2382   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
2383   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
2384   // explicit specialization.
2385   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
2386
2387   while (!T.isNull()) {
2388     NestedTypes.push_back(T);
2389
2390     // Retrieve the parent of a record type.
2391     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2392       // If this type is an explicit specialization, we're done.
2393       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2394           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2395         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
2396             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
2397           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
2398           break;
2399         }
2400       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2401                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
2402         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
2403         break;
2404       }
2405
2406       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
2407         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2408       else
2409         T = QualType();
2410       continue;
2411     }
2412
2413     if (const TemplateSpecializationType *TST
2414                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2415       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2416         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
2417           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2418         else
2419           T = QualType();
2420         continue;
2421       }
2422     }
2423
2424     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
2425     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
2426                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2427       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
2428         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2429       else
2430         T = QualType();
2431       continue;
2432     }
2433
2434     // Look one step prior in a dependent name type.
2435     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
2436       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
2437         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2438       else
2439         T = QualType();
2440       continue;
2441     }
2442
2443     // Retrieve the parent of an enumeration type.
2444     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
2445       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
2446       // check here.
2447       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
2448
2449       // Get to the parent type.
2450       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
2451         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2452       else
2453         T = QualType();
2454       continue;
2455     }
2456
2457     T = QualType();
2458   }
2459   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
2460   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
2461   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
2462
2463   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
2464   //   A member or a member template may be nested within many
2465   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
2466   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
2467   //   template<> for each enclosing class template that is
2468   //   explicitly specialized.
2469   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
2470
2471   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
2472     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
2473       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
2474         << !Recovery << Range;
2475       Invalid = true;
2476       IsMemberSpecialization = false;
2477       return true;
2478     }
2479
2480     return false;
2481   };
2482
2483   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
2484     // Check that we can have an explicit specialization here.
2485     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
2486       return true;
2487
2488     // We don't have a template header, but we should.
2489     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
2490     if (!ParamLists.empty())
2491       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
2492     else
2493       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
2494
2495     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
2496       << Range
2497       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
2498     return false;
2499   };
2500
2501   unsigned ParamIdx = 0;
2502   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
2503        ++TypeIdx) {
2504     T = NestedTypes[TypeIdx];
2505
2506     // Whether we expect a 'template<>' header.
2507     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
2508
2509     // Whether we expect a template header with parameters.
2510     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2511
2512     // For a dependent type, the set of template parameters that we
2513     // expect to see.
2514     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
2515
2516     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
2517     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
2518     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
2519     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
2520     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
2521     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2522       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
2523             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
2524         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
2525         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2526       } else if (Record->isDependentType()) {
2527         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
2528           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
2529                                                       ->getTemplateParameters();
2530           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2531         }
2532       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2533                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2534         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
2535         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
2536         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
2537         //   the template<> syntax.
2538         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
2539           NeedEmptyTemplateHeader = true;
2540         else
2541           continue;
2542       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
2543         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2544                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
2545             TypeIdx == NumTypes - 1)
2546           IsMemberSpecialization = true;
2547
2548         continue;
2549       }
2550     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
2551                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2552       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2553         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
2554         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2555       }
2556     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2557       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
2558       // against the corresponding template parameter list.
2559       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2560     }
2561
2562     // C++ [temp.expl.spec]p16:
2563     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2564     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2565     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2566     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2567     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2568     //   are not explicitly specialized as well.
2569     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2570       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
2571         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2572                                         false))
2573           return nullptr;
2574       } else
2575         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
2576     }
2577
2578     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
2579       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
2580       // here, then it's a member specialization.
2581       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
2582         IsMemberSpecialization = true;
2583
2584       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2585         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
2586           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
2587           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2588                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
2589             << T
2590             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
2591                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
2592             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2593           Invalid = true;
2594           return nullptr;
2595         }
2596
2597         // Consume this template header.
2598         ++ParamIdx;
2599         continue;
2600       }
2601
2602       if (!IsFriend)
2603         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
2604                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
2605           return nullptr;
2606
2607       continue;
2608     }
2609
2610     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
2611       // In friend declarations we can have template-ids which don't
2612       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
2613       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
2614       // template-id.
2615       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
2616         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
2617             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
2618           ExpectedTemplateParams = nullptr;
2619         else
2620           continue;
2621       }
2622
2623       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2624         // Check the template parameter list, if we can.
2625         if (ExpectedTemplateParams &&
2626             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
2627                                             ExpectedTemplateParams,
2628                                             true, TPL_TemplateMatch))
2629           Invalid = true;
2630
2631         if (!Invalid &&
2632             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
2633                                        TPC_ClassTemplateMember))
2634           Invalid = true;
2635
2636         ++ParamIdx;
2637         continue;
2638       }
2639
2640       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
2641         << T
2642         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2643       Invalid = true;
2644       continue;
2645     }
2646   }
2647
2648   // If there were at least as many template-ids as there were template
2649   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
2650   // the declaration itself.
2651   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
2652     if (TemplateId && !IsFriend) {
2653       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
2654       // should.
2655       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
2656                                                         TemplateId->RAngleLoc));
2657
2658       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
2659       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
2660                                            SourceLocation(), None,
2661                                            SourceLocation(), nullptr);
2662     }
2663
2664     return nullptr;
2665   }
2666
2667   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
2668   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
2669     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
2670     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
2671     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
2672       if (ParamLists[I]->size() == 0)
2673         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
2674       else
2675         AllExplicitSpecHeaders = false;
2676     }
2677
2678     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2679          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
2680                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
2681         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2682                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
2683
2684     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
2685     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
2686     // specialization occurred.
2687     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
2688       Diag(ExplicitSpecLoc,
2689            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
2690         << NestedTypes.back();
2691
2692     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
2693     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
2694     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
2695     if (!AllExplicitSpecHeaders)
2696       Invalid = true;
2697   }
2698
2699   // C++ [temp.expl.spec]p16:
2700   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2701   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2702   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2703   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2704   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2705   //   are not explicitly specialized as well.
2706   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
2707       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2708                                   false))
2709     return nullptr;
2710
2711   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
2712   // entity being declared.
2713   return ParamLists.back();
2714 }
2715
2716 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
2717   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2718     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2719         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2720                 ? 0
2721                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2722                       ? 1
2723                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2724                             ? 2
2725                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2726         << Template->getDeclName();
2727     return;
2728   }
2729
2730   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2731     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
2732                                           IEnd = OST->end();
2733          I != IEnd; ++I)
2734       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2735         << 0 << (*I)->getDeclName();
2736
2737     return;
2738   }
2739 }
2740
2741 static QualType
2742 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2743                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2744                            SourceLocation TemplateLoc,
2745                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2746   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2747   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2748   case BTK__make_integer_seq: {
2749     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2750     // S<T, 0, ..., N-1>.
2751
2752     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2753     //   T shall be an integer type.
2754     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2755       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2756                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2757       return QualType();
2758     }
2759
2760     // C++14 [inteseq.make]p1:
2761     //   If N is negative the program is ill-formed.
2762     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2763     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2764     if (NumArgs < 0) {
2765       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2766                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2767       return QualType();
2768     }
2769
2770     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2771     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2772     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2773     // synthetic template argument list.
2774     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2775     // Expand N into 0 ... N-1.
2776     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2777          I < NumArgs; ++I) {
2778       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2779       SyntheticTemplateArgs.addArgument(SemaRef.getTrivialTemplateArgumentLoc(
2780           TA, ArgTy, TemplateArgs[2].getLocation()));
2781     }
2782     // The first template argument will be reused as the template decl that
2783     // our synthetic template arguments will be applied to.
2784     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2785                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2786   }
2787
2788   case BTK__type_pack_element:
2789     // Specializations of
2790     //    __type_pack_element<Index, T_1, ..., T_N>
2791     // are treated like T_Index.
2792     assert(Converted.size() == 2 &&
2793       "__type_pack_element should be given an index and a parameter pack");
2794
2795     // If the Index is out of bounds, the program is ill-formed.
2796     TemplateArgument IndexArg = Converted[0], Ts = Converted[1];
2797     llvm::APSInt Index = IndexArg.getAsIntegral();
2798     assert(Index >= 0 && "the index used with __type_pack_element should be of "
2799                          "type std::size_t, and hence be non-negative");
2800     if (Index >= Ts.pack_size()) {
2801       SemaRef.Diag(TemplateArgs[0].getLocation(),
2802                    diag::err_type_pack_element_out_of_bounds);
2803       return QualType();
2804     }
2805
2806     // We simply return the type at index `Index`.
2807     auto Nth = std::next(Ts.pack_begin(), Index.getExtValue());
2808     return Nth->getAsType();
2809   }
2810   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2811 }
2812
2813 /// Determine whether this alias template is "enable_if_t".
2814 static bool isEnableIfAliasTemplate(TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate) {
2815   return AliasTemplate->getName().equals("enable_if_t");
2816 }
2817
2818 /// Collect all of the separable terms in the given condition, which
2819 /// might be a conjunction.
2820 ///
2821 /// FIXME: The right answer is to convert the logical expression into
2822 /// disjunctive normal form, so we can find the first failed term
2823 /// within each possible clause.
2824 static void collectConjunctionTerms(Expr *Clause,
2825                                     SmallVectorImpl<Expr *> &Terms) {
2826   if (auto BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Clause->IgnoreParenImpCasts())) {
2827     if (BinOp->getOpcode() == BO_LAnd) {
2828       collectConjunctionTerms(BinOp->getLHS(), Terms);
2829       collectConjunctionTerms(BinOp->getRHS(), Terms);
2830     }
2831
2832     return;
2833   }
2834
2835   Terms.push_back(Clause);
2836 }
2837
2838 // The ranges-v3 library uses an odd pattern of a top-level "||" with
2839 // a left-hand side that is value-dependent but never true. Identify
2840 // the idiom and ignore that term.
2841 static Expr *lookThroughRangesV3Condition(Preprocessor &PP, Expr *Cond) {
2842   // Top-level '||'.
2843   auto *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond->IgnoreParenImpCasts());
2844   if (!BinOp) return Cond;
2845
2846   if (BinOp->getOpcode() != BO_LOr) return Cond;
2847
2848   // With an inner '==' that has a literal on the right-hand side.
2849   Expr *LHS = BinOp->getLHS();
2850   auto *InnerBinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->IgnoreParenImpCasts());
2851   if (!InnerBinOp) return Cond;
2852
2853   if (InnerBinOp->getOpcode() != BO_EQ ||
2854       !isa<IntegerLiteral>(InnerBinOp->getRHS()))
2855     return Cond;
2856
2857   // If the inner binary operation came from a macro expansion named
2858   // CONCEPT_REQUIRES or CONCEPT_REQUIRES_, return the right-hand side
2859   // of the '||', which is the real, user-provided condition.
2860   SourceLocation Loc = InnerBinOp->getExprLoc();
2861   if (!Loc.isMacroID()) return Cond;
2862
2863   StringRef MacroName = PP.getImmediateMacroName(Loc);
2864   if (MacroName == "CONCEPT_REQUIRES" || MacroName == "CONCEPT_REQUIRES_")
2865     return BinOp->getRHS();
2866
2867   return Cond;
2868 }
2869
2870 std::pair<Expr *, std::string>
2871 Sema::findFailedBooleanCondition(Expr *Cond, bool AllowTopLevelCond) {
2872   Cond = lookThroughRangesV3Condition(PP, Cond);
2873
2874   // Separate out all of the terms in a conjunction.
2875   SmallVector<Expr *, 4> Terms;
2876   collectConjunctionTerms(Cond, Terms);
2877
2878   // Determine which term failed.
2879   Expr *FailedCond = nullptr;
2880   for (Expr *Term : Terms) {
2881     Expr *TermAsWritten = Term->IgnoreParenImpCasts();
2882
2883     // Literals are uninteresting.
2884     if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(TermAsWritten) ||
2885         isa<IntegerLiteral>(TermAsWritten))
2886       continue;
2887
2888     // The initialization of the parameter from the argument is
2889     // a constant-evaluated context.
2890     EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
2891       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
2892
2893     bool Succeeded;
2894     if (Term->EvaluateAsBooleanCondition(Succeeded, Context) &&
2895         !Succeeded) {
2896       FailedCond = TermAsWritten;
2897       break;
2898     }
2899   }
2900
2901   if (!FailedCond) {
2902     if (!AllowTopLevelCond)
2903       return { nullptr, "" };
2904
2905     FailedCond = Cond->IgnoreParenImpCasts();
2906   }
2907
2908   std::string Description;
2909   {
2910     llvm::raw_string_ostream Out(Description);
2911     FailedCond->printPretty(Out, nullptr, getPrintingPolicy());
2912   }
2913   return { FailedCond, Description };
2914 }
2915
2916 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
2917                                    SourceLocation TemplateLoc,
2918                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2919   DependentTemplateName *DTN
2920     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
2921   if (DTN && DTN->isIdentifier())
2922     // When building a template-id where the template-name is dependent,
2923     // assume the template is a type template. Either our assumption is
2924     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
2925     // dependent name is substituted.
2926     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2927                                                           DTN->getQualifier(),
2928                                                           DTN->getIdentifier(),
2929                                                           TemplateArgs);
2930
2931   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
2932   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
2933       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
2934     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
2935     // build a template specialization type for it.
2936     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
2937       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
2938
2939     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
2940       << Name;
2941     NoteAllFoundTemplates(Name);
2942     return QualType();
2943   }
2944
2945   // Check that the template argument list is well-formed for this
2946   // template.
2947   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2948   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
2949                                 false, Converted))
2950     return QualType();
2951
2952   QualType CanonType;
2953
2954   bool InstantiationDependent = false;
2955   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
2956           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
2957     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
2958     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
2959     if (Pattern->isInvalidDecl())
2960       return QualType();
2961
2962     TemplateArgumentList StackTemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2963                                            Converted);
2964
2965     // Only substitute for the innermost template argument list.
2966     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2967     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&StackTemplateArgs);
2968     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
2969     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
2970       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
2971
2972     LocalInstantiationScope Scope(*this);
2973     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
2974     if (Inst.isInvalid())
2975       return QualType();
2976
2977     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
2978                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
2979                           AliasTemplate->getDeclName());
2980     if (CanonType.isNull()) {
2981       // If this was enable_if and we failed to find the nested type
2982       // within enable_if in a SFINAE context, dig out the specific
2983       // enable_if condition that failed and present that instead.
2984       if (isEnableIfAliasTemplate(AliasTemplate)) {
2985         if (auto DeductionInfo = isSFINAEContext()) {
2986           if (*DeductionInfo &&
2987               (*DeductionInfo)->hasSFINAEDiagnostic() &&
2988               (*DeductionInfo)->peekSFINAEDiagnostic().second.getDiagID() ==
2989                 diag::err_typename_nested_not_found_enable_if &&
2990               TemplateArgs[0].getArgument().getKind()
2991                 == TemplateArgument::Expression) {
2992             Expr *FailedCond;
2993             std::string FailedDescription;
2994             std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
2995               findFailedBooleanCondition(
2996                 TemplateArgs[0].getSourceExpression(),
2997                 /*AllowTopLevelCond=*/true);
2998
2999             // Remove the old SFINAE diagnostic.
3000             PartialDiagnosticAt OldDiag =
3001               {SourceLocation(), PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3002             (*DeductionInfo)->takeSFINAEDiagnostic(OldDiag);
3003
3004             // Add a new SFINAE diagnostic specifying which condition
3005             // failed.
3006             (*DeductionInfo)->addSFINAEDiagnostic(
3007               OldDiag.first,
3008               PDiag(diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
3009                 << FailedDescription
3010                 << FailedCond->getSourceRange());
3011           }
3012         }
3013       }
3014
3015       return QualType();
3016     }
3017   } else if (Name.isDependent() ||
3018              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3019                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3020     // This class template specialization is a dependent
3021     // type. Therefore, its canonical type is another class template
3022     // specialization type that contains all of the converted
3023     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
3024     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
3025     //
3026     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
3027     CanonType = Context.getCanonicalTemplateSpecializationType(Name, Converted);
3028
3029     // This might work out to be a current instantiation, in which
3030     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
3031     //
3032     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
3033     // changes to CurContext don't change the set of current
3034     // instantiations.
3035     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3036       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
3037         // If we get out to a namespace, we're done.
3038         if (Ctx->isFileContext()) break;
3039
3040         // If this isn't a record, keep looking.
3041         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
3042         if (!Record) continue;
3043
3044         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
3045         // and check whether it's the same template.
3046         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
3047             !Record->getDescribedClassTemplate())
3048           continue;
3049
3050         // Fetch the injected class name type and check whether its
3051         // injected type is equal to the type we just built.
3052         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
3053         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
3054           ->getInjectedSpecializationType();
3055
3056         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
3057           continue;
3058
3059         // If so, the canonical type of this TST is the injected
3060         // class name type of the record we just found.
3061         assert(ICNT.isCanonical());
3062         CanonType = ICNT;
3063         break;
3064       }
3065     }
3066   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
3067                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3068     // Find the class template specialization declaration that
3069     // corresponds to these arguments.
3070     void *InsertPos = nullptr;
3071     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
3072       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3073     if (!Decl) {
3074       // This is the first time we have referenced this class template
3075       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3076       // the set of specializations.
3077       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
3078                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
3079                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
3080                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
3081                                                 ClassTemplate->getLocation(),
3082                                                      ClassTemplate,
3083                                                      Converted, nullptr);
3084       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
3085       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
3086         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
3087     }
3088
3089     if (Decl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3090       MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3091       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(Converted);
3092       InstantiateAttrsForDecl(TemplateArgLists, ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
3093                               Decl);
3094     }
3095
3096     // Diagnose uses of this specialization.
3097     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
3098
3099     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
3100     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
3101            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
3102   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
3103     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
3104                                            TemplateArgs);
3105   }
3106
3107   // Build the fully-sugared type for this class template
3108   // specialization, which refers back to the class template
3109   // specialization we created or found.
3110   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
3111 }
3112
3113 TypeResult
3114 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
3115                           TemplateTy TemplateD, IdentifierInfo *TemplateII,
3116                           SourceLocation TemplateIILoc,
3117                           SourceLocation LAngleLoc,
3118                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3119                           SourceLocation RAngleLoc,
3120                           bool IsCtorOrDtorName, bool IsClassName) {
3121   if (SS.isInvalid())
3122     return true;
3123
3124   if (!IsCtorOrDtorName && !IsClassName && SS.isSet()) {
3125     DeclContext *LookupCtx = computeDeclContext(SS, /*EnteringContext*/false);
3126
3127     // C++ [temp.res]p3:
3128     //   A qualified-id that refers to a type and in which the
3129     //   nested-name-specifier depends on a template-parameter (14.6.2)
3130     //   shall be prefixed by the keyword typename to indicate that the
3131     //   qualified-id denotes a type, forming an
3132     //   elaborated-type-specifier (7.1.5.3).
3133     if (!LookupCtx && isDependentScopeSpecifier(SS)) {
3134       Diag(SS.getBeginLoc(), diag::err_typename_missing_template)
3135         << SS.getScopeRep() << TemplateII->getName();
3136       // Recover as if 'typename' were specified.
3137       // FIXME: This is not quite correct recovery as we don't transform SS
3138       // into the corresponding dependent form (and we don't diagnose missing
3139       // 'template' keywords within SS as a result).
3140       return ActOnTypenameType(nullptr, SourceLocation(), SS, TemplateKWLoc,
3141                                TemplateD, TemplateII, TemplateIILoc, LAngleLoc,
3142                                TemplateArgsIn, RAngleLoc);
3143     }
3144
3145     // Per C++ [class.qual]p2, if the template-id was an injected-class-name,
3146     // it's not actually allowed to be used as a type in most cases. Because
3147     // we annotate it before we know whether it's valid, we have to check for
3148     // this case here.
3149     auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3150     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
3151       Diag(TemplateIILoc,
3152            TemplateKWLoc.isInvalid()
3153                ? diag::err_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor
3154                : diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3155         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3156         << 1 /*if any keyword was present, it was 'template'*/;
3157     }
3158   }
3159
3160   TemplateName Template = TemplateD.get();
3161
3162   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3163   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3164   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3165
3166   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3167     QualType T
3168       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3169                                                        DTN->getQualifier(),
3170                                                        DTN->getIdentifier(),
3171                                                        TemplateArgs);
3172     // Build type-source information.
3173     TypeLocBuilder TLB;
3174     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3175       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3176     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3177     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3178     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3179     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3180     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3181     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3182     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3183       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3184     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3185   }
3186
3187   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
3188   if (Result.isNull())
3189     return true;
3190
3191   // Build type-source information.
3192   TypeLocBuilder TLB;
3193   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3194     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3195   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3196   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3197   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3198   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3199   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3200     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3201
3202   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
3203   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
3204   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
3205   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
3206     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
3207     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
3208     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3209     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3210     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3211   }
3212
3213   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3214 }
3215
3216 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
3217                                         TypeSpecifierType TagSpec,
3218                                         SourceLocation TagLoc,
3219                                         CXXScopeSpec &SS,
3220                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
3221                                         TemplateTy TemplateD,
3222                                         SourceLocation TemplateLoc,
3223                                         SourceLocation LAngleLoc,
3224                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3225                                         SourceLocation RAngleLoc) {
3226   TemplateName Template = TemplateD.get();
3227
3228   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3229   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3230   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3231
3232   // Determine the tag kind
3233   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
3234   ElaboratedTypeKeyword Keyword
3235     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
3236
3237   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3238     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
3239                                                           DTN->getQualifier(),
3240                                                           DTN->getIdentifier(),
3241                                                                 TemplateArgs);
3242
3243     // Build type-source information.
3244     TypeLocBuilder TLB;
3245     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3246       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3247     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3248     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3249     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3250     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3251     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3252     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3253     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3254       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3255     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3256   }
3257
3258   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
3259         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
3260     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
3261     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
3262     //   resolves to an alias template specialization, the
3263     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
3264     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag)
3265         << TAT << NTK_TypeAliasTemplate << TagKind;
3266     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
3267   }
3268
3269   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
3270   if (Result.isNull())
3271     return TypeResult(true);
3272
3273   // Check the tag kind
3274   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
3275     RecordDecl *D = RT->getDecl();
3276
3277     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
3278     assert(Id && "templated class must have an identifier");
3279
3280     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
3281                                       TagLoc, Id)) {
3282       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
3283         << Result
3284         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
3285       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
3286     }
3287   }
3288
3289   // Provide source-location information for the template specialization.
3290   TypeLocBuilder TLB;
3291   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3292     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3293   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3294   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3295   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3296   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3297   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3298     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3299
3300   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
3301   // and tag keyword.
3302   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
3303   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3304   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3305   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3306   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3307 }
3308
3309 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
3310                                              NamedDecl *PrevDecl,
3311                                              SourceLocation Loc,
3312                                              bool IsPartialSpecialization);
3313
3314 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
3315
3316 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
3317     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
3318   switch (Arg.getKind()) {
3319   case TemplateArgument::Null:
3320   case TemplateArgument::NullPtr:
3321   case TemplateArgument::Integral:
3322   case TemplateArgument::Declaration:
3323   case TemplateArgument::Pack:
3324   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3325     return false;
3326
3327   case TemplateArgument::Type: {
3328     QualType Type = Arg.getAsType();
3329     const TemplateTypeParmType *TPT =
3330         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
3331     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
3332            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
3333   }
3334
3335   case TemplateArgument::Expression: {
3336     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
3337     if (!DRE || !DRE->getDecl())
3338       return false;
3339     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
3340         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
3341     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
3342   }
3343
3344   case TemplateArgument::Template:
3345     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
3346         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3347             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
3348     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
3349   }
3350   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
3351 }
3352
3353 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
3354                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
3355   if (Params->size() != Args.size())
3356     return false;
3357
3358   unsigned Depth = Params->getDepth();
3359
3360   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
3361     TemplateArgument Arg = Args[I];
3362
3363     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
3364     // whose only element is a pack expansion.
3365     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
3366       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
3367           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
3368         return false;
3369       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
3370     }
3371
3372     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
3373       return false;
3374   }
3375
3376   return true;
3377 }
3378
3379 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
3380 static TemplateArgumentListInfo
3381 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
3382   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
3383                                         TemplateId.RAngleLoc);
3384   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
3385                                      TemplateId.NumArgs);
3386   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
3387   return TemplateArgs;
3388 }
3389
3390 template<typename PartialSpecDecl>
3391 static void checkMoreSpecializedThanPrimary(Sema &S, PartialSpecDecl *Partial) {
3392   if (Partial->getDeclContext()->isDependentContext())
3393     return;
3394
3395   // FIXME: Get the TDK from deduction in order to provide better diagnostics
3396   // for non-substitution-failure issues?
3397   TemplateDeductionInfo Info(Partial->getLocation());
3398   if (S.isMoreSpecializedThanPrimary(Partial, Info))
3399     return;
3400
3401   auto *Template = Partial->getSpecializedTemplate();
3402   S.Diag(Partial->getLocation(),
3403          diag::ext_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3404       << isa<VarTemplateDecl>(Template);
3405
3406   if (Info.hasSFINAEDiagnostic()) {
3407     PartialDiagnosticAt Diag = {SourceLocation(),
3408                                 PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3409     Info.takeSFINAEDiagnostic(Diag);
3410     SmallString<128> SFINAEArgString;
3411     Diag.second.EmitToString(S.getDiagnostics(), SFINAEArgString);
3412     S.Diag(Diag.first,
3413            diag::note_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3414       << SFINAEArgString;
3415   }
3416
3417   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3418 }
3419
3420 static void
3421 noteNonDeducibleParameters(Sema &S, TemplateParameterList *TemplateParams,
3422                            const llvm::SmallBitVector &DeducibleParams) {
3423   for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
3424     if (!DeducibleParams[I]) {
3425       NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
3426       if (Param->getDeclName())
3427         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3428             << Param->getDeclName();
3429       else
3430         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3431             << "(anonymous)";
3432     }
3433   }
3434 }
3435
3436
3437 template<typename PartialSpecDecl>
3438 static void checkTemplatePartialSpecialization(Sema &S,
3439                                                PartialSpecDecl *Partial) {
3440   // C++1z [temp.class.spec]p8: (DR1495)
3441   //   - The specialization shall be more specialized than the primary
3442   //     template (14.5.5.2).
3443   checkMoreSpecializedThanPrimary(S, Partial);
3444
3445   // C++ [temp.class.spec]p8: (DR1315)
3446   //   - Each template-parameter shall appear at least once in the
3447   //     template-id outside a non-deduced context.
3448   // C++1z [temp.class.spec.match]p3 (P0127R2)
3449   //   If the template arguments of a partial specialization cannot be
3450   //   deduced because of the structure of its template-parameter-list
3451   //   and the template-id, the program is ill-formed.
3452   auto *TemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
3453   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3454   S.MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
3455                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
3456
3457   if (!DeducibleParams.all()) {
3458     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3459     S.Diag(Partial->getLocation(), diag::ext_partial_specs_not_deducible)
3460       << isa<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(Partial)
3461       << (NumNonDeducible > 1)
3462       << SourceRange(Partial->getLocation(),
3463                      Partial->getTemplateArgsAsWritten()->RAngleLoc);
3464     noteNonDeducibleParameters(S, TemplateParams, DeducibleParams);
3465   }
3466 }
3467
3468 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3469     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3470   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3471 }
3472
3473 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3474     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3475   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3476 }
3477
3478 void Sema::CheckDeductionGuideTemplate(FunctionTemplateDecl *TD) {
3479   // C++1z [temp.param]p11:
3480   //   A template parameter of a deduction guide template that does not have a
3481   //   default-argument shall be deducible from the parameter-type-list of the
3482   //   deduction guide template.
3483   auto *TemplateParams = TD->getTemplateParameters();
3484   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3485   MarkDeducedTemplateParameters(TD, DeducibleParams);
3486   for (unsigned I = 0; I != TemplateParams->size(); ++I) {
3487     // A parameter pack is deducible (to an empty pack).
3488     auto *Param = TemplateParams->getParam(I);
3489     if (Param->isParameterPack() || hasVisibleDefaultArgument(Param))
3490       DeducibleParams[I] = true;
3491   }
3492
3493   if (!DeducibleParams.all()) {
3494     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3495     Diag(TD->getLocation(), diag::err_deduction_guide_template_not_deducible)
3496       << (NumNonDeducible > 1);
3497     noteNonDeducibleParameters(*this, TemplateParams, DeducibleParams);
3498   }
3499 }
3500
3501 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
3502     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
3503     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
3504     bool IsPartialSpecialization) {
3505   // D must be variable template id.
3506   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId &&
3507          "Variable template specialization is declared with a template it.");
3508
3509   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
3510   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
3511       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
3512   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
3513   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
3514   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
3515
3516   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
3517
3518   // The template-id must name a variable template.
3519   VarTemplateDecl *VarTemplate =
3520       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3521   if (!VarTemplate) {
3522     NamedDecl *FnTemplate;
3523     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
3524       FnTemplate = *OTS->begin();
3525     else
3526       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3527     if (FnTemplate)
3528       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
3529                << FnTemplate->getDeclName();
3530     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
3531              << IsPartialSpecialization;
3532   }
3533
3534   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
3535   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
3536     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
3537                                         UPPC_PartialSpecialization))
3538       return true;
3539
3540   // Check that the template argument list is well-formed for this
3541   // template.
3542   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3543   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
3544                                 false, Converted))
3545     return true;
3546
3547   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
3548   // corresponds to these arguments.
3549   if (IsPartialSpecialization) {
3550     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, VarTemplate,
3551                                                TemplateArgs.size(), Converted))
3552       return true;
3553
3554     // FIXME: Move these checks to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
3555     // also do them during instantiation.
3556     bool InstantiationDependent;
3557     if (!Name.isDependent() &&
3558         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3559             TemplateArgs.arguments(),
3560             InstantiationDependent)) {
3561       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
3562           << VarTemplate->getDeclName();
3563       IsPartialSpecialization = false;
3564     }
3565
3566     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
3567                                 Converted)) {
3568       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
3569       //
3570       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
3571       //      to the implicit argument list of the primary template.
3572       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
3573         << /*variable template*/ 1
3574         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
3575         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
3576       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
3577       // of the primary template.
3578       return true;
3579     }
3580   }
3581
3582   void *InsertPos = nullptr;
3583   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
3584
3585   if (IsPartialSpecialization)
3586     // FIXME: Template parameter list matters too
3587     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3588   else
3589     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3590
3591   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
3592
3593   // Check whether we can declare a variable template specialization in
3594   // the current scope.
3595   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
3596                                        TemplateNameLoc,
3597                                        IsPartialSpecialization))
3598     return true;
3599
3600   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3601     // Since the only prior variable template specialization with these
3602     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
3603     // declaration node as our own, updating its source location and
3604     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
3605     Specialization = PrevDecl;
3606     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
3607     PrevDecl = nullptr;
3608   } else if (IsPartialSpecialization) {
3609     // Create a new class template partial specialization declaration node.
3610     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
3611         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
3612     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
3613         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3614             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
3615             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
3616             Converted, TemplateArgs);
3617
3618     if (!PrevPartial)
3619       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
3620     Specialization = Partial;
3621
3622     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
3623     // template specialization, make a note of that.
3624     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
3625       PrevPartial->setMemberSpecialization();
3626
3627     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
3628   } else {
3629     // Create a new class template specialization declaration node for
3630     // this explicit specialization or friend declaration.
3631     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3632         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
3633         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted);
3634     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
3635
3636     if (!PrevDecl)
3637       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
3638   }
3639
3640   // C++ [temp.expl.spec]p6:
3641   //   If a template, a member template or the member of a class template is
3642   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
3643   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
3644   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
3645   //   use occurs; no diagnostic is required.
3646   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
3647     bool Okay = false;
3648     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
3649       // Is there any previous explicit specialization declaration?
3650       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
3651         Okay = true;
3652         break;
3653       }
3654     }
3655
3656     if (!Okay) {
3657       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
3658       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
3659           << Name << Range;
3660
3661       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
3662            diag::note_instantiation_required_here)
3663           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
3664               TSK_ImplicitInstantiation);
3665       return true;
3666     }
3667   }
3668
3669   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3670   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
3671
3672   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
3673   // be seen when iterating through the list of declarations in that
3674   // context. However, specializations are not found by name lookup.
3675   CurContext->addDecl(Specialization);
3676
3677   // Note that this is an explicit specialization.
3678   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
3679
3680   if (PrevDecl) {
3681     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
3682     // merging with previous declarations.
3683     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
3684                           forRedeclarationInCurContext());
3685     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
3686     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
3687   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
3688              Specialization->isOutOfLine()) {
3689     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
3690   }
3691
3692   // Link instantiations of static data members back to the template from
3693   // which they were instantiated.
3694   if (Specialization->isStaticDataMember())
3695     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
3696         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
3697         Specialization->getSpecializationKind());
3698
3699   return Specialization;
3700 }
3701
3702 namespace {
3703 /// \brief A partial specialization whose template arguments have matched
3704 /// a given template-id.
3705 struct PartialSpecMatchResult {
3706   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
3707   TemplateArgumentList *Args;
3708 };
3709 } // end anonymous namespace
3710
3711 DeclResult
3712 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3713                          SourceLocation TemplateNameLoc,
3714                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3715   assert(Template && "A variable template id without template?");
3716
3717   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
3718   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3719   if (CheckTemplateArgumentList(
3720           Template, TemplateNameLoc,
3721           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
3722           Converted))
3723     return true;
3724
3725   // Find the variable template specialization declaration that
3726   // corresponds to these arguments.
3727   void *InsertPos = nullptr;
3728   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
3729           Converted, InsertPos)) {
3730     checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Spec);
3731     // If we already have a variable template specialization, return it.
3732     return Spec;
3733   }
3734
3735   // This is the first time we have referenced this variable template
3736   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3737   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
3738   // that it represents. That is,
3739   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3740   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
3741                                        Converted);
3742   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
3743   bool AmbiguousPartialSpec = false;
3744   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
3745   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
3746   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
3747   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
3748                                             /*ForTakingAddress=*/false);
3749
3750   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
3751   // specializes, if any.
3752   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
3753   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
3754   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
3755   // specializations yet.
3756   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
3757   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
3758   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
3759   bool InstantiationDependent = false;
3760   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3761           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3762
3763     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
3764     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
3765
3766     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
3767       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
3768       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
3769
3770       if (TemplateDeductionResult Result =
3771               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
3772         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
3773         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
3774         FailedCandidates.addCandidate().set(
3775             DeclAccessPair::make(Template, AS_public), Partial,
3776             MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
3777         (void)Result;
3778       } else {
3779         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
3780         Matched.back().Partial = Partial;
3781         Matched.back().Args = Info.take();
3782       }
3783     }
3784
3785     if (Matched.size() >= 1) {
3786       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
3787       if (Matched.size() == 1) {
3788         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
3789         //      instantiation is generated from that specialization.
3790         // We don't need to do anything for this.
3791       } else {
3792         //   -- If more than one matching specialization is found, the
3793         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
3794         //      whether one of the specializations is more specialized
3795         //      than the others. If none of the specializations is more
3796         //      specialized than all of the other matching
3797         //      specializations, then the use of the variable template is
3798         //      ambiguous and the program is ill-formed.
3799         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
3800                                                    PEnd = Matched.end();
3801              P != PEnd; ++P) {
3802           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
3803                                                       PointOfInstantiation) ==
3804               P->Partial)
3805             Best = P;
3806         }
3807
3808         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
3809         // the others.
3810         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
3811                                                    PEnd = Matched.end();
3812              P != PEnd; ++P) {
3813           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
3814                                P->Partial, Best->Partial,
3815                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
3816             AmbiguousPartialSpec = true;
3817             break;
3818           }
3819         }
3820       }
3821
3822       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
3823       InstantiationPattern = Best->Partial;
3824       InstantiationArgs = Best->Args;
3825     } else {
3826       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
3827       //      from the primary template.
3828       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3829     }
3830   }
3831
3832   // 2. Create the canonical declaration.
3833   // Note that we do not instantiate a definition until we see an odr-use
3834   // in DoMarkVarDeclReferenced().
3835   // FIXME: LateAttrs et al.?
3836   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
3837       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
3838       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
3839   if (!Decl)
3840     return true;
3841
3842   if (AmbiguousPartialSpec) {
3843     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
3844     Decl->setInvalidDecl();
3845     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
3846         << Decl;
3847
3848     // Print the matching partial specializations.
3849     for (MatchResult P : Matched)
3850       Diag(P.Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
3851           << getTemplateArgumentBindingsText(P.Partial->getTemplateParameters(),
3852                                              *P.Args);
3853     return true;
3854   }
3855
3856   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
3857           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
3858     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
3859
3860   checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Decl);
3861
3862   assert(Decl && "No variable template specialization?");
3863   return Decl;
3864 }
3865
3866 ExprResult
3867 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
3868                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3869                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3870                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3871
3872   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
3873                                        *TemplateArgs);
3874   if (Decl.isInvalid())
3875     return ExprError();
3876
3877   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
3878   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
3879     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
3880                                        NameInfo.getLoc());
3881
3882   // Build an ordinary singleton decl ref.
3883   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
3884                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
3885 }
3886
3887 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
3888                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
3889                                      LookupResult &R,
3890                                      bool RequiresADL,
3891                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3892   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
3893   // template arguments that we have against the template name, if the template
3894   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
3895   // though.
3896   // foo<int> could identify a single function unambiguously
3897   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
3898   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
3899   // i.e., template<class T> void f(double);
3900   //       vs template<class T, class U> void f(U);
3901
3902   // These should be filtered out by our callers.
3903   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
3904   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
3905
3906   // In C++1y, check variable template ids.
3907   bool InstantiationDependent;
3908   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() &&
3909       !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3910            *TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3911     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
3912                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
3913                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
3914   }
3915
3916   // We don't want lookup warnings at this point.
3917   R.suppressDiagnostics();
3918
3919   UnresolvedLookupExpr *ULE
3920     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
3921                                    SS.getWithLocInContext(Context),
3922                                    TemplateKWLoc,
3923                                    R.getLookupNameInfo(),
3924                                    RequiresADL, TemplateArgs,
3925                                    R.begin(), R.end());
3926
3927   return ULE;
3928 }
3929
3930 // We actually only call this from template instantiation.
3931 ExprResult
3932 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
3933                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
3934                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3935                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3936
3937   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
3938   DeclContext *DC;
3939   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
3940       DC->isDependentContext() ||
3941       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
3942     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
3943
3944   bool MemberOfUnknownSpecialization;
3945   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3946   LookupTemplateName(R, (Scope*)nullptr, SS, QualType(), /*Entering*/ false,
3947                      MemberOfUnknownSpecialization);
3948
3949   if (R.isAmbiguous())
3950     return ExprError();
3951
3952   if (R.empty()) {
3953     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3954       << NameInfo.getName() << SS.getRange();
3955     return ExprError();
3956   }
3957
3958   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
3959     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
3960       << SS.getScopeRep()
3961       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
3962     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
3963     return ExprError();
3964   }
3965
3966   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
3967 }
3968
3969 /// \brief Form a dependent template name.
3970 ///
3971 /// This action forms a dependent template name given the template
3972 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
3973 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
3974 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
3975 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
3976 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
3977                                                   CXXScopeSpec &SS,
3978                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
3979                                                   UnqualifiedId &Name,
3980                                                   ParsedType ObjectType,
3981                                                   bool EnteringContext,
3982                                                   TemplateTy &Result,
3983                                                   bool AllowInjectedClassName) {
3984   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
3985     Diag(TemplateKWLoc,
3986          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
3987            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
3988            diag::ext_template_outside_of_template)
3989       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
3990
3991   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
3992   if (SS.isSet())
3993     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
3994   if (!LookupCtx && ObjectType)
3995     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
3996   if (LookupCtx) {
3997     // C++0x [temp.names]p5:
3998     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
3999     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
4000     //   template may not be applied to non-template members of class
4001     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
4002     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
4003     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
4004     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
4005     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
4006     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
4007     //
4008     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
4009     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
4010     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
4011     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
4012     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
4013     bool MemberOfUnknownSpecialization;
4014     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
4015                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
4016                                           MemberOfUnknownSpecialization);
4017     if (TNK == TNK_Non_template && LookupCtx->isDependentContext() &&
4018         isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx) &&
4019         (!cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasDefinition() ||
4020          cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasAnyDependentBases())) {
4021       // This is a dependent template. Handle it below.
4022     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
4023       Diag(Name.getLocStart(),
4024            diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4025         << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
4026         << Name.getSourceRange()
4027         << TemplateKWLoc;
4028       return TNK_Non_template;
4029     } else {
4030       // We found something; return it.
4031       auto *LookupRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
4032       if (!AllowInjectedClassName && SS.isSet() && LookupRD &&
4033           Name.getKind() == UnqualifiedId::IK_Identifier && Name.Identifier &&
4034           LookupRD->getIdentifier() == Name.Identifier) {
4035         // C++14 [class.qual]p2:
4036         //   In a lookup in which function names are not ignored and the
4037         //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
4038         //   [...] is the injected-class-name of C, [...] the name is instead
4039         //   considered to name the constructor
4040         //
4041         // We don't get here if naming the constructor would be valid, so we
4042         // just reject immediately and recover by treating the
4043         // injected-class-name as naming the template.
4044         Diag(Name.getLocStart(),
4045              diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
4046           << Name.Identifier << 0 /*injected-class-name used as template name*/
4047           << 1 /*'template' keyword was used*/;
4048       }
4049       return TNK;
4050     }
4051   }
4052
4053   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
4054
4055   switch (Name.getKind()) {
4056   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
4057     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4058                                                               Name.Identifier));
4059     return TNK_Dependent_template_name;
4060
4061   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
4062     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4063                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
4064     return TNK_Function_template;
4065
4066   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
4067     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
4068
4069   default:
4070     break;
4071   }
4072
4073   Diag(Name.getLocStart(),
4074        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4075     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
4076     << Name.getSourceRange()
4077     << TemplateKWLoc;
4078   return TNK_Non_template;
4079 }
4080
4081 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4082                                      TemplateArgumentLoc &AL,
4083                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4084   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
4085   QualType ArgType;
4086   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
4087
4088   // Check template type parameter.
4089   switch(Arg.getKind()) {
4090   case TemplateArgument::Type:
4091     // C++ [temp.arg.type]p1:
4092     //   A template-argument for a template-parameter which is a
4093     //   type shall be a type-id.
4094     ArgType = Arg.getAsType();
4095     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
4096     break;
4097   case TemplateArgument::Template: {
4098     // We have a template type parameter but the template argument
4099     // is a template without any arguments.
4100     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4101     TemplateName Name = Arg.getAsTemplate();
4102     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_missing_args)
4103       << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(Name) << Name << SR;
4104     if (TemplateDecl *Decl = Name.getAsTemplateDecl())
4105       Diag(Decl->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
4106
4107     return true;
4108   }
4109   case TemplateArgument::Expression: {
4110     // We have a template type parameter but the template argument is an
4111     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
4112     CXXScopeSpec SS;
4113     DeclarationNameInfo NameInfo;
4114
4115     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4116       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4117       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4118     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
4119                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4120       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4121       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4122     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
4123                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4124       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
4125         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4126         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
4127       }
4128     }
4129
4130     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
4131       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4132       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
4133
4134       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
4135           Result.getResultKind() ==
4136               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
4137         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
4138         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
4139         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
4140                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
4141                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
4142             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
4143         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4144
4145         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
4146         // already have.
4147         ArgType =
4148             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
4149         TypeLocBuilder TLB;
4150         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
4151         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
4152         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
4153         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
4154         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
4155
4156         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
4157         // properly.
4158         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
4159                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
4160
4161         break;
4162       }
4163     }
4164     // fallthrough
4165     LLVM_FALLTHROUGH;
4166   }
4167   default: {
4168     // We have a template type parameter but the template argument
4169     // is not a type.
4170     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4171     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
4172     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4173
4174     return true;
4175   }
4176   }
4177
4178   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
4179     return true;
4180
4181   // Add the converted template type argument.
4182   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
4183
4184   // Objective-C ARC:
4185   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
4186   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
4187   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
4188       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
4189       !ArgType.getObjCLifetime()) {
4190     Qualifiers Qs;
4191     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
4192     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
4193   }
4194
4195   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
4196   return false;
4197 }
4198
4199 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4200 /// the given template type parameter.
4201 ///
4202 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4203 /// the substitution.
4204 ///
4205 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4206 /// for.
4207 ///
4208 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4209 /// template-id we are checking.
4210 ///
4211 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4212 /// terminates the template-id.
4213 ///
4214 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4215 /// substituting into.
4216 ///
4217 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4218 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4219 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4220 static TypeSourceInfo *
4221 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4222                              TemplateDecl *Template,
4223                              SourceLocation TemplateLoc,
4224                              SourceLocation RAngleLoc,
4225                              TemplateTypeParmDecl *Param,
4226                              SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4227   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
4228
4229   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
4230   // on the previously-computed template arguments.
4231   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
4232     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4233                                      Param, Template, Converted,
4234                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4235     if (Inst.isInvalid())
4236       return nullptr;
4237
4238     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4239
4240     // Only substitute for the innermost template argument list.
4241     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4242     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4243     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4244       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4245
4246     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4247     ArgType =
4248         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
4249                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
4250   }
4251
4252   return ArgType;
4253 }
4254
4255 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4256 /// the given non-type template parameter.
4257 ///
4258 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4259 /// the substitution.
4260 ///
4261 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4262 /// for.
4263 ///
4264 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4265 /// template-id we are checking.
4266 ///
4267 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4268 /// terminates the template-id.
4269 ///
4270 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
4271 /// substituting into.
4272 ///
4273 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4274 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4275 ///
4276 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4277 static ExprResult
4278 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4279                              TemplateDecl *Template,
4280                              SourceLocation TemplateLoc,
4281                              SourceLocation RAngleLoc,
4282                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4283                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4284   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4285                                    Param, Template, Converted,
4286                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4287   if (Inst.isInvalid())
4288     return ExprError();
4289
4290   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4291
4292   // Only substitute for the innermost template argument list.
4293   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4294   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4295   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4296     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4297
4298   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
4299       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
4300   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
4301 }
4302
4303 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4304 /// the given template template parameter.
4305 ///
4306 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4307 /// the substitution.
4308 ///
4309 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4310 /// for.
4311 ///
4312 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4313 /// template-id we are checking.
4314 ///
4315 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4316 /// terminates the template-id.
4317 ///
4318 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4319 /// substituting into.
4320 ///
4321 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4322 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4323 ///
4324 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
4325 /// source-location information) that precedes the template name.
4326 ///
4327 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4328 static TemplateName
4329 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4330                              TemplateDecl *Template,
4331                              SourceLocation TemplateLoc,
4332                              SourceLocation RAngleLoc,
4333                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
4334                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4335                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
4336   Sema::InstantiatingTemplate Inst(
4337       SemaRef, TemplateLoc, TemplateParameter(Param), Template, Converted,
4338       SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4339   if (Inst.isInvalid())
4340     return TemplateName();
4341
4342   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4343
4344   // Only substitute for the innermost template argument list.
4345   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4346   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4347   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4348     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4349
4350   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4351   // Substitute into the nested-name-specifier first,
4352   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
4353   if (QualifierLoc) {
4354     QualifierLoc =
4355         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
4356     if (!QualifierLoc)
4357       return TemplateName();
4358   }
4359
4360   return SemaRef.SubstTemplateName(
4361              QualifierLoc,
4362              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
4363              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
4364              TemplateArgLists);
4365 }
4366
4367 /// \brief If the given template parameter has a default template
4368 /// argument, substitute into that default template argument and
4369 /// return the corresponding template argument.
4370 TemplateArgumentLoc
4371 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
4372                                               SourceLocation TemplateLoc,
4373                                               SourceLocation RAngleLoc,
4374                                               Decl *Param,
4375                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
4376                                                 &Converted,
4377                                               bool &HasDefaultArg) {
4378   HasDefaultArg = false;
4379
4380   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
4381     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
4382       return TemplateArgumentLoc();
4383
4384     HasDefaultArg = true;
4385     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4386                                                       TemplateLoc,
4387                                                       RAngleLoc,
4388                                                       TypeParm,
4389                                                       Converted);
4390     if (DI)
4391       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
4392
4393     return TemplateArgumentLoc();
4394   }
4395
4396   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
4397         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4398     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
4399       return TemplateArgumentLoc();
4400
4401     HasDefaultArg = true;
4402     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4403                                                   TemplateLoc,
4404                                                   RAngleLoc,
4405                                                   NonTypeParm,
4406                                                   Converted);
4407     if (Arg.isInvalid())
4408       return TemplateArgumentLoc();
4409
4410     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
4411     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
4412   }
4413
4414   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
4415     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4416   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
4417     return TemplateArgumentLoc();
4418
4419   HasDefaultArg = true;
4420   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4421   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4422                                                     TemplateLoc,
4423                                                     RAngleLoc,
4424                                                     TempTempParm,
4425                                                     Converted,
4426                                                     QualifierLoc);
4427   if (TName.isNull())
4428     return TemplateArgumentLoc();
4429
4430   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
4431                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
4432                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4433 }
4434
4435 /// Convert a template-argument that we parsed as a type into a template, if
4436 /// possible. C++ permits injected-class-names to perform dual service as
4437 /// template template arguments and as template type arguments.
4438 static TemplateArgumentLoc convertTypeTemplateArgumentToTemplate(TypeLoc TLoc) {
4439   // Extract and step over any surrounding nested-name-specifier.
4440   NestedNameSpecifierLoc QualLoc;
4441   if (auto ETLoc = TLoc.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
4442     if (ETLoc.getTypePtr()->getKeyword() != ETK_None)
4443       return TemplateArgumentLoc();
4444
4445     QualLoc = ETLoc.getQualifierLoc();
4446     TLoc = ETLoc.getNamedTypeLoc();
4447   }
4448
4449   // If this type was written as an injected-class-name, it can be used as a
4450   // template template argument.
4451   if (auto InjLoc = TLoc.getAs<InjectedClassNameTypeLoc>())
4452     return TemplateArgumentLoc(InjLoc.getTypePtr()->getTemplateName(),
4453                                QualLoc, InjLoc.getNameLoc());
4454
4455   // If this type was written as an injected-class-name, it may have been
4456   // converted to a RecordType during instantiation. If the RecordType is
4457   // *not* wrapped in a TemplateSpecializationType and denotes a class
4458   // template specialization, it must have come from an injected-class-name.
4459   if (auto RecLoc = TLoc.getAs<RecordTypeLoc>())
4460     if (auto *CTSD =
4461             dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RecLoc.getDecl()))
4462       return TemplateArgumentLoc(TemplateName(CTSD->getSpecializedTemplate()),
4463                                  QualLoc, RecLoc.getNameLoc());
4464
4465   return TemplateArgumentLoc();
4466 }
4467
4468 /// \brief Check that the given template argument corresponds to the given
4469 /// template parameter.
4470 ///
4471 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
4472 /// checked.
4473 ///
4474 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
4475 ///
4476 /// \param Template The template in which the template argument resides.
4477 ///
4478 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
4479 /// whose argument list we're matching.
4480 ///
4481 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
4482 /// the template argument list.
4483 ///
4484 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
4485 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
4486 ///
4487 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
4488 /// end of this small vector.
4489 ///
4490 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
4491 /// explicitly written, deduced, etc.
4492 ///
4493 /// \returns true on error, false otherwise.
4494 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
4495                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
4496                                  NamedDecl *Template,
4497                                  SourceLocation TemplateLoc,
4498                                  SourceLocation RAngleLoc,
4499                                  unsigned ArgumentPackIndex,
4500                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4501                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4502   // Check template type parameters.
4503   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
4504     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
4505
4506   // Check non-type template parameters.
4507   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4508     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
4509     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
4510     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
4511     QualType NTTPType = NTTP->getType();
4512     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
4513       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
4514
4515     if (NTTPType->isDependentType() &&
4516         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
4517         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
4518       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
4519       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4520                                  NTTP, Converted,
4521                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4522       if (Inst.isInvalid())
4523         return true;
4524
4525       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
4526                                         Converted);
4527       NTTPType = SubstType(NTTPType,
4528                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
4529                            NTTP->getLocation(),
4530                            NTTP->getDeclName());
4531       // If that worked, check the non-type template parameter type
4532       // for validity.
4533       if (!NTTPType.isNull())
4534         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
4535                                                      NTTP->getLocation());
4536       if (NTTPType.isNull())
4537         return true;
4538     }
4539
4540     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4541     case TemplateArgument::Null:
4542       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4543
4544     case TemplateArgument::Expression: {
4545       TemplateArgument Result;
4546       ExprResult Res =
4547         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
4548                               Result, CTAK);
4549       if (Res.isInvalid())
4550         return true;
4551
4552       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
4553       // old expression in the template argument.
4554       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
4555         TemplateArgument TA(Res.get());
4556         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
4557       }
4558
4559       Converted.push_back(Result);
4560       break;
4561     }
4562
4563     case TemplateArgument::Declaration:
4564     case TemplateArgument::Integral:
4565     case TemplateArgument::NullPtr:
4566       // We've already checked this template argument, so just copy
4567       // it to the list of converted arguments.
4568       Converted.push_back(Arg.getArgument());
4569       break;
4570
4571     case TemplateArgument::Template:
4572     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4573       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
4574       // see below.
4575       if (DependentTemplateName *DTN
4576             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
4577                                               .getAsDependentTemplateName()) {
4578         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
4579         // parsed as a template template argument. However, since we now
4580         // know that we need a non-type template argument, convert this
4581         // template name into an expression.
4582
4583         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
4584                                      Arg.getTemplateNameLoc());
4585
4586         CXXScopeSpec SS;
4587         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
4588         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
4589         // so it was provided with a template keyword. However, its source
4590         // location is not stored in the template argument structure.
4591         SourceLocation TemplateKWLoc;
4592         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
4593             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
4594             nullptr);
4595
4596         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
4597         // pack expansion expression.
4598         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
4599           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
4600           if (E.isInvalid())
4601             return true;
4602         }
4603
4604         TemplateArgument Result;
4605         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
4606         if (E.isInvalid())
4607           return true;
4608
4609         Converted.push_back(Result);
4610         break;
4611       }
4612
4613       // We have a template argument that actually does refer to a class
4614       // template, alias template, or template template parameter, and
4615       // therefore cannot be a non-type template argument.
4616       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
4617         << Arg.getSourceRange();
4618
4619       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4620       return true;
4621
4622     case TemplateArgument::Type: {
4623       // We have a non-type template parameter but the template
4624       // argument is a type.
4625
4626       // C++ [temp.arg]p2:
4627       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
4628       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
4629       //   form of the corresponding template-parameter.
4630       //
4631       // We warn specifically about this case, since it can be rather
4632       // confusing for users.
4633       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
4634       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
4635       if (T->isFunctionType())
4636         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
4637       else
4638         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
4639       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4640       return true;
4641     }
4642
4643     case TemplateArgument::Pack:
4644       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4645     }
4646
4647     return false;
4648   }
4649
4650
4651   // Check template template parameters.
4652   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4653
4654   // Substitute into the template parameter list of the template
4655   // template parameter, since previously-supplied template arguments
4656   // may appear within the template template parameter.
4657   {
4658     // Set up a template instantiation context.
4659     LocalInstantiationScope Scope(*this);
4660     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4661                                TempParm, Converted,
4662                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4663     if (Inst.isInvalid())
4664       return true;
4665
4666     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4667     TempParm = cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
4668                       SubstDecl(TempParm, CurContext,
4669                                 MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs)));
4670     if (!TempParm)
4671       return true;
4672   }
4673
4674   // C++1z [temp.local]p1: (DR1004)
4675   //   When [the injected-class-name] is used [...] as a template-argument for
4676   //   a template template-parameter [...] it refers to the class template
4677   //   itself.
4678   if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::Type) {
4679     TemplateArgumentLoc ConvertedArg = convertTypeTemplateArgumentToTemplate(
4680         Arg.getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
4681     if (!ConvertedArg.getArgument().isNull())
4682       Arg = ConvertedArg;
4683   }
4684
4685   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4686   case TemplateArgument::Null:
4687     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4688
4689   case TemplateArgument::Template:
4690   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4691     if (CheckTemplateArgument(TempParm, Arg, ArgumentPackIndex))
4692       return true;
4693
4694     Converted.push_back(Arg.getArgument());
4695     break;
4696
4697   case TemplateArgument::Expression:
4698   case TemplateArgument::Type:
4699     // We have a template template parameter but the template
4700     // argument does not refer to a template.
4701     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
4702       << getLangOpts().CPlusPlus11;
4703     return true;
4704
4705   case TemplateArgument::Declaration:
4706     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
4707   case TemplateArgument::Integral:
4708     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
4709   case TemplateArgument::NullPtr:
4710     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
4711
4712   case TemplateArgument::Pack:
4713     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4714   }
4715
4716   return false;
4717 }
4718
4719 /// \brief Diagnose an arity mismatch in the
4720 static bool diagnoseArityMismatch(Sema &S, TemplateDecl *Template,
4721                                   SourceLocation TemplateLoc,
4722                                   TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
4723   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
4724   unsigned NumParams = Params->size();
4725   unsigned NumArgs = TemplateArgs.size();
4726
4727   SourceRange Range;
4728   if (NumArgs > NumParams)
4729     Range = SourceRange(TemplateArgs[NumParams].getLocation(),
4730                         TemplateArgs.getRAngleLoc());
4731   S.Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4732     << (NumArgs > NumParams)
4733     << (int)S.getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4734     << Template << Range;
4735   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4736     << Params->getSourceRange();
4737   return true;
4738 }
4739
4740 /// \brief Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
4741 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
4742 ///
4743 /// \code
4744 /// template<typename ...Ts> struct A {
4745 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
4746 /// };
4747 /// \endcode
4748 ///
4749 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
4750 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
4751 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
4752   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4753         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4754     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
4755       return NTTP->getNumExpansionTypes();
4756   }
4757
4758   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
4759         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
4760     if (TTP->isExpandedParameterPack())
4761       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
4762   }
4763
4764   return None;
4765 }
4766
4767 /// Diagnose a missing template argument.
4768 template<typename TemplateParmDecl>
4769 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
4770                                     TemplateDecl *TD,
4771                                     const TemplateParmDecl *D,
4772                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
4773   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
4774   // declarations of the template that are more recent than TD.
4775   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
4776                                  ->getTemplateParameters()
4777                                  ->getParam(D->getIndex()));
4778
4779   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
4780   // missing a module import.
4781   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
4782   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
4783     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
4784                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
4785                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
4786                             /*Recover*/true);
4787     return true;
4788   }
4789
4790   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
4791   // diagnose that it was declared too late.
4792
4793   return diagnoseArityMismatch(S, TD, Loc, Args);
4794 }
4795
4796 /// \brief Check that the given template argument list is well-formed
4797 /// for specializing the given template.
4798 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(
4799     TemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4800     TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs, bool PartialTemplateArgs,
4801     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4802     bool UpdateArgsWithConversions) {
4803   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
4804   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
4805   // template.
4806   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
4807
4808   // Make sure we get the template parameter list from the most
4809   // recentdeclaration, since that is the only one that has is guaranteed to
4810   // have all the default template argument information.
4811   TemplateParameterList *Params =
4812       cast<TemplateDecl>(Template->getMostRecentDecl())
4813           ->getTemplateParameters();
4814
4815   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
4816
4817   // C++ [temp.arg]p1:
4818   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
4819   //   a template-id shall match the type and form specified for the
4820   //   corresponding parameter declared by the template in its
4821   //   template-parameter-list.
4822   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
4823   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
4824   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
4825   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
4826   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
4827                                        ParamEnd = Params->end();
4828        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
4829     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
4830     // many arguments.
4831     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
4832       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
4833         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
4834         // them to the list.
4835         Converted.push_back(
4836             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4837         ArgumentPack.clear();
4838
4839         // This argument is assigned to the next parameter.
4840         ++Param;
4841         continue;
4842       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
4843         // Not enough arguments for this parameter pack.
4844         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4845           << false
4846           << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4847           << Template;
4848         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4849           << Params->getSourceRange();
4850         return true;
4851       }
4852     }
4853
4854     if (ArgIdx < NumArgs) {
4855       // Check the template argument we were given.
4856       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
4857                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
4858                                 ArgumentPack.size(), Converted))
4859         return true;
4860
4861       bool PackExpansionIntoNonPack =
4862           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
4863           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
4864       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
4865         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
4866         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
4867         // can't be canonicalized, so reject it now.
4868         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
4869              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
4870           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
4871         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4872         return true;
4873       }
4874
4875       // We're now done with this argument.
4876       ++ArgIdx;
4877
4878       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4879         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
4880         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
4881         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
4882         // arguments.
4883         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
4884       } else {
4885         // Move to the next template parameter.
4886         ++Param;
4887       }
4888
4889       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
4890       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
4891       // match up with.
4892       if (PackExpansionIntoNonPack) {
4893         if (!ArgumentPack.empty()) {
4894           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
4895           // fall back to just producing individual arguments.
4896           Converted.insert(Converted.end(),
4897                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
4898           ArgumentPack.clear();
4899         }
4900
4901         while (ArgIdx < NumArgs) {
4902           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
4903           ++ArgIdx;
4904         }
4905
4906         return false;
4907       }
4908
4909       continue;
4910     }
4911
4912     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
4913     if (PartialTemplateArgs) {
4914       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
4915         Converted.push_back(
4916             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4917
4918       return false;
4919     }
4920
4921     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
4922     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
4923     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4924       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
4925              "Should have dealt with this already");
4926
4927       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
4928       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
4929       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
4930       if (Param + 1 != ParamEnd)
4931         return true;
4932
4933       Converted.push_back(
4934           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4935       ArgumentPack.clear();
4936
4937       ++Param;
4938       continue;
4939     }
4940
4941     // Check whether we have a default argument.
4942     TemplateArgumentLoc Arg;
4943
4944     // Retrieve the default template argument from the template
4945     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
4946     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
4947     // (when the template parameter was part of a nested template) into
4948     // the default argument.
4949     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
4950       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
4951         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
4952                                        NewArgs);
4953
4954       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
4955                                                              Template,
4956                                                              TemplateLoc,
4957                                                              RAngleLoc,
4958                                                              TTP,
4959                                                              Converted);
4960       if (!ArgType)
4961         return true;
4962
4963       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
4964                                 ArgType);
4965     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4966                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
4967       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
4968         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
4969                                        NewArgs);
4970
4971       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4972                                                               TemplateLoc,
4973                                                               RAngleLoc,
4974                                                               NTTP,
4975                                                               Converted);
4976       if (E.isInvalid())
4977         return true;
4978
4979       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
4980       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
4981     } else {
4982       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
4983         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
4984
4985       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
4986         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
4987                                        NewArgs);
4988
4989       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4990       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4991                                                        TemplateLoc,
4992                                                        RAngleLoc,
4993                                                        TempParm,
4994                                                        Converted,
4995                                                        QualifierLoc);
4996       if (Name.isNull())
4997         return true;
4998
4999       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
5000                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
5001     }
5002
5003     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
5004     // the default template argument. We're not actually instantiating a
5005     // template here, we just create this object to put a note into the
5006     // context stack.
5007     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
5008                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
5009     if (Inst.isInvalid())
5010       return true;
5011
5012     // Check the default template argument.
5013     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
5014                               RAngleLoc, 0, Converted))
5015       return true;
5016
5017     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
5018     // parameter, keep track of the default template arguments from the
5019     // template definition.
5020     if (isTemplateTemplateParameter)
5021       NewArgs.addArgument(Arg);
5022
5023     // Move to the next template parameter and argument.
5024     ++Param;
5025     ++ArgIdx;
5026   }
5027
5028   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
5029   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
5030   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
5031   // still dependent).
5032   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
5033       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
5034     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
5035       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
5036   }
5037
5038   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
5039   // Complain and fail.
5040   if (ArgIdx < NumArgs)
5041     return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc, NewArgs);
5042
5043   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
5044   // to caller.
5045   if (UpdateArgsWithConversions)
5046     TemplateArgs = std::move(NewArgs);
5047
5048   return false;
5049 }
5050
5051 namespace {
5052   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
5053     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
5054   {
5055     Sema &S;
5056     SourceRange SR;
5057
5058     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
5059
5060   public:
5061     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
5062
5063     bool Visit(QualType T) {
5064       return T.isNull() ? false : inherited::Visit(T.getTypePtr());
5065     }
5066
5067 #define TYPE(Class, Parent) \
5068     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
5069 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
5070     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5071 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
5072     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5073 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
5074
5075     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
5076     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
5077   };
5078 } // end anonymous namespace
5079
5080 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
5081   return false;
5082 }
5083
5084 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
5085   return Visit(T->getElementType());
5086 }
5087
5088 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
5089   return Visit(T->getPointeeType());
5090 }
5091
5092 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
5093                                                     const BlockPointerType* T) {
5094   return Visit(T->getPointeeType());
5095 }
5096
5097 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
5098                                                 const LValueReferenceType* T) {
5099   return Visit(T->getPointeeType());
5100 }
5101
5102 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
5103                                                 const RValueReferenceType* T) {
5104   return Visit(T->getPointeeType());
5105 }
5106
5107 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
5108                                                   const MemberPointerType* T) {
5109   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
5110 }
5111
5112 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
5113                                                   const ConstantArrayType* T) {
5114   return Visit(T->getElementType());
5115 }
5116
5117 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
5118                                                  const IncompleteArrayType* T) {
5119   return Visit(T->getElementType());
5120 }
5121
5122 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
5123                                                    const VariableArrayType* T) {
5124   return Visit(T->getElementType());
5125 }
5126
5127 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
5128                                             const DependentSizedArrayType* T) {
5129   return Visit(T->getElementType());
5130 }
5131
5132 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
5133                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
5134   return Visit(T->getElementType());
5135 }
5136
5137 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentAddressSpaceType(
5138     const DependentAddressSpaceType *T) {
5139   return Visit(T->getPointeeType());
5140 }
5141
5142 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
5143   return Visit(T->getElementType());
5144 }
5145
5146 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
5147   return Visit(T->getElementType());
5148 }
5149
5150 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
5151                                                   const FunctionProtoType* T) {
5152   for (const auto &A : T->param_types()) {
5153     if (Visit(A))
5154       return true;
5155   }
5156
5157   return Visit(T->getReturnType());
5158 }
5159
5160 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
5161                                                const FunctionNoProtoType* T) {
5162   return Visit(T->getReturnType());
5163 }
5164
5165 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
5166                                                   const UnresolvedUsingType*) {
5167   return false;
5168 }
5169
5170 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
5171   return false;
5172 }
5173
5174 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
5175   return Visit(T->getUnderlyingType());
5176 }
5177
5178 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
5179   return false;
5180 }
5181
5182 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
5183                                                     const UnaryTransformType*) {
5184   return false;
5185 }
5186
5187 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
5188   return Visit(T->getDeducedType());
5189 }
5190
5191 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDeducedTemplateSpecializationType(
5192     const DeducedTemplateSpecializationType *T) {
5193   return Visit(T->getDeducedType());
5194 }
5195
5196 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
5197   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5198 }
5199
5200 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
5201   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5202 }
5203
5204 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
5205                                                  const TemplateTypeParmType*) {
5206   return false;
5207 }
5208
5209 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
5210                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
5211   return false;
5212 }
5213
5214 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
5215                                             const TemplateSpecializationType*) {
5216   return false;
5217 }
5218
5219 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
5220                                               const InjectedClassNameType* T) {
5221   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5222 }
5223
5224 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
5225                                                    const DependentNameType* T) {
5226   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5227 }
5228
5229 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
5230                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
5231   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5232 }
5233
5234 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
5235                                                    const PackExpansionType* T) {
5236   return Visit(T->getPattern());
5237 }
5238
5239 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
5240   return false;
5241 }
5242
5243 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
5244                                                    const ObjCInterfaceType *) {
5245   return false;
5246 }
5247
5248 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
5249                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
5250   return false;
5251 }
5252
5253 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
5254   return Visit(T->getValueType());
5255 }
5256
5257 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
5258   return false;
5259 }
5260
5261 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
5262   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5263     S.Diag(SR.getBegin(),
5264            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5265              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
5266              diag::ext_template_arg_local_type)
5267       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
5268     return true;
5269   }
5270
5271   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
5272     S.Diag(SR.getBegin(),
5273            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5274              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
5275              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
5276     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
5277     return true;
5278   }
5279
5280   return false;
5281 }
5282
5283 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
5284                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
5285   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
5286     return true;
5287
5288   switch (NNS->getKind()) {
5289   case NestedNameSpecifier::Identifier:
5290   case NestedNameSpecifier::Namespace:
5291   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
5292   case NestedNameSpecifier::Global:
5293   case NestedNameSpecifier::Super:
5294     return false;
5295
5296   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
5297   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
5298     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
5299   }
5300   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
5301 }
5302
5303 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5304 /// template type parameter.
5305 ///
5306 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
5307 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
5308 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
5309                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
5310   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
5311   QualType Arg = ArgInfo->getType();
5312   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
5313
5314   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
5315     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
5316   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
5317     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
5318   }
5319
5320   // C++03 [temp.arg.type]p2:
5321   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
5322   //   compounded from any of these types shall not be used as a
5323   //   template-argument for a template type-parameter.
5324   //
5325   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
5326   // a warning.
5327   if (LangOpts.CPlusPlus11 || Arg->hasUnnamedOrLocalType()) {
5328     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
5329     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
5330   }
5331
5332   return false;
5333 }
5334
5335 enum NullPointerValueKind {
5336   NPV_NotNullPointer,
5337   NPV_NullPointer,
5338   NPV_Error
5339 };
5340
5341 /// \brief Determine whether the given template argument is a null pointer
5342 /// value of the appropriate type.
5343 static NullPointerValueKind
5344 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5345                                    QualType ParamType, Expr *Arg,
5346                                    Decl *Entity = nullptr) {
5347   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
5348     return NPV_NotNullPointer;
5349
5350   // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
5351   // arguments.
5352   if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
5353     return NPV_NotNullPointer;
5354
5355   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
5356     llvm_unreachable(
5357         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
5358
5359   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5360     return NPV_NotNullPointer;
5361
5362   // Determine whether we have a constant expression.
5363   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
5364   if (ArgRV.isInvalid())
5365     return NPV_Error;
5366   Arg = ArgRV.get();
5367
5368   Expr::EvalResult EvalResult;
5369   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
5370   EvalResult.Diag = &Notes;
5371   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
5372       EvalResult.HasSideEffects) {
5373     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
5374
5375     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
5376     // the caret at its location rather than producing an essentially
5377     // redundant note.
5378     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
5379         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
5380       DiagLoc = Notes[0].first;
5381       Notes.clear();
5382     }
5383
5384     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
5385       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5386     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
5387       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
5388
5389     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5390     return NPV_Error;
5391   }
5392
5393   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
5394   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
5395   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
5396     return NPV_NullPointer;
5397
5398   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
5399   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
5400   //     (4.11); or
5401   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
5402       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
5403        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
5404     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
5405     bool ObjCLifetimeConversion;
5406     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
5407         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
5408                                      ObjCLifetimeConversion))
5409       return NPV_NullPointer;
5410
5411     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
5412     // then recover as if the types were correct.
5413     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
5414       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5415     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5416     return NPV_NullPointer;
5417   }
5418
5419   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
5420   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
5421   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
5422     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
5423     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
5424         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
5425         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
5426                                       ")");
5427     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5428     return NPV_NullPointer;
5429   }
5430
5431   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
5432   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
5433   // be interpreted by the caller.
5434   return NPV_NotNullPointer;
5435 }
5436
5437 /// \brief Checks whether the given template argument is compatible with its
5438 /// template parameter.
5439 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
5440     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
5441     Expr *Arg, QualType ArgType) {
5442   bool ObjCLifetimeConversion;
5443   if (ParamType->isPointerType() &&
5444       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
5445       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
5446                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5447     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
5448     // permitted.
5449   } else {
5450     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5451       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
5452         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
5453         //   For a non-type template-parameter of type reference to
5454         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
5455         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5456         //   identical) type of the template- argument. The
5457         //   template-parameter is bound directly to the
5458         //   template-argument, which shall be an lvalue.
5459
5460         // FIXME: Other qualifiers?
5461         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
5462         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
5463
5464         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
5465           S.Diag(Arg->getLocStart(),
5466                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
5467             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5468           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5469           return true;
5470         }
5471       }
5472     }
5473
5474     // At this point, the template argument refers to an object or
5475     // function with external linkage. We now need to check whether the
5476     // argument and parameter types are compatible.
5477     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
5478                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
5479       // We can't perform this conversion or binding.
5480       if (ParamType->isReferenceType())
5481         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
5482           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
5483       else
5484         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
5485           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5486       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5487       return true;
5488     }
5489   }
5490
5491   return false;
5492 }
5493
5494 /// \brief Checks whether the given template argument is the address
5495 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5496 static bool
5497 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
5498                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5499                                                QualType ParamType,
5500                                                Expr *ArgIn,
5501                                                TemplateArgument &Converted) {
5502   bool Invalid = false;
5503   Expr *Arg = ArgIn;
5504   QualType ArgType = Arg->getType();
5505
5506   bool AddressTaken = false;
5507   SourceLocation AddrOpLoc;
5508   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5509     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
5510     // dereference and address-of operators.
5511     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
5512
5513     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
5514     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
5515     SourceLocation FirstOpLoc;
5516     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5517       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
5518       if (UnOpKind == UO_Deref)
5519         ExtWarnMSTemplateArg = true;
5520       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
5521         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
5522         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
5523           FirstOpKind = UnOpKind;
5524           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5525         }
5526       } else
5527         break;
5528     }
5529     if (FirstOpLoc.isValid()) {
5530       if (ExtWarnMSTemplateArg)
5531         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
5532           << ArgIn->getSourceRange();
5533
5534       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
5535         AddressTaken = true;
5536       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
5537         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
5538         // constant expression.
5539         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
5540         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5541           << Arg->getSourceRange();
5542       }
5543     }
5544   } else {
5545     // See through any implicit casts we added to fix the type.
5546     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
5547
5548     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5549     //
5550     //   A template-argument for a non-type, non-template
5551     //   template-parameter shall be one of: [...]
5552     //
5553     //     -- the address of an object or function with external
5554     //        linkage, including function templates and function
5555     //        template-ids but excluding non-static class members,
5556     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
5557     //        the name refers to a function or array, or if the
5558     //        corresponding template-parameter is a reference; or
5559
5560     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5561     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5562     bool ExtraParens = false;
5563     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5564       if (!Invalid && !ExtraParens) {
5565         S.Diag(Arg->getLocStart(),
5566                S.getLangOpts().CPlusPlus11
5567                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
5568                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
5569             << Arg->getSourceRange();
5570         ExtraParens = true;
5571       }
5572
5573       Arg = Parens->getSubExpr();
5574     }
5575
5576     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5577                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5578       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5579
5580     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5581       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5582         Arg = UnOp->getSubExpr();
5583         AddressTaken = true;
5584         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5585       }
5586     }
5587
5588     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5589                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5590       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5591   }
5592
5593   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
5594   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5595
5596   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
5597   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
5598     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn,
5599                                                Entity)) {
5600     case NPV_NullPointer:
5601       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5602       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5603                                    /*isNullPtr=*/true);
5604       return false;
5605
5606     case NPV_Error:
5607       return true;
5608
5609     case NPV_NotNullPointer:
5610       break;
5611     }
5612   }
5613
5614   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
5615   // it should be checked when instantiated.
5616   if (Arg->isValueDependent()) {
5617     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5618     return false;
5619   }
5620
5621   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
5622     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
5623                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
5624       return true;
5625
5626     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5627     return false;
5628   }
5629
5630   if (!DRE) {
5631     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5632     << Arg->getSourceRange();
5633     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5634     return true;
5635   }
5636
5637   // Cannot refer to non-static data members
5638   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
5639     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
5640       << Entity << Arg->getSourceRange();
5641     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5642     return true;
5643   }
5644
5645   // Cannot refer to non-static member functions
5646   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
5647     if (!Method->isStatic()) {
5648       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
5649         << Method << Arg->getSourceRange();
5650       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5651       return true;
5652     }
5653   }
5654
5655   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
5656   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
5657
5658   // A non-type template argument must refer to an object or function.
5659   if (!Func && !Var) {
5660     // We found something, but we don't know specifically what it is.
5661     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
5662       << Arg->getSourceRange();
5663     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5664     return true;
5665   }
5666
5667   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
5668   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
5669     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5670              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
5671              diag::ext_template_arg_object_internal)
5672       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5673     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5674       << !Func;
5675   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
5676     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
5677       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5678     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5679       << !Func;
5680     return true;
5681   }
5682
5683   if (Func) {
5684     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
5685     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
5686       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
5687     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
5688       // If we originally had an address-of operator, but the
5689       // parameter has reference type, complain and (if things look
5690       // like they will work) drop the address-of operator.
5691       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
5692                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5693         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5694           << ParamType;
5695         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5696         return true;
5697       }
5698
5699       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5700         << ParamType
5701         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5702       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5703
5704       ArgType = Func->getType();
5705     }
5706   } else {
5707     // A value of reference type is not an object.
5708     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
5709       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5710              diag::err_template_arg_reference_var)
5711         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
5712       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5713       return true;
5714     }
5715
5716     // A template argument must have static storage duration.
5717     if (Var->getTLSKind()) {
5718       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
5719         << Arg->getSourceRange();
5720       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5721       return true;
5722     }
5723
5724     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
5725     // the address of this object.
5726     if (ParamType->isReferenceType()) {
5727       if (AddressTaken) {
5728         // If we originally had an address-of operator, but the
5729         // parameter has reference type, complain and (if things look
5730         // like they will work) drop the address-of operator.
5731         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
5732                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5733           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5734             << ParamType;
5735           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5736           return true;
5737         }
5738
5739         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5740           << ParamType
5741           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5742         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5743
5744         ArgType = Var->getType();
5745       }
5746     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
5747       if (Var->getType()->isArrayType()) {
5748         // Array-to-pointer decay.
5749         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
5750       } else {
5751         // If the template parameter has pointer type but the address of
5752         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
5753         // taking the address of the entity.
5754         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
5755         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
5756           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5757             << ParamType;
5758           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5759           return true;
5760         }
5761
5762         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5763           << ParamType
5764           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
5765
5766         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5767       }
5768     }
5769   }
5770
5771   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
5772                                                      Arg, ArgType))
5773     return true;
5774
5775   // Create the template argument.
5776   Converted =
5777       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
5778   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
5779   return false;
5780 }
5781
5782 /// \brief Checks whether the given template argument is a pointer to
5783 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5784 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
5785                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5786                                                  QualType ParamType,
5787                                                  Expr *&ResultArg,
5788                                                  TemplateArgument &Converted) {
5789   bool Invalid = false;
5790
5791   Expr *Arg = ResultArg;
5792   bool ObjCLifetimeConversion;
5793
5794   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5795   //
5796   //   A template-argument for a non-type, non-template
5797   //   template-parameter shall be one of: [...]
5798   //
5799   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
5800   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
5801
5802   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5803   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5804   bool ExtraParens = false;
5805   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5806     if (!Invalid && !ExtraParens) {
5807       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5808              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5809                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
5810                diag::ext_template_arg_extra_parens)
5811         << Arg->getSourceRange();
5812       ExtraParens = true;
5813     }
5814
5815     Arg = Parens->getSubExpr();
5816   }
5817
5818   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5819            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5820     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5821
5822   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
5823   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5824     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5825       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
5826       if (DRE && !DRE->getQualifier())
5827         DRE = nullptr;
5828     }
5829   }
5830   // A constant of pointer-to-member type.
5831   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
5832     if (ValueDecl *VD = dyn_cast<ValueDecl>(DRE->getDecl())) {
5833       if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
5834         if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
5835           if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5836             Converted = TemplateArgument(Arg);
5837           } else {
5838             VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
5839             Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
5840           }
5841           return Invalid;
5842         }
5843       }
5844     }
5845
5846     DRE = nullptr;
5847   }
5848
5849   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5850
5851   // Check for a null pointer value.
5852   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ResultArg,
5853                                              Entity)) {
5854   case NPV_Error:
5855     return true;
5856   case NPV_NullPointer:
5857     S.Diag(ResultArg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5858     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5859                                  /*isNullPtr*/true);
5860     return false;
5861   case NPV_NotNullPointer:
5862     break;
5863   }
5864
5865   if (S.IsQualificationConversion(ResultArg->getType(),
5866                                   ParamType.getNonReferenceType(), false,
5867                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5868     ResultArg = S.ImpCastExprToType(ResultArg, ParamType, CK_NoOp,
5869                                     ResultArg->getValueKind())
5870                     .get();
5871   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(
5872                  ResultArg->getType(), ParamType.getNonReferenceType())) {
5873     // We can't perform this conversion.
5874     S.Diag(ResultArg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5875         << ResultArg->getType() << ParamType << ResultArg->getSourceRange();
5876     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5877     return true;
5878   }
5879
5880   if (!DRE)
5881     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
5882                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5883       << Arg->getSourceRange();
5884
5885   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5886       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5887       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
5888     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5889             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5890             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
5891            "Only non-static member pointers can make it here");
5892
5893     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
5894     // a member pointer constant.
5895     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5896       Converted = TemplateArgument(Arg);
5897     } else {
5898       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
5899       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
5900     }
5901     return Invalid;
5902   }
5903
5904   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
5905   S.Diag(Arg->getLocStart(),
5906          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5907     << Arg->getSourceRange();
5908   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5909   return true;
5910 }
5911
5912 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5913 /// non-type template parameter.
5914 ///
5915 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
5916 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
5917 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
5918 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
5919 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5920                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
5921                                        TemplateArgument &Converted,
5922                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
5923   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
5924
5925   // If the parameter type somehow involves auto, deduce the type now.
5926   if (getLangOpts().CPlusPlus17 && ParamType->isUndeducedType()) {
5927     // During template argument deduction, we allow 'decltype(auto)' to
5928     // match an arbitrary dependent argument.
5929     // FIXME: The language rules don't say what happens in this case.
5930     // FIXME: We get an opaque dependent type out of decltype(auto) if the
5931     // expression is merely instantiation-dependent; is this enough?
5932     if (CTAK == CTAK_Deduced && Arg->isTypeDependent()) {
5933       auto *AT = dyn_cast<AutoType>(ParamType);
5934       if (AT && AT->isDecltypeAuto()) {
5935         Converted = TemplateArgument(Arg);
5936         return Arg;
5937       }
5938     }
5939
5940     // When checking a deduced template argument, deduce from its type even if
5941     // the type is dependent, in order to check the types of non-type template
5942     // arguments line up properly in partial ordering.
5943     Optional<unsigned> Depth;
5944     if (CTAK != CTAK_Specified)
5945       Depth = Param->getDepth() + 1;
5946     if (DeduceAutoType(
5947             Context.getTrivialTypeSourceInfo(ParamType, Param->getLocation()),
5948             Arg, ParamType, Depth) == DAR_Failed) {
5949       Diag(Arg->getExprLoc(),
5950            diag::err_non_type_template_parm_type_deduction_failure)
5951         << Param->getDeclName() << Param->getType() << Arg->getType()
5952         << Arg->getSourceRange();
5953       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5954       return ExprError();
5955     }
5956     // CheckNonTypeTemplateParameterType will produce a diagnostic if there's
5957     // an error. The error message normally references the parameter
5958     // declaration, but here we'll pass the argument location because that's
5959     // where the parameter type is deduced.
5960     ParamType = CheckNonTypeTemplateParameterType(ParamType, Arg->getExprLoc());
5961     if (ParamType.isNull()) {
5962       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5963       return ExprError();
5964     }
5965   }
5966
5967   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
5968   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
5969          "non-type template parameter type cannot be qualified");
5970
5971   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
5972       !Context.hasSameType(ParamType.getNonLValueExprType(Context),
5973                            Arg->getType())) {
5974     // FIXME: If either type is dependent, we skip the check. This isn't
5975     // correct, since during deduction we're supposed to have replaced each
5976     // template parameter with some unique (non-dependent) placeholder.
5977     // FIXME: If the argument type contains 'auto', we carry on and fail the
5978     // type check in order to force specific types to be more specialized than
5979     // 'auto'. It's not clear how partial ordering with 'auto' is supposed to
5980     // work.
5981     if ((ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) &&
5982         !Arg->getType()->getContainedAutoType()) {
5983       Converted = TemplateArgument(Arg);
5984       return Arg;
5985     }
5986     // FIXME: This attempts to implement C++ [temp.deduct.type]p17. Per DR1770,
5987     // we should actually be checking the type of the template argument in P,
5988     // not the type of the template argument deduced from A, against the
5989     // template parameter type.
5990     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
5991       << Arg->getType()
5992       << ParamType.getUnqualifiedType();
5993     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5994     return ExprError();
5995   }
5996
5997   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
5998   // type-dependent, there's nothing we can check now.
5999   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
6000     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
6001     Converted = TemplateArgument(Arg);
6002     return Arg;
6003   }
6004
6005   // The initialization of the parameter from the argument is
6006   // a constant-evaluated context.
6007   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
6008       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
6009
6010   if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
6011     // C++17 [temp.arg.nontype]p1:
6012     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
6013     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
6014     APValue Value;
6015     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
6016         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
6017     if (ArgResult.isInvalid())
6018       return ExprError();
6019
6020     // For a value-dependent argument, CheckConvertedConstantExpression is
6021     // permitted (and expected) to be unable to determine a value.
6022     if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6023       Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6024       return ArgResult;
6025     }
6026
6027     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6028
6029     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
6030     switch (Value.getKind()) {
6031     case APValue::Uninitialized:
6032       assert(ParamType->isNullPtrType());
6033       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6034       break;
6035     case APValue::Int:
6036       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
6037       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
6038       break;
6039     case APValue::MemberPointer: {
6040       assert(ParamType->isMemberPointerType());
6041
6042       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
6043       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
6044         Diag(Arg->getLocStart(),
6045              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
6046             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
6047             << Arg->getSourceRange();
6048         return ExprError();
6049       }
6050
6051       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
6052       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6053                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6054       break;
6055     }
6056     case APValue::LValue: {
6057       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
6058       //   the value of the constant expression shall not refer to
6059       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
6060              ParamType->isNullPtrType());
6061       // -- a temporary object
6062       // -- a string literal
6063       // -- the result of a typeid expression, or
6064       // -- a predefined __func__ variable
6065       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
6066         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
6067           Converted = TemplateArgument(const_cast<Expr*>(E));
6068           break;
6069         }
6070         Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
6071           << Arg->getSourceRange();
6072         return ExprError();
6073       }
6074       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
6075           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
6076       // -- a subobject
6077       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
6078           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
6079           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
6080           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
6081         // Per defect report (no number yet):
6082         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
6083         //       object.
6084       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
6085                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
6086         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
6087           << Value.getAsString(Context, ParamType);
6088         return ExprError();
6089       }
6090       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
6091              "null reference should not be a constant expression");
6092       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
6093              "non-null value of type nullptr_t?");
6094       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6095                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6096       break;
6097     }
6098     case APValue::AddrLabelDiff:
6099       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
6100     case APValue::Float:
6101     case APValue::ComplexInt:
6102     case APValue::ComplexFloat:
6103     case APValue::Vector:
6104     case APValue::Array:
6105     case APValue::Struct:
6106     case APValue::Union:
6107       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
6108     }
6109
6110     return ArgResult.get();
6111   }
6112
6113   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
6114   //   The following conversions are performed on each expression used
6115   //   as a non-type template-argument. If a non-type
6116   //   template-argument cannot be converted to the type of the
6117   //   corresponding template-parameter then the program is
6118   //   ill-formed.
6119   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6120     // C++11:
6121     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6122     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
6123     //      constant expression are applied.
6124     //
6125     // C++98:
6126     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6127     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
6128     //      conversions (4.7) are applied.
6129
6130     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
6131       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6132       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
6133       //   shall be one of:
6134       //
6135       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
6136       //        type, a converted constant expression of the type of the
6137       //        template-parameter; or
6138       llvm::APSInt Value;
6139       ExprResult ArgResult =
6140         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
6141                                          CCEK_TemplateArg);
6142       if (ArgResult.isInvalid())
6143         return ExprError();
6144
6145       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
6146       if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6147         Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6148         return ArgResult;
6149       }
6150
6151       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
6152       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
6153       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
6154       QualType IntegerType = ParamType;
6155       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6156         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
6157       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
6158
6159       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6160                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
6161       return ArgResult;
6162     }
6163
6164     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
6165     if (ArgResult.isInvalid())
6166       return ExprError();
6167     Arg = ArgResult.get();
6168
6169     QualType ArgType = Arg->getType();
6170
6171     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6172     //   A template-argument for a non-type, non-template
6173     //   template-parameter shall be one of:
6174     //
6175     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
6176     //        type; or
6177     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
6178     llvm::APSInt Value;
6179     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6180       Diag(Arg->getLocStart(),
6181            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
6182         << ArgType << Arg->getSourceRange();
6183       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6184       return ExprError();
6185     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
6186       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
6187         QualType T;
6188
6189       public:
6190         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
6191
6192         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
6193                             SourceRange SR) override {
6194           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
6195         }
6196       } Diagnoser(ArgType);
6197
6198       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
6199                                             false).get();
6200       if (!Arg)
6201         return ExprError();
6202     }
6203
6204     // From here on out, all we care about is the unqualified form
6205     // of the argument type.
6206     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
6207
6208     // Try to convert the argument to the parameter's type.
6209     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
6210       // Okay: no conversion necessary
6211     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
6212       // This is an integral-to-boolean conversion.
6213       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
6214     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
6215                !ParamType->isEnumeralType()) {
6216       // This is an integral promotion or conversion.
6217       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
6218     } else {
6219       // We can't perform this conversion.
6220       Diag(Arg->getLocStart(),
6221            diag::err_template_arg_not_convertible)
6222         << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
6223       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6224       return ExprError();
6225     }
6226
6227     // Add the value of this argument to the list of converted
6228     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
6229     // parameter.
6230     if (Arg->isValueDependent()) {
6231       // The argument is value-dependent. Create a new
6232       // TemplateArgument with the converted expression.
6233       Converted = TemplateArgument(Arg);
6234       return Arg;
6235     }
6236
6237     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6238     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6239       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
6240
6241     if (ParamType->isBooleanType()) {
6242       // Value must be zero or one.
6243       Value = Value != 0;
6244       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6245       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6246         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6247       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6248     } else {
6249       llvm::APSInt OldValue = Value;
6250
6251       // Coerce the template argument's value to the value it will have
6252       // based on the template parameter's type.
6253       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6254       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6255         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6256       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6257
6258       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
6259       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
6260                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
6261         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
6262           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6263           << Arg->getSourceRange();
6264         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6265       }
6266
6267       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
6268       unsigned RequiredBits;
6269       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
6270         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
6271       else if (OldValue.isUnsigned())
6272         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
6273       else
6274         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
6275       if (RequiredBits > AllowedBits) {
6276         Diag(Arg->getLocStart(),
6277              diag::warn_template_arg_too_large)
6278           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6279           << Arg->getSourceRange();
6280         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6281       }
6282     }
6283
6284     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6285                                  ParamType->isEnumeralType()
6286                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
6287                                    : IntegerType);
6288     return Arg;
6289   }
6290
6291   QualType ArgType = Arg->getType();
6292   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
6293
6294   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
6295   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
6296   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6297       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
6298       //    applied. If the template-argument represents a set of
6299       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
6300       //    function is selected from the set (13.4).
6301       (ParamType->isPointerType() &&
6302        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6303       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
6304       //    function, no conversions apply. If the template-argument
6305       //    represents a set of overloaded functions, the matching
6306       //    function is selected from the set (13.4).
6307       (ParamType->isReferenceType() &&
6308        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6309       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6310       //    member function, no conversions apply. If the
6311       //    template-argument represents a set of overloaded member
6312       //    functions, the matching member function is selected from
6313       //    the set (13.4).
6314       (ParamType->isMemberPointerType() &&
6315        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
6316          ->isFunctionType())) {
6317
6318     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6319       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
6320                                                                 true,
6321                                                                 FoundResult)) {
6322         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6323           return ExprError();
6324
6325         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6326         ArgType = Arg->getType();
6327       } else
6328         return ExprError();
6329     }
6330
6331     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
6332       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6333                                                          ParamType,
6334                                                          Arg, Converted))
6335         return ExprError();
6336       return Arg;
6337     }
6338
6339     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6340                                              Converted))
6341       return ExprError();
6342     return Arg;
6343   }
6344
6345   if (ParamType->isPointerType()) {
6346     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
6347     //      object, qualification conversions (4.4) and the
6348     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
6349     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
6350     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6351            "Only object pointers allowed here");
6352
6353     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6354                                                        ParamType,
6355                                                        Arg, Converted))
6356       return ExprError();
6357     return Arg;
6358   }
6359
6360   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6361     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
6362     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
6363     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
6364     //      identical) type of the template-argument. The
6365     //      template-parameter is bound directly to the
6366     //      template-argument, which must be an lvalue.
6367     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6368            "Only object references allowed here");
6369
6370     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6371       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
6372                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
6373                                                                 true,
6374                                                                 FoundResult)) {
6375         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6376           return ExprError();
6377
6378         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6379         ArgType = Arg->getType();
6380       } else
6381         return ExprError();
6382     }
6383
6384     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6385                                                        ParamType,
6386                                                        Arg, Converted))
6387       return ExprError();
6388     return Arg;
6389   }
6390
6391   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
6392   if (ParamType->isNullPtrType()) {
6393     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6394       Converted = TemplateArgument(Arg);
6395       return Arg;
6396     }
6397
6398     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
6399     case NPV_NotNullPointer:
6400       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6401         << Arg->getType() << ParamType;
6402       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6403       return ExprError();
6404
6405     case NPV_Error:
6406       return ExprError();
6407
6408     case NPV_NullPointer:
6409       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6410       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
6411                                    /*isNullPtr*/true);
6412       return Arg;
6413     }
6414   }
6415
6416   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
6417   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
6418   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
6419
6420   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6421                                            Converted))
6422     return ExprError();
6423   return Arg;
6424 }
6425
6426 static void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(
6427     Sema &S, TemplateParameterList *New, TemplateParameterList *Old,
6428     Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind, SourceLocation TemplateArgLoc);
6429
6430 /// \brief Check a template argument against its corresponding
6431 /// template template parameter.
6432 ///
6433 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
6434 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
6435 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTemplateParmDecl *Param,
6436                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
6437                                  unsigned ArgumentPackIndex) {
6438   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
6439   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
6440   if (!Template) {
6441     // Any dependent template name is fine.
6442     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
6443     return false;
6444   }
6445
6446   if (Template->isInvalidDecl())
6447     return true;
6448
6449   // C++0x [temp.arg.template]p1:
6450   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
6451   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
6452   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
6453   //   primary class templates are considered when matching the
6454   //   template template argument with the corresponding parameter;
6455   //   partial specializations are not considered even if their
6456   //   parameter lists match that of the template template parameter.
6457   //
6458   // Note that we also allow template template parameters here, which
6459   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
6460   // partial specializations.
6461   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
6462       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
6463       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) &&
6464       !isa<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
6465     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
6466            "Only function templates are possible here");
6467     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template);
6468     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
6469       << Template;
6470   }
6471
6472   TemplateParameterList *Params = Param->getTemplateParameters();
6473   if (Param->isExpandedParameterPack())
6474     Params = Param->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
6475
6476   // C++1z [temp.arg.template]p3: (DR 150)
6477   //   A template-argument matches a template template-parameter P when P
6478   //   is at least as specialized as the template-argument A.
6479   if (getLangOpts().RelaxedTemplateTemplateArgs) {
6480     // Quick check for the common case:
6481     //   If P contains a parameter pack, then A [...] matches P if each of A's
6482     //   template parameters matches the corresponding template parameter in
6483     //   the template-parameter-list of P.
6484     if (TemplateParameterListsAreEqual(
6485             Template->getTemplateParameters(), Params, false,
6486             TPL_TemplateTemplateArgumentMatch, Arg.getLocation()))
6487       return false;
6488
6489     if (isTemplateTemplateParameterAtLeastAsSpecializedAs(Params, Template,
6490                                                           Arg.getLocation()))
6491       return false;
6492     // FIXME: Produce better diagnostics for deduction failures.
6493   }
6494
6495   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
6496                                          Params,
6497                                          true,
6498                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
6499                                          Arg.getLocation());
6500 }
6501
6502 /// \brief Given a non-type template argument that refers to a
6503 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
6504 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
6505 /// declaration.
6506 ExprResult
6507 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6508                                               QualType ParamType,
6509                                               SourceLocation Loc) {
6510   // C++ [temp.param]p8:
6511   //
6512   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
6513   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
6514   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
6515   if (ParamType->isArrayType())
6516     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
6517   else if (ParamType->isFunctionType())
6518     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
6519
6520   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
6521   // parameter's type.
6522   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
6523     return ImpCastExprToType(
6524              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
6525                              ParamType,
6526                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
6527                                ? CK_NullToMemberPointer
6528                                : CK_NullToPointer);
6529   }
6530   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
6531          "Only declaration template arguments permitted here");
6532
6533   ValueDecl *VD = cast<ValueDecl>(Arg.getAsDecl());
6534
6535   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
6536       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
6537        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
6538     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
6539     // Determine whether the non-type template template parameter is of
6540     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
6541     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
6542     // would refer to the member itself.
6543     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
6544       QualType ClassType
6545         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
6546       NestedNameSpecifier *Qualifier
6547         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
6548                                       ClassType.getTypePtr());
6549       CXXScopeSpec SS;
6550       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
6551
6552       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
6553       // internal consistency's sake, references to instance methods
6554       // are r-values.
6555       ExprValueKind VK = VK_LValue;
6556       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
6557         VK = VK_RValue;
6558
6559       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
6560                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
6561                                             VK,
6562                                             Loc,
6563                                             &SS);
6564       if (RefExpr.isInvalid())
6565         return ExprError();
6566
6567       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6568
6569       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
6570       // the element type on the parameter could be more qualified than the
6571       // element type in the expression we constructed.
6572       bool ObjCLifetimeConversion;
6573       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6574                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
6575                                     ObjCLifetimeConversion))
6576         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
6577
6578       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
6579              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6580                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
6581       return RefExpr;
6582     }
6583   }
6584
6585   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
6586
6587   if (ParamType->isPointerType()) {
6588     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
6589     // address of the declaration.
6590     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
6591     if (RefExpr.isInvalid())
6592       return ExprError();
6593
6594     if (!Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType->getPointeeType(), T) &&
6595         (T->isFunctionType() || T->isArrayType())) {
6596       // Decay functions and arrays unless we're forming a pointer to array.
6597       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
6598       if (RefExpr.isInvalid())
6599         return ExprError();
6600
6601       return RefExpr;
6602     }
6603
6604     // Take the address of everything else
6605     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6606   }
6607
6608   ExprValueKind VK = VK_RValue;
6609
6610   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
6611   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
6612   // type that the reference refers to.
6613   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6614     VK = VK_LValue;
6615     T = Context.getQualifiedType(T,
6616                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
6617   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
6618     // References to functions are always lvalues.
6619     VK = VK_LValue;
6620   }
6621
6622   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
6623 }
6624
6625 /// \brief Construct a new expression that refers to the given
6626 /// integral template argument with the given source-location
6627 /// information.
6628 ///
6629 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
6630 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
6631 /// literal value.
6632 ExprResult
6633 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6634                                                   SourceLocation Loc) {
6635   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
6636          "Operation is only valid for integral template arguments");
6637   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
6638
6639   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
6640   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
6641   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
6642   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
6643   // type of literal for it.
6644   QualType T = OrigT;
6645   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
6646     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
6647
6648   Expr *E;
6649   if (T->isAnyCharacterType()) {
6650     // This does not need to handle u8 character literals because those are
6651     // of type char, and so can also be covered by an ASCII character literal.
6652     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
6653     if (T->isWideCharType())
6654       Kind = CharacterLiteral::Wide;
6655     else if (T->isChar16Type())
6656       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
6657     else if (T->isChar32Type())
6658       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
6659     else
6660       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
6661
6662     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
6663                                        Kind, T, Loc);
6664   } else if (T->isBooleanType()) {
6665     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
6666                                          T, Loc);
6667   } else if (T->isNullPtrType()) {
6668     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
6669   } else {
6670     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
6671   }
6672
6673   if (OrigT->isEnumeralType()) {
6674     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
6675     // non-type template parameters.
6676     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
6677                                nullptr,
6678                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
6679                                Loc, Loc);
6680   }
6681
6682   return E;
6683 }
6684
6685 /// \brief Match two template parameters within template parameter lists.
6686 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
6687                                        bool Complain,
6688                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6689                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
6690   // Check the actual kind (type, non-type, template).
6691   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
6692     if (Complain) {
6693       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
6694       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6695         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6696         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
6697       }
6698       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6699         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6700       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
6701         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6702     }
6703
6704     return false;
6705   }
6706
6707   // Check that both are parameter packs or neither are parameter packs.
6708   // However, if we are matching a template template argument to a
6709   // template template parameter, the template template parameter can have
6710   // a parameter pack where the template template argument does not.
6711   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
6712       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6713         Old->isTemplateParameterPack())) {
6714     if (Complain) {
6715       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
6716       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6717         S.Diag(TemplateArgLoc,
6718              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6719         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
6720       }
6721
6722       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
6723                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
6724                       : 2;
6725       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6726         << ParamKind << New->isParameterPack();
6727       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
6728         << ParamKind << Old->isParameterPack();
6729     }
6730
6731     return false;
6732   }
6733
6734   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
6735   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
6736                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
6737     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
6738
6739     // If we are matching a template template argument to a template
6740     // template parameter and one of the non-type template parameter types
6741     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
6742     // to actually compare the arguments.
6743     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6744         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
6745          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
6746       return true;
6747
6748     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
6749       if (Complain) {
6750         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
6751         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6752           S.Diag(TemplateArgLoc,
6753                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6754           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
6755         }
6756         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
6757           << NewNTTP->getType()
6758           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6759         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
6760                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
6761           << OldNTTP->getType();
6762       }
6763
6764       return false;
6765     }
6766
6767     return true;
6768   }
6769
6770   // For template template parameters, check the template parameter types.
6771   // The template parameter lists of template template
6772   // parameters must agree.
6773   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
6774                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
6775     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
6776     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
6777                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
6778                                             Complain,
6779                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
6780                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
6781                                            : Kind),
6782                                             TemplateArgLoc);
6783   }
6784
6785   return true;
6786 }
6787
6788 /// \brief Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
6789 /// lists.
6790 static
6791 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
6792                                                 TemplateParameterList *New,
6793                                                 TemplateParameterList *Old,
6794                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6795                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
6796   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
6797   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6798     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6799     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
6800   }
6801   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
6802     << (New->size() > Old->size())
6803     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6804     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
6805   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
6806     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6807     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
6808 }
6809
6810 /// \brief Determine whether the given template parameter lists are
6811 /// equivalent.
6812 ///
6813 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
6814 /// source code as part of a new template declaration.
6815 ///
6816 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
6817 /// name lookup of the template declared with this template parameter
6818 /// list.
6819 ///
6820 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
6821 /// the template parameter lists are not equivalent.
6822 ///
6823 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
6824 ///
6825 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
6826 /// are actually checking the template parameter list of a template
6827 /// argument (New) against the template parameter list of its
6828 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
6829 /// slightly different diagnostics in this scenario.
6830 ///
6831 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
6832 /// otherwise.
6833 bool
6834 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
6835                                      TemplateParameterList *Old,
6836                                      bool Complain,
6837                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
6838                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
6839   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
6840     if (Complain)
6841       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6842                                                  TemplateArgLoc);
6843
6844     return false;
6845   }
6846
6847   // C++0x [temp.arg.template]p3:
6848   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
6849   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
6850   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
6851   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
6852   //   template-parameter-list of P. [...]
6853   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
6854   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
6855   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
6856                                     OldParmEnd = Old->end();
6857        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
6858     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
6859         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
6860       if (NewParm == NewParmEnd) {
6861         if (Complain)
6862           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6863                                                      TemplateArgLoc);
6864
6865         return false;
6866       }
6867
6868       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6869                                       Kind, TemplateArgLoc))
6870         return false;
6871
6872       ++NewParm;
6873       continue;
6874     }
6875
6876     // C++0x [temp.arg.template]p3:
6877     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
6878     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
6879     //   template parameters or template parameter packs in the
6880     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
6881     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
6882     //   parameters are template parameter packs).
6883     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
6884       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6885                                       Kind, TemplateArgLoc))
6886         return false;
6887     }
6888   }
6889
6890   // Make sure we exhausted all of the arguments.
6891   if (NewParm != NewParmEnd) {
6892     if (Complain)
6893       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6894                                                  TemplateArgLoc);
6895
6896     return false;
6897   }
6898
6899   return true;
6900 }
6901
6902 /// \brief Check whether a template can be declared within this scope.
6903 ///
6904 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
6905 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
6906 bool
6907 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
6908   if (!S)
6909     return false;
6910
6911   // Find the nearest enclosing declaration scope.
6912   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
6913          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
6914     S = S->getParent();
6915
6916   // C++ [temp]p4:
6917   //   A template [...] shall not have C linkage.
6918   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
6919   if (Ctx && Ctx->isExternCContext()) {
6920     Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
6921         << TemplateParams->getSourceRange();
6922     if (const LinkageSpecDecl *LSD = Ctx->getExternCContext())
6923       Diag(LSD->getExternLoc(), diag::note_extern_c_begins_here);
6924     return true;
6925   }
6926   Ctx = Ctx->getRedeclContext();
6927
6928   // C++ [temp]p2:
6929   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
6930   //   class scope declaration.
6931   if (Ctx) {
6932     if (Ctx->isFileContext())
6933       return false;
6934     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
6935       // C++ [temp.mem]p2:
6936       //   A local class shall not have member templates.
6937       if (RD->isLocalClass())
6938         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6939                     diag::err_template_inside_local_class)
6940           << TemplateParams->getSourceRange();
6941       else
6942         return false;
6943     }
6944   }
6945
6946   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6947               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
6948     << TemplateParams->getSourceRange();
6949 }
6950
6951 /// \brief Determine what kind of template specialization the given declaration
6952 /// is.
6953 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
6954   if (!D)
6955     return TSK_Undeclared;
6956
6957   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
6958     return Record->getTemplateSpecializationKind();
6959   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
6960     return Function->getTemplateSpecializationKind();
6961   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
6962     return Var->getTemplateSpecializationKind();
6963
6964   return TSK_Undeclared;
6965 }
6966
6967 /// \brief Check whether a specialization is well-formed in the current
6968 /// context.
6969 ///
6970 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
6971 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
6972 ///
6973 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
6974 /// performed.
6975 ///
6976 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
6977 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
6978 /// a member of a class template (member function, static data member,
6979 /// member class).
6980 ///
6981 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
6982 ///
6983 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
6984 /// this entity.
6985 ///
6986 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
6987 /// a class template.
6988 ///
6989 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
6990 /// otherwise.
6991 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
6992                                              NamedDecl *Specialized,
6993                                              NamedDecl *PrevDecl,
6994                                              SourceLocation Loc,
6995                                              bool IsPartialSpecialization) {
6996   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
6997   // various diagnostics emitted by this routine.
6998   int EntityKind = 0;
6999   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
7000     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
7001   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
7002     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
7003   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
7004     EntityKind = 4;
7005   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
7006     EntityKind = 5;
7007   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
7008     EntityKind = 6;
7009   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
7010     EntityKind = 7;
7011   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
7012     EntityKind = 8;
7013   else {
7014     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
7015       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
7016     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7017     return true;
7018   }
7019
7020   // C++ [temp.expl.spec]p2:
7021   //   An explicit specialization shall be declared in the namespace
7022   //   of which the template is a member, or, for member templates, in
7023   //   the namespace of which the enclosing class or enclosing class
7024   //   template is a member. An explicit specialization of a member
7025   //   function, member class or static data member of a class
7026   //   template shall be declared in the namespace of which the class
7027   //   template is a member. Such a declaration may also be a
7028   //   definition. If the declaration is not a definition, the
7029   //   specialization may be defined later in the name- space in which
7030   //   the explicit specialization was declared, or in a namespace
7031   //   that encloses the one in which the explicit specialization was
7032   //   declared.
7033   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
7034     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
7035       << Specialized;
7036     return true;
7037   }
7038
7039   if (S.CurContext->isRecord() && !IsPartialSpecialization) {
7040     if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
7041       // Do not warn for class scope explicit specialization during
7042       // instantiation, warning was already emitted during pattern
7043       // semantic analysis.
7044       if (!S.inTemplateInstantiation())
7045         S.Diag(Loc, diag::ext_function_specialization_in_class)
7046           << Specialized;
7047     } else {
7048       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
7049         << Specialized;
7050       return true;
7051     }
7052   }
7053
7054   if (S.CurContext->isRecord() &&
7055       !S.CurContext->Equals(Specialized->getDeclContext())) {
7056     // Make sure that we're specializing in the right record context.
7057     // Otherwise, things can go horribly wrong.
7058     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
7059       << Specialized;
7060     return true;
7061   }
7062
7063   // C++ [temp.class.spec]p6:
7064   //   A class template partial specialization may be declared or redeclared
7065   //   in any namespace scope in which its definition may be defined (14.5.1
7066   //   and 14.5.2).
7067   DeclContext *SpecializedContext
7068     = Specialized->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
7069   DeclContext *DC = S.CurContext->getEnclosingNamespaceContext();
7070
7071   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in an enclosing
7072   // namespace.
7073   // Note that HandleDeclarator() performs this check for explicit
7074   // specializations of function templates, static data members, and member
7075   // functions, so we skip the check here for those kinds of entities.
7076   // FIXME: HandleDeclarator's diagnostics aren't quite as good, though.
7077   // Should we refactor that check, so that it occurs later?
7078   if (!DC->Encloses(SpecializedContext) &&
7079       !(isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized) ||
7080         isa<FunctionDecl>(Specialized) ||
7081         isa<VarTemplateDecl>(Specialized) ||
7082         isa<VarDecl>(Specialized))) {
7083     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
7084       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
7085         << EntityKind << Specialized;
7086     else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
7087       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
7088       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt)
7089         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
7090       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
7091                         << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
7092     } else
7093       llvm_unreachable("unexpected namespace context for specialization");
7094
7095     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7096   } else if ((!PrevDecl ||
7097               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) == TSK_Undeclared ||
7098               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) ==
7099                   TSK_ImplicitInstantiation)) {
7100     // C++ [temp.exp.spec]p2:
7101     //   An explicit specialization shall be declared in the namespace of which
7102     //   the template is a member, or, for member templates, in the namespace
7103     //   of which the enclosing class or enclosing class template is a member.
7104     //   An explicit specialization of a member function, member class or
7105     //   static data member of a class template shall be declared in the
7106     //   namespace of which the class template is a member.
7107     //
7108     // C++11 [temp.expl.spec]p2:
7109     //   An explicit specialization shall be declared in a namespace enclosing
7110     //   the specialized template.
7111     // C++11 [temp.explicit]p3:
7112     //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
7113     //   template.
7114     if (!DC->InEnclosingNamespaceSetOf(SpecializedContext)) {
7115       bool IsCPlusPlus11Extension = DC->Encloses(SpecializedContext);
7116       if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext)) {
7117         assert(!IsCPlusPlus11Extension &&
7118                "DC encloses TU but isn't in enclosing namespace set");
7119         S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_out_of_scope_global)
7120           << EntityKind << Specialized;
7121       } else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
7122         int Diag;
7123         if (!IsCPlusPlus11Extension)
7124           Diag = diag::err_template_spec_decl_out_of_scope;
7125         else if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
7126           Diag = diag::ext_template_spec_decl_out_of_scope;
7127         else
7128           Diag = diag::warn_cxx98_compat_template_spec_decl_out_of_scope;
7129         S.Diag(Loc, Diag)
7130           << EntityKind << Specialized << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
7131       }
7132
7133       S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7134     }
7135   }
7136
7137   return false;
7138 }
7139
7140 static SourceRange findTemplateParameterInType(unsigned Depth, Expr *E) {
7141   if (!E->isTypeDependent())
7142     return SourceLocation();
7143   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7144   Checker.TraverseStmt(E);
7145   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7146     return E->getSourceRange();
7147   return Checker.MatchLoc;
7148 }
7149
7150 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
7151   if (!TL.getType()->isDependentType())
7152     return SourceLocation();
7153   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7154   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
7155   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7156     return TL.getSourceRange();
7157   return Checker.MatchLoc;
7158 }
7159
7160 /// \brief Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
7161 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
7162 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7163     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
7164     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
7165   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
7166     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
7167       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7168               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
7169               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
7170         return true;
7171
7172       continue;
7173     }
7174
7175     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
7176       continue;
7177
7178     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
7179
7180     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
7181     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
7182       ArgExpr = Expansion->getPattern();
7183
7184     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
7185     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
7186       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
7187
7188     // C++ [temp.class.spec]p8:
7189     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
7190     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
7191     //   specialized.
7192     //
7193     // Below, we check the two conditions that only apply to
7194     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
7195     // arguments.
7196     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
7197       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
7198         continue;
7199
7200     // C++ [temp.class.spec]p9:
7201     //   Within the argument list of a class template partial
7202     //   specialization, the following restrictions apply:
7203     //     -- A partially specialized non-type argument expression
7204     //        shall not involve a template parameter of the partial
7205     //        specialization except when the argument expression is a
7206     //        simple identifier.
7207     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
7208     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
7209     //        parameter of the specialization.
7210     // DR1315 removes the first bullet, leaving an incoherent set of rules.
7211     // We implement a compromise between the original rules and DR1315:
7212     //     --  A specialized non-type template argument shall not be
7213     //         type-dependent and the corresponding template parameter
7214     //         shall have a non-dependent type.
7215     SourceRange ParamUseRange =
7216         findTemplateParameterInType(Param->getDepth(), ArgExpr);
7217     if (ParamUseRange.isValid()) {
7218       if (IsDefaultArgument) {
7219         S.Diag(TemplateNameLoc,
7220                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
7221         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7222                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
7223           << ParamUseRange;
7224       } else {
7225         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7226                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
7227           << ParamUseRange;
7228       }
7229       return true;
7230     }
7231
7232     ParamUseRange = findTemplateParameter(
7233         Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
7234     if (ParamUseRange.isValid()) {
7235       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
7236              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
7237         << Param->getType();
7238       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
7239         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange())
7240         << ParamUseRange;
7241       return true;
7242     }
7243   }
7244
7245   return false;
7246 }
7247
7248 /// \brief Check the non-type template arguments of a class template
7249 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
7250 ///
7251 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
7252 /// \param PrimaryTemplate the template parameters of the primary class
7253 ///        template.
7254 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
7255 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
7256 ///        partial specialization.
7257 ///
7258 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
7259 bool Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
7260     SourceLocation TemplateNameLoc, TemplateDecl *PrimaryTemplate,
7261     unsigned NumExplicit, ArrayRef<TemplateArgument> TemplateArgs) {
7262   // We have to be conservative when checking a template in a dependent
7263   // context.
7264   if (PrimaryTemplate->getDeclContext()->isDependentContext())
7265     return false;
7266
7267   TemplateParameterList *TemplateParams =
7268       PrimaryTemplate->getTemplateParameters();
7269   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7270     NonTypeTemplateParmDecl *Param
7271       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
7272     if (!Param)
7273       continue;
7274
7275     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(*this, TemplateNameLoc,
7276                                                       Param, &TemplateArgs[I],
7277                                                       1, I >= NumExplicit))
7278       return true;
7279   }
7280
7281   return false;
7282 }
7283
7284 DeclResult
7285 Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(Scope *S, unsigned TagSpec,
7286                                        TagUseKind TUK,
7287                                        SourceLocation KWLoc,
7288                                        SourceLocation ModulePrivateLoc,
7289                                        TemplateIdAnnotation &TemplateId,
7290                                        AttributeList *Attr,
7291                                        MultiTemplateParamsArg
7292                                            TemplateParameterLists,
7293                                        SkipBodyInfo *SkipBody) {
7294   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
7295
7296   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
7297
7298   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
7299   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
7300   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
7301     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
7302   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
7303   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
7304   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
7305
7306   // Find the class template we're specializing
7307   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
7308   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
7309     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
7310
7311   if (!ClassTemplate) {
7312     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
7313       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
7314           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
7315     return true;
7316   }
7317
7318   bool isMemberSpecialization = false;
7319   bool isPartialSpecialization = false;
7320
7321   // Check the validity of the template headers that introduce this
7322   // template.
7323   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
7324   // friend declarations.
7325   bool Invalid = false;
7326   TemplateParameterList *TemplateParams =
7327       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
7328           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
7329           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isMemberSpecialization,
7330           Invalid);
7331   if (Invalid)
7332     return true;
7333
7334   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
7335     isPartialSpecialization = true;
7336
7337     if (TUK == TUK_Friend) {
7338       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
7339         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7340       return true;
7341     }
7342
7343     // C++ [temp.class.spec]p10:
7344     //   The template parameter list of a specialization shall not
7345     //   contain default template argument values.
7346     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7347       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
7348       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
7349         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7350           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
7351                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
7352           TTP->removeDefaultArgument();
7353         }
7354       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
7355                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
7356         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
7357           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
7358                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7359             << DefArg->getSourceRange();
7360           NTTP->removeDefaultArgument();
7361         }
7362       } else {
7363         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
7364         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7365           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
7366                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7367             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
7368           TTP->removeDefaultArgument();
7369         }
7370       }
7371     }
7372   } else if (TemplateParams) {
7373     if (TUK == TUK_Friend)
7374       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
7375         << FixItHint::CreateRemoval(
7376                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7377                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
7378         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7379   } else {
7380     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
7381   }
7382
7383   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7384   // original template.
7385   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7386   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
7387   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7388                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
7389                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7390     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7391       << ClassTemplate
7392       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7393                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7394     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7395          diag::note_previous_use);
7396     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7397   }
7398
7399   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7400   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7401       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
7402
7403   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
7404   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7405     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
7406                                         UPPC_PartialSpecialization))
7407       return true;
7408
7409   // Check that the template argument list is well-formed for this
7410   // template.
7411   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7412   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7413                                 TemplateArgs, false, Converted))
7414     return true;
7415
7416   // Find the class template (partial) specialization declaration that
7417   // corresponds to these arguments.
7418   if (isPartialSpecialization) {
7419     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, ClassTemplate,
7420                                                TemplateArgs.size(), Converted))
7421       return true;
7422
7423     // FIXME: Move this to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
7424     // also do it during instantiation.
7425     bool InstantiationDependent;
7426     if (!Name.isDependent() &&
7427         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
7428             TemplateArgs.arguments(), InstantiationDependent)) {
7429       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
7430         << ClassTemplate->getDeclName();
7431       isPartialSpecialization = false;
7432     }
7433   }
7434
7435   void *InsertPos = nullptr;
7436   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
7437
7438   if (isPartialSpecialization)
7439     // FIXME: Template parameter list matters, too
7440     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
7441   else
7442     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7443
7444   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7445
7446   // Check whether we can declare a class template specialization in
7447   // the current scope.
7448   if (TUK != TUK_Friend &&
7449       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
7450                                        TemplateNameLoc,
7451                                        isPartialSpecialization))
7452     return true;
7453
7454   // The canonical type
7455   QualType CanonType;
7456   if (isPartialSpecialization) {
7457     // Build the canonical type that describes the converted template
7458     // arguments of the class template partial specialization.
7459     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7460     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
7461                                                       Converted);
7462
7463     if (Context.hasSameType(CanonType,
7464                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
7465       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
7466       //
7467       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
7468       //      to the implicit argument list of the primary template.
7469       //
7470       // This rule has since been removed, because it's redundant given DR1495,
7471       // but we keep it because it produces better diagnostics and recovery.
7472       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
7473         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
7474         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
7475       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
7476                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
7477                                 TemplateNameLoc,
7478                                 Attr,
7479                                 TemplateParams,
7480                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7481                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
7482                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
7483                                 TemplateParameterLists.data());
7484     }
7485
7486     // Create a new class template partial specialization declaration node.
7487     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
7488       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
7489     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
7490       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7491                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7492                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
7493                                                        TemplateParams,
7494                                                        ClassTemplate,
7495                                                        Converted,
7496                                                        TemplateArgs,
7497                                                        CanonType,
7498                                                        PrevPartial);
7499     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
7500     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
7501       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
7502           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
7503     }
7504
7505     if (!PrevPartial)
7506       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
7507     Specialization = Partial;
7508
7509     // If we are providing an explicit specialization of a member class
7510     // template specialization, make a note of that.
7511     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
7512       PrevPartial->setMemberSpecialization();
7513
7514     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
7515   } else {
7516     // Create a new class template specialization declaration node for
7517     // this explicit specialization or friend declaration.
7518     Specialization
7519       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7520                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7521                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7522                                                 ClassTemplate,
7523                                                 Converted,
7524                                                 PrevDecl);
7525     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7526     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
7527       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
7528                                                     TemplateParameterLists);
7529     }
7530
7531     if (!PrevDecl)
7532       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7533
7534     if (CurContext->isDependentContext()) {
7535       // -fms-extensions permits specialization of nested classes without
7536       // fully specializing the outer class(es).
7537       assert(getLangOpts().MicrosoftExt &&
7538              "Only possible with -fms-extensions!");
7539       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7540       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
7541           CanonTemplate, Converted);
7542     } else {
7543       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
7544     }
7545   }
7546
7547   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7548   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7549   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7550   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7551   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7552   //   use occurs; no diagnostic is required.
7553   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
7554     bool Okay = false;
7555     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7556       // Is there any previous explicit specialization declaration?
7557       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7558         Okay = true;
7559         break;
7560       }
7561     }
7562
7563     if (!Okay) {
7564       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7565       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7566         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
7567
7568       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7569            diag::note_instantiation_required_here)
7570         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
7571                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
7572       return true;
7573     }
7574   }
7575
7576   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
7577   if (TUK != TUK_Friend)
7578     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7579
7580   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
7581   if (TUK == TUK_Definition) {
7582     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
7583     NamedDecl *Hidden = nullptr;
7584     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
7585       SkipBody->ShouldSkip = true;
7586       makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
7587       // From here on out, treat this as just a redeclaration.
7588       TUK = TUK_Declaration;
7589     } else if (Def) {
7590       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7591       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition) << Specialization << Range;
7592       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
7593       Specialization->setInvalidDecl();
7594       return true;
7595     }
7596   }
7597
7598   if (Attr)
7599     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7600
7601   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
7602   // the ASTContext lays out the structure.
7603   if (TUK == TUK_Definition) {
7604     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
7605     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
7606   }
7607
7608   if (ModulePrivateLoc.isValid())
7609     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
7610       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
7611       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
7612
7613   // Build the fully-sugared type for this class template
7614   // specialization as the user wrote in the specialization
7615   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
7616   // from the specialization's declaration the way that the user
7617   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
7618   // name based on the "canonical" representation used to store the
7619   // template arguments in the specialization.
7620   TypeSourceInfo *WrittenTy
7621     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7622                                                 TemplateArgs, CanonType);
7623   if (TUK != TUK_Friend) {
7624     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7625     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7626   }
7627
7628   // C++ [temp.expl.spec]p9:
7629   //   A template explicit specialization is in the scope of the
7630   //   namespace in which the template was defined.
7631   //
7632   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
7633   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
7634   // but we also maintain the lexical context where the actual
7635   // definition occurs.
7636   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7637
7638   // We may be starting the definition of this specialization.
7639   if (TUK == TUK_Definition)
7640     Specialization->startDefinition();
7641
7642   if (TUK == TUK_Friend) {
7643     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
7644                                             TemplateNameLoc,
7645                                             WrittenTy,
7646                                             /*FIXME:*/KWLoc);
7647     Friend->setAccess(AS_public);
7648     CurContext->addDecl(Friend);
7649   } else {
7650     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
7651     // be seen when iterating through the list of declarations in that
7652     // context. However, specializations are not found by name lookup.
7653     CurContext->addDecl(Specialization);
7654   }
7655   return Specialization;
7656 }
7657
7658 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
7659                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
7660                                     Declarator &D) {
7661   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
7662   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
7663   return NewDecl;
7664 }
7665
7666 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
7667 /// that has just been explicitly specialized.
7668 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
7669   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
7670   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
7671
7672   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7673     FD->setInlineSpecified(false);
7674 }
7675
7676 /// \brief Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
7677 //  declaration or definition.
7678 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
7679     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
7680   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7681   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7682   // until a valid name loc is found.
7683   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
7684   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
7685        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7686     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
7687   }
7688   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
7689          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7690   return PrevDiagLoc;
7691 }
7692
7693 /// \brief Diagnose cases where we have an explicit template specialization
7694 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
7695 /// for those cases where they are required and determining whether the
7696 /// new specialization/instantiation will have any effect.
7697 ///
7698 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
7699 /// instantiation.
7700 ///
7701 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
7702 ///
7703 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
7704 ///
7705 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
7706 ///
7707 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
7708 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
7709 ///
7710 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
7711 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
7712 ///
7713 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
7714 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
7715 bool
7716 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
7717                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
7718                                              NamedDecl *PrevDecl,
7719                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
7720                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
7721                                              bool &HasNoEffect) {
7722   HasNoEffect = false;
7723
7724   switch (NewTSK) {
7725   case TSK_Undeclared:
7726   case TSK_ImplicitInstantiation:
7727     assert(
7728         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
7729         "previous declaration must be implicit!");
7730     return false;
7731
7732   case TSK_ExplicitSpecialization:
7733     switch (PrevTSK) {
7734     case TSK_Undeclared:
7735     case TSK_ExplicitSpecialization:
7736       // Okay, we're just specializing something that is either already
7737       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
7738       // instantiation.
7739       return false;
7740
7741     case TSK_ImplicitInstantiation:
7742       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
7743         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
7744         // still okay to specialize it.
7745         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
7746         return false;
7747       }
7748       // Fall through
7749       LLVM_FALLTHROUGH;
7750
7751     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7752     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7753       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7754               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
7755              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7756
7757       // C++ [temp.expl.spec]p6:
7758       //   If a template, a member template or the member of a class template
7759       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
7760       //   before the first use of that specialization that would cause an
7761       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
7762       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
7763       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7764         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7765         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
7766           return false;
7767       }
7768
7769       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7770         << PrevDecl;
7771       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
7772         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
7773
7774       return true;
7775     }
7776     llvm_unreachable("The switch over PrevTSK must be exhaustive.");
7777
7778   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7779     switch (PrevTSK) {
7780     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7781       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
7782       HasNoEffect = true;
7783       return false;
7784
7785     case TSK_Undeclared:
7786     case TSK_ImplicitInstantiation:
7787       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7788       // implicitly instantiated; that's fine.
7789       return false;
7790
7791     case TSK_ExplicitSpecialization:
7792       // C++0x [temp.explicit]p4:
7793       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7794       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7795       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7796       //   effect.
7797       HasNoEffect = true;
7798       return false;
7799
7800     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7801       // C++0x [temp.explicit]p10:
7802       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
7803       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
7804       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
7805       Diag(NewLoc,
7806            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
7807
7808       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7809       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7810       // until a valid name loc is found.
7811       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7812            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
7813       HasNoEffect = true;
7814       return false;
7815     }
7816
7817   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7818     switch (PrevTSK) {
7819     case TSK_Undeclared:
7820     case TSK_ImplicitInstantiation:
7821       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7822       // implicitly instantiated; that's fine.
7823       return false;
7824
7825     case TSK_ExplicitSpecialization:
7826       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
7827       //   For a given set of template parameters, if an explicit
7828       //   instantiation of a template appears after a declaration of
7829       //   an explicit specialization for that template, the explicit
7830       //   instantiation has no effect.
7831       Diag(NewLoc, diag::warn_explicit_instantiation_after_specialization)
7832         << PrevDecl;
7833       Diag(PrevDecl->getLocation(),
7834            diag::note_previous_template_specialization);
7835       HasNoEffect = true;
7836       return false;
7837
7838     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7839       // We're explicity instantiating a definition for something for which we
7840       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
7841
7842       // C++0x [temp.explicit]p4:
7843       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7844       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7845       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7846       //   effect.
7847       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7848         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7849         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7850           HasNoEffect = true;
7851           break;
7852         }
7853       }
7854
7855       return false;
7856
7857     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7858       // C++0x [temp.spec]p5:
7859       //   For a given template and a given set of template-arguments,
7860       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
7861       //       in a program,
7862
7863       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
7864       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
7865                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
7866                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
7867           << PrevDecl;
7868       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7869            diag::note_previous_explicit_instantiation);
7870       HasNoEffect = true;
7871       return false;
7872     }
7873   }
7874
7875   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
7876 }
7877
7878 /// \brief Perform semantic analysis for the given dependent function
7879 /// template specialization.
7880 ///
7881 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
7882 /// is with a friend declaration, like so:
7883 ///
7884 /// \code
7885 ///   template \<class T> void foo(T);
7886 ///   template \<class T> class A {
7887 ///     friend void foo<>(T);
7888 ///   };
7889 /// \endcode
7890 ///
7891 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
7892 /// just store the information.
7893 bool
7894 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
7895                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
7896                                                    LookupResult &Previous) {
7897   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
7898   // the correct context.
7899   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
7900   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
7901   while (F.hasNext()) {
7902     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
7903     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D) ||
7904         !FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
7905                               D->getDeclContext()->getRedeclContext()))
7906       F.erase();
7907   }
7908   F.done();
7909
7910   // Should this be diagnosed here?
7911   if (Previous.empty()) return true;
7912
7913   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
7914                                          ExplicitTemplateArgs);
7915   return false;
7916 }
7917
7918 /// \brief Perform semantic analysis for the given function template
7919 /// specialization.
7920 ///
7921 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
7922 /// explicit function template specialization. On successful completion,
7923 /// the function declaration \p FD will become a function template
7924 /// specialization.
7925 ///
7926 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
7927 /// function template specialization.
7928 ///
7929 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
7930 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
7931 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
7932 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
7933 ///
7934 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
7935 /// this function specialization.
7936 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
7937     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
7938     LookupResult &Previous) {
7939   // The set of function template specializations that could match this
7940   // explicit function template specialization.
7941   UnresolvedSet<8> Candidates;
7942   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
7943                                             /*ForTakingAddress=*/false);
7944
7945   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
7946       ConvertedTemplateArgs;
7947
7948   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
7949   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
7950          I != E; ++I) {
7951     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
7952     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
7953       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
7954       // FD.
7955       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
7956                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
7957         continue;
7958
7959       // When matching a constexpr member function template specialization
7960       // against the primary template, we don't yet know whether the
7961       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
7962       // it will be a static member function until we know which template it
7963       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
7964       QualType FT = FD->getType();
7965       if (FD->isConstexpr()) {
7966         CXXMethodDecl *OldMD =
7967           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
7968         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
7969           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
7970           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
7971           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
7972           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
7973                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
7974         }
7975       }
7976
7977       TemplateArgumentListInfo Args;
7978       if (ExplicitTemplateArgs)
7979         Args = *ExplicitTemplateArgs;
7980
7981       // C++ [temp.expl.spec]p11:
7982       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
7983       //   template-id naming an explicit function template specialization
7984       //   provided it can be deduced from the function argument type.
7985       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
7986       // specializing this template.
7987       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
7988       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
7989       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
7990       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
7991               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
7992               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization,
7993               Info)) {
7994         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
7995         // that we can provide nifty diagnostics.
7996         FailedCandidates.addCandidate().set(
7997             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7998             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
7999         (void)TDK;
8000         continue;
8001       }
8002
8003       // Target attributes are part of the cuda function signature, so
8004       // the deduced template's cuda target must match that of the
8005       // specialization.  Given that C++ template deduction does not
8006       // take target attributes into account, we reject candidates
8007       // here that have a different target.
8008       if (LangOpts.CUDA &&
8009           IdentifyCUDATarget(Specialization,
8010                              /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
8011               IdentifyCUDATarget(FD, /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true)) {
8012         FailedCandidates.addCandidate().set(
8013             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8014             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
8015         continue;
8016       }
8017
8018       // Record this candidate.
8019       if (ExplicitTemplateArgs)
8020         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
8021       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
8022     }
8023   }
8024
8025   // Find the most specialized function template.
8026   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
8027       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
8028       FD->getLocation(),
8029       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
8030       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
8031           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
8032       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
8033
8034   if (Result == Candidates.end())
8035     return true;
8036
8037   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
8038   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
8039
8040   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
8041     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
8042   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
8043
8044   // Note: do not overwrite location info if previous template
8045   // specialization kind was explicit.
8046   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
8047   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
8048     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
8049     Specialization->setLexicalDeclContext(FD->getLexicalDeclContext());
8050     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
8051     // function can differ from the template declaration with respect to
8052     // the constexpr specifier.
8053     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8054     // FIXME: What if there are multiple such prior declarations (for instance,
8055     // from different modules)?
8056     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
8057   }
8058
8059   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
8060   // If so, we have run afoul of .
8061
8062   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
8063   // an explicit specialization.
8064   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
8065
8066   // Check the scope of this explicit specialization.
8067   if (!isFriend &&
8068       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8069                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
8070                                        Specialization, FD->getLocation(),
8071                                        false))
8072     return true;
8073
8074   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8075   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8076   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8077   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8078   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8079   //   use occurs; no diagnostic is required.
8080   bool HasNoEffect = false;
8081   if (!isFriend &&
8082       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
8083                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8084                                              Specialization,
8085                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8086                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
8087                                              HasNoEffect))
8088     return true;
8089
8090   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
8091   // clients know that this is an explicit specialization.
8092   if (!isFriend) {
8093     // Since explicit specializations do not inherit '=delete' from their
8094     // primary function template - check if the 'specialization' that was
8095     // implicitly generated (during template argument deduction for partial
8096     // ordering) from the most specialized of all the function templates that
8097     // 'FD' could have been specializing, has a 'deleted' definition.  If so,
8098     // first check that it was implicitly generated during template argument
8099     // deduction by making sure it wasn't referenced, and then reset the deleted
8100     // flag to not-deleted, so that we can inherit that information from 'FD'.
8101     if (Specialization->isDeleted() && !SpecInfo->isExplicitSpecialization() &&
8102         !Specialization->getCanonicalDecl()->isReferenced()) {
8103       // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8104       assert(
8105           Specialization->getCanonicalDecl() == Specialization &&
8106           "This must be the only existing declaration of this specialization");
8107       // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8108       Specialization->setDeletedAsWritten(false);
8109     }
8110     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8111     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8112     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
8113   }
8114
8115   // Turn the given function declaration into a function template
8116   // specialization, with the template arguments from the previous
8117   // specialization.
8118   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
8119   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
8120     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
8121   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
8122       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
8123       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8124       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
8125
8126   // A function template specialization inherits the target attributes
8127   // of its template.  (We require the attributes explicitly in the
8128   // code to match, but a template may have implicit attributes by
8129   // virtue e.g. of being constexpr, and it passes these implicit
8130   // attributes on to its specializations.)
8131   if (LangOpts.CUDA)
8132     inheritCUDATargetAttrs(FD, *Specialization->getPrimaryTemplate());
8133
8134   // The "previous declaration" for this function template specialization is
8135   // the prior function template specialization.
8136   Previous.clear();
8137   Previous.addDecl(Specialization);
8138   return false;
8139 }
8140
8141 /// \brief Perform semantic analysis for the given non-template member
8142 /// specialization.
8143 ///
8144 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8145 /// explicit member function specialization. On successful completion,
8146 /// the function declaration \p FD will become a member function
8147 /// specialization.
8148 ///
8149 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
8150 /// specialization.
8151 ///
8152 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
8153 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
8154 /// redeclared member.
8155 bool
8156 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
8157   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
8158
8159   // Try to find the member we are instantiating.
8160   NamedDecl *FoundInstantiation = nullptr;
8161   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
8162   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
8163   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
8164
8165   if (Previous.empty()) {
8166     // Nowhere to look anyway.
8167   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8168     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8169            I != E; ++I) {
8170       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
8171       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
8172         QualType Adjusted = Function->getType();
8173         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
8174           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
8175         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
8176           FoundInstantiation = *I;
8177           Instantiation = Method;
8178           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
8179           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
8180           break;
8181         }
8182       }
8183     }
8184   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
8185     VarDecl *PrevVar;
8186     if (Previous.isSingleResult() &&
8187         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
8188       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
8189         FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8190         Instantiation = PrevVar;
8191         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
8192         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
8193       }
8194   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
8195     CXXRecordDecl *PrevRecord;
8196     if (Previous.isSingleResult() &&
8197         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8198       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8199       Instantiation = PrevRecord;
8200       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
8201       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
8202     }
8203   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
8204     EnumDecl *PrevEnum;
8205     if (Previous.isSingleResult() &&
8206         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8207       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8208       Instantiation = PrevEnum;
8209       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
8210       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
8211     }
8212   }
8213
8214   if (!Instantiation) {
8215     // There is no previous declaration that matches. Since member
8216     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
8217     // this mismatch later.
8218     return false;
8219   }
8220
8221   // A member specialization in a friend declaration isn't really declaring
8222   // an explicit specialization, just identifying a specific (possibly implicit)
8223   // specialization. Don't change the template specialization kind.
8224   //
8225   // FIXME: Is this really valid? Other compilers reject.
8226   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
8227     // Preserve instantiation information.
8228     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
8229       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
8230                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
8231         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8232     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
8233       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
8234                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
8235         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8236     }
8237
8238     Previous.clear();
8239     Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8240     return false;
8241   }
8242
8243   // Make sure that this is a specialization of a member.
8244   if (!InstantiatedFrom) {
8245     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
8246       << Member;
8247     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
8248     return true;
8249   }
8250
8251   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8252   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8253   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8254   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8255   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8256   //   use occurs; no diagnostic is required.
8257   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
8258
8259   bool HasNoEffect = false;
8260   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
8261                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8262                                              Instantiation,
8263                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8264                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8265                                              HasNoEffect))
8266     return true;
8267
8268   // Check the scope of this explicit specialization.
8269   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8270                                        InstantiatedFrom,
8271                                        Instantiation, Member->getLocation(),
8272                                        false))
8273     return true;
8274
8275   // Note that this member specialization is an "instantiation of" the
8276   // corresponding member of the original template.
8277   if (auto *MemberFunction = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8278     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
8279     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
8280           TSK_ImplicitInstantiation) {
8281       // Explicit specializations of member functions of class templates do not
8282       // inherit '=delete' from the member function they are specializing.
8283       if (InstantiationFunction->isDeleted()) {
8284         // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8285         assert(InstantiationFunction->getCanonicalDecl() ==
8286                InstantiationFunction);
8287         // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8288         InstantiationFunction->setDeletedAsWritten(false);
8289       }
8290     }
8291
8292     MemberFunction->setInstantiationOfMemberFunction(
8293         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8294   } else if (auto *MemberVar = dyn_cast<VarDecl>(Member)) {
8295     MemberVar->setInstantiationOfStaticDataMember(
8296         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8297   } else if (auto *MemberClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Member)) {
8298     MemberClass->setInstantiationOfMemberClass(
8299         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8300   } else if (auto *MemberEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Member)) {
8301     MemberEnum->setInstantiationOfMemberEnum(
8302         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8303   } else {
8304     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8305   }
8306
8307   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
8308   // this specialization matches.
8309   Previous.clear();
8310   Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8311   return false;
8312 }
8313
8314 /// Complete the explicit specialization of a member of a class template by
8315 /// updating the instantiated member to be marked as an explicit specialization.
8316 ///
8317 /// \param OrigD The member declaration instantiated from the template.
8318 /// \param Loc The location of the explicit specialization of the member.
8319 template<typename DeclT>
8320 static void completeMemberSpecializationImpl(Sema &S, DeclT *OrigD,
8321                                              SourceLocation Loc) {
8322   if (OrigD->getTemplateSpecializationKind() != TSK_ImplicitInstantiation)
8323     return;
8324
8325   // FIXME: Inform AST mutation listeners of this AST mutation.
8326   // FIXME: If there are multiple in-class declarations of the member (from
8327   // multiple modules, or a declaration and later definition of a member type),
8328   // should we update all of them?
8329   OrigD->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8330   OrigD->setLocation(Loc);
8331 }
8332
8333 void Sema::CompleteMemberSpecialization(NamedDecl *Member,
8334                                         LookupResult &Previous) {
8335   NamedDecl *Instantiation = cast<NamedDecl>(Member->getCanonicalDecl());
8336   if (Instantiation == Member)
8337     return;
8338
8339   if (auto *Function = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Instantiation))
8340     completeMemberSpecializationImpl(*this, Function, Member->getLocation());
8341   else if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Instantiation))
8342     completeMemberSpecializationImpl(*this, Var, Member->getLocation());
8343   else if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Instantiation))
8344     completeMemberSpecializationImpl(*this, Record, Member->getLocation());
8345   else if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Instantiation))
8346     completeMemberSpecializationImpl(*this, Enum, Member->getLocation());
8347   else
8348     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8349 }
8350
8351 /// \brief Check the scope of an explicit instantiation.
8352 ///
8353 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
8354 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
8355                                             SourceLocation InstLoc,
8356                                             bool WasQualifiedName) {
8357   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
8358   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
8359
8360   if (CurContext->isRecord()) {
8361     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
8362       << D;
8363     return true;
8364   }
8365
8366   // C++11 [temp.explicit]p3:
8367   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
8368   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
8369   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
8370   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
8371   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
8372   //
8373   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
8374   if (WasQualifiedName) {
8375     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
8376       return false;
8377   } else {
8378     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
8379       return false;
8380   }
8381
8382   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
8383     if (WasQualifiedName)
8384       S.Diag(InstLoc,
8385              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8386                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
8387                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
8388         << D << NS;
8389     else
8390       S.Diag(InstLoc,
8391              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8392                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
8393                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
8394         << D << NS;
8395   } else
8396     S.Diag(InstLoc,
8397            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8398              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
8399              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
8400       << D;
8401   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8402   return false;
8403 }
8404
8405 /// \brief Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
8406 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
8407   if (!SS.isSet())
8408     return false;
8409
8410   // C++11 [temp.explicit]p3:
8411   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8412   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8413   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8414   //   name shall be a simple-template-id.
8415   //
8416   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8417   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
8418        NNS = NNS->getPrefix())
8419     if (const Type *T = NNS->getAsType())
8420       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
8421         return true;
8422
8423   return false;
8424 }
8425
8426 /// Make a dllexport or dllimport attr on a class template specialization take
8427 /// effect.
8428 static void dllExportImportClassTemplateSpecialization(
8429     Sema &S, ClassTemplateSpecializationDecl *Def) {
8430   auto *A = cast_or_null<InheritableAttr>(getDLLAttr(Def));
8431   assert(A && "dllExportImportClassTemplateSpecialization called "
8432               "on Def without dllexport or dllimport");
8433
8434   // We reject explicit instantiations in class scope, so there should
8435   // never be any delayed exported classes to worry about.
8436   assert(S.DelayedDllExportClasses.empty() &&
8437          "delayed exports present at explicit instantiation");
8438   S.checkClassLevelDLLAttribute(Def);
8439
8440   // Propagate attribute to base class templates.
8441   for (auto &B : Def->bases()) {
8442     if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8443             B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
8444       S.propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getLocStart());
8445   }
8446
8447   S.referenceDLLExportedClassMethods();
8448 }
8449
8450 // Explicit instantiation of a class template specialization
8451 DeclResult
8452 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8453                                  SourceLocation ExternLoc,
8454                                  SourceLocation TemplateLoc,
8455                                  unsigned TagSpec,
8456                                  SourceLocation KWLoc,
8457                                  const CXXScopeSpec &SS,
8458                                  TemplateTy TemplateD,
8459                                  SourceLocation TemplateNameLoc,
8460                                  SourceLocation LAngleLoc,
8461                                  ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8462                                  SourceLocation RAngleLoc,
8463                                  AttributeList *Attr) {
8464   // Find the class template we're specializing
8465   TemplateName Name = TemplateD.get();
8466   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
8467   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
8468   // original template.
8469   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
8470   assert(Kind != TTK_Enum &&
8471          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
8472
8473   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(TD);
8474
8475   if (!ClassTemplate) {
8476     NonTagKind NTK = getNonTagTypeDeclKind(TD, Kind);
8477     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << TD << NTK << Kind;
8478     Diag(TD->getLocation(), diag::note_previous_use);
8479     return true;
8480   }
8481
8482   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
8483                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
8484                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
8485     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
8486       << ClassTemplate
8487       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
8488                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
8489     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
8490          diag::note_previous_use);
8491     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
8492   }
8493
8494   // C++0x [temp.explicit]p2:
8495   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8496   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8497   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8498   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
8499                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8500                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8501
8502   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
8503     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
8504     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8505       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8506         Diag(ExternLoc,
8507              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8508         Diag(A->getLoc(), diag::note_attribute);
8509         break;
8510       }
8511     }
8512
8513     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
8514       Diag(ExternLoc,
8515            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8516       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
8517     }
8518   }
8519
8520   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
8521   // instantiation declarations for most purposes.
8522   bool DLLImportExplicitInstantiationDef = false;
8523   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
8524       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
8525     // Check for dllimport class template instantiation definitions.
8526     bool DLLImport =
8527         ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLImportAttr>();
8528     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8529       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLImport)
8530         DLLImport = true;
8531       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8532         // dllexport trumps dllimport here.
8533         DLLImport = false;
8534         break;
8535       }
8536     }
8537     if (DLLImport) {
8538       TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8539       DLLImportExplicitInstantiationDef = true;
8540     }
8541   }
8542
8543   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8544   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8545   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8546
8547   // Check that the template argument list is well-formed for this
8548   // template.
8549   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
8550   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8551                                 TemplateArgs, false, Converted))
8552     return true;
8553
8554   // Find the class template specialization declaration that
8555   // corresponds to these arguments.
8556   void *InsertPos = nullptr;
8557   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
8558     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
8559
8560   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
8561     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
8562
8563   // C++0x [temp.explicit]p2:
8564   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8565   //   namespace of its template. [...]
8566   //
8567   // This is C++ DR 275.
8568   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8569                                       SS.isSet()))
8570     return true;
8571
8572   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
8573
8574   bool HasNoEffect = false;
8575   if (PrevDecl) {
8576     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
8577                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
8578                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
8579                                                HasNoEffect))
8580       return PrevDecl;
8581
8582     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
8583     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
8584
8585     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
8586         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
8587       // Since the only prior class template specialization with these
8588       // arguments was referenced but not declared, reuse that
8589       // declaration node as our own, updating the source location
8590       // for the template name to reflect our new declaration.
8591       // (Other source locations will be updated later.)
8592       Specialization = PrevDecl;
8593       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
8594       PrevDecl = nullptr;
8595     }
8596
8597     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8598         DLLImportExplicitInstantiationDef) {
8599       // The new specialization might add a dllimport attribute.
8600       HasNoEffect = false;
8601     }
8602   }
8603
8604   if (!Specialization) {
8605     // Create a new class template specialization declaration node for
8606     // this explicit specialization.
8607     Specialization
8608       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
8609                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
8610                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
8611                                                 ClassTemplate,
8612                                                 Converted,
8613                                                 PrevDecl);
8614     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
8615
8616     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
8617       // Insert the new specialization.
8618       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
8619     }
8620   }
8621
8622   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
8623   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
8624   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
8625   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
8626   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
8627   // on the "canonical" representation used to store the template
8628   // arguments in the specialization.
8629   TypeSourceInfo *WrittenTy
8630     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
8631                                                 TemplateArgs,
8632                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
8633   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
8634
8635   // Set source locations for keywords.
8636   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
8637   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
8638   Specialization->setBraceRange(SourceRange());
8639
8640   bool PreviouslyDLLExported = Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8641   if (Attr)
8642     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
8643
8644   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
8645   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
8646   // just put it into the declaration context directly.
8647   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
8648   CurContext->addDecl(Specialization);
8649
8650   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
8651   if (HasNoEffect) {
8652     // Set the template specialization kind.
8653     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8654     return Specialization;
8655   }
8656
8657   // C++ [temp.explicit]p3:
8658   //   A definition of a class template or class member template
8659   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
8660   //   the class template or class member template.
8661   //
8662   // This check comes when we actually try to perform the
8663   // instantiation.
8664   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
8665     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8666                                               Specialization->getDefinition());
8667   if (!Def)
8668     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
8669   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
8670     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
8671     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
8672   }
8673
8674   // Instantiate the members of this class template specialization.
8675   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8676                                        Specialization->getDefinition());
8677   if (Def) {
8678     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
8679     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
8680     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8681     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8682         (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition ||
8683          DLLImportExplicitInstantiationDef)) {
8684       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
8685       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8686
8687       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
8688           (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8689            Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8690         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8691         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
8692         // MinGW doesn't allow this.
8693         auto *A = cast<InheritableAttr>(
8694             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
8695         A->setInherited(true);
8696         Def->addAttr(A);
8697         dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8698       }
8699     }
8700
8701     // Fix a TSK_ImplicitInstantiation followed by a
8702     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8703     bool NewlyDLLExported =
8704         !PreviouslyDLLExported && Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8705     if (Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation && NewlyDLLExported &&
8706         (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8707          Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8708       // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8709       // attribute to a template with a previous implicit instantiation.
8710       // MinGW doesn't allow this. We limit clang to only adding dllexport, to
8711       // avoid potentially strange codegen behavior.  For example, if we extend
8712       // this conditional to dllimport, and we have a source file calling a
8713       // method on an implicitly instantiated template class instance and then
8714       // declaring a dllimport explicit instantiation definition for the same
8715       // template class, the codegen for the method call will not respect the
8716       // dllimport, while it will with cl. The Def will already have the DLL
8717       // attribute, since the Def and Specialization will be the same in the
8718       // case of Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation, and we already added the
8719       // attribute to the Specialization; we just need to make it take effect.
8720       assert(Def == Specialization &&
8721              "Def and Specialization should match for implicit instantiation");
8722       dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8723     }
8724
8725     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
8726     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
8727     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8728     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
8729   } else {
8730
8731     // Set the template specialization kind.
8732     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8733   }
8734
8735   return Specialization;
8736 }
8737
8738 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
8739 DeclResult
8740 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8741                                  SourceLocation ExternLoc,
8742                                  SourceLocation TemplateLoc,
8743                                  unsigned TagSpec,
8744                                  SourceLocation KWLoc,
8745                                  CXXScopeSpec &SS,
8746                                  IdentifierInfo *Name,
8747                                  SourceLocation NameLoc,
8748                                  AttributeList *Attr) {
8749
8750   bool Owned = false;
8751   bool IsDependent = false;
8752   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
8753                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
8754                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
8755                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
8756                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
8757                         /*IsTypeSpecifier*/false,
8758                         /*IsTemplateParamOrArg*/false);
8759   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
8760
8761   if (!TagD)
8762     return true;
8763
8764   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
8765   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
8766
8767   if (Tag->isInvalidDecl())
8768     return true;
8769
8770   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
8771   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
8772   if (!Pattern) {
8773     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
8774       << Context.getTypeDeclType(Record);
8775     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
8776     return true;
8777   }
8778
8779   // C++0x [temp.explicit]p2:
8780   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
8781   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
8782   //   simple-template-id.
8783   //
8784   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8785   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
8786     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8787       << Record << SS.getRange();
8788
8789   // C++0x [temp.explicit]p2:
8790   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8791   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8792   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8793   TemplateSpecializationKind TSK
8794     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8795                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8796
8797   // C++0x [temp.explicit]p2:
8798   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8799   //   namespace of its template. [...]
8800   //
8801   // This is C++ DR 275.
8802   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
8803
8804   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
8805   CXXRecordDecl *PrevDecl
8806     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
8807   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
8808     PrevDecl = Record;
8809   if (PrevDecl) {
8810     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
8811     bool HasNoEffect = false;
8812     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
8813     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
8814                                                PrevDecl,
8815                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8816                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8817                                                HasNoEffect))
8818       return true;
8819     if (HasNoEffect)
8820       return TagD;
8821   }
8822
8823   CXXRecordDecl *RecordDef
8824     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8825   if (!RecordDef) {
8826     // C++ [temp.explicit]p3:
8827     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
8828     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
8829     CXXRecordDecl *Def
8830       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
8831     if (!Def) {
8832       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
8833         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
8834       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
8835         << Pattern;
8836       return true;
8837     } else {
8838       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
8839                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
8840                            TSK))
8841         return true;
8842
8843       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8844       if (!RecordDef)
8845         return true;
8846     }
8847   }
8848
8849   // Instantiate all of the members of the class.
8850   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
8851                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
8852
8853   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
8854     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
8855
8856   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
8857   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
8858   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
8859   // the source code.
8860   return TagD;
8861 }
8862
8863 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8864                                             SourceLocation ExternLoc,
8865                                             SourceLocation TemplateLoc,
8866                                             Declarator &D) {
8867   // Explicit instantiations always require a name.
8868   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
8869   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
8870   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
8871   if (!Name) {
8872     if (!D.isInvalidType())
8873       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
8874            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
8875         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
8876         << D.getSourceRange();
8877
8878     return true;
8879   }
8880
8881   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
8882   // we find one that is.
8883   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
8884          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
8885     S = S->getParent();
8886
8887   // Determine the type of the declaration.
8888   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
8889   QualType R = T->getType();
8890   if (R.isNull())
8891     return true;
8892
8893   // C++ [dcl.stc]p1:
8894   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
8895   //   instantiation (14.7.2) directive.
8896   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
8897     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
8898       << Name;
8899     return true;
8900   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
8901                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
8902     // Complain about then remove the storage class specifier.
8903     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
8904       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
8905
8906     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
8907   }
8908
8909   // C++0x [temp.explicit]p1:
8910   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
8911   //   inline or constexpr specifiers.
8912   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
8913   // well.
8914   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
8915     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
8916          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8917            diag::err_explicit_instantiation_inline :
8918            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
8919       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
8920   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
8921     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
8922     // not already specified.
8923     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
8924          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
8925
8926   // A deduction guide is not on the list of entities that can be explicitly
8927   // instantiated.
8928   if (Name.getNameKind() == DeclarationName::CXXDeductionGuideName) {
8929     Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(), diag::err_deduction_guide_specialized)
8930       << /*explicit instantiation*/ 0;
8931     return true;
8932   }
8933
8934   // C++0x [temp.explicit]p2:
8935   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8936   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8937   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8938   TemplateSpecializationKind TSK
8939     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8940                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8941
8942   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
8943   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
8944
8945   if (!R->isFunctionType()) {
8946     // C++ [temp.explicit]p1:
8947     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
8948     //   instantiated from the member definition associated with its class
8949     //   template.
8950     // C++1y [temp.explicit]p1:
8951     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
8952     //   instantiated from its template.
8953     if (Previous.isAmbiguous())
8954       return true;
8955
8956     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
8957     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
8958
8959     if (!PrevTemplate) {
8960       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
8961         // We expect to see a data data member here.
8962         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
8963             << Name;
8964         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
8965              P != PEnd; ++P)
8966           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8967         return true;
8968       }
8969
8970       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
8971         // FIXME: Check for explicit specialization?
8972         Diag(D.getIdentifierLoc(),
8973              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
8974             << Prev;
8975         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8976         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
8977         return true;
8978       }
8979     } else {
8980       // Explicitly instantiate a variable template.
8981
8982       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
8983       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
8984       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
8985       //
8986       // This includes auto-typed variable template instantiations.
8987       if (R->isUndeducedType()) {
8988         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
8989              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
8990         return true;
8991       }
8992
8993       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
8994         // C++1y [temp.explicit]p3:
8995         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
8996         //   in the declaration shall be a template-id.
8997         Diag(D.getIdentifierLoc(),
8998              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
8999           << PrevTemplate;
9000         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
9001              diag::note_explicit_instantiation_here);
9002         return true;
9003       }
9004
9005       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
9006       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
9007           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9008
9009       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
9010                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
9011       if (Res.isInvalid())
9012         return true;
9013
9014       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
9015       // checking.
9016       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
9017     }
9018
9019     // C++0x [temp.explicit]p2:
9020     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9021     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9022     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9023     //   name shall be a simple-template-id.
9024     //
9025     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9026     //
9027     // This does not apply to variable template specializations, where the
9028     // template-id is in the unqualified-id instead.
9029     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
9030       Diag(D.getIdentifierLoc(),
9031            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9032         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9033
9034     // Check the scope of this explicit instantiation.
9035     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
9036
9037     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
9038     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
9039     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
9040     bool HasNoEffect = false;
9041     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
9042                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
9043       return true;
9044
9045     if (!HasNoEffect) {
9046       // Instantiate static data member or variable template.
9047       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9048       if (PrevTemplate) {
9049         // Merge attributes.
9050         if (AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList())
9051           ProcessDeclAttributeList(S, Prev, Attr);
9052       }
9053       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9054         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
9055     }
9056
9057     // Check the new variable specialization against the parsed input.
9058     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
9059       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
9060            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
9061           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
9062       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
9063           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
9064       return true;
9065     }
9066
9067     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
9068     return (Decl*) nullptr;
9069   }
9070
9071   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
9072   // argument list into our AST format.
9073   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
9074   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
9075   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
9076     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9077     HasExplicitTemplateArgs = true;
9078   }
9079
9080   // C++ [temp.explicit]p1:
9081   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
9082   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
9083   //  instantiated from the member definition associated with its class
9084   //  template.
9085   UnresolvedSet<8> TemplateMatches;
9086   FunctionDecl *NonTemplateMatch = nullptr;
9087   AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList();
9088   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
9089   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9090        P != PEnd; ++P) {
9091     NamedDecl *Prev = *P;
9092     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
9093       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
9094         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType(),
9095                                                 /*AdjustExceptionSpec*/true);
9096         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
9097           if (Method->getPrimaryTemplate()) {
9098             TemplateMatches.addDecl(Method, P.getAccess());
9099           } else {
9100             // FIXME: Can this assert ever happen?  Needs a test.
9101             assert(!NonTemplateMatch && "Multiple NonTemplateMatches");
9102             NonTemplateMatch = Method;
9103           }
9104         }
9105       }
9106     }
9107
9108     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
9109     if (!FunTmpl)
9110       continue;
9111
9112     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
9113     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
9114     if (TemplateDeductionResult TDK
9115           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
9116                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
9117                                                         : nullptr),
9118                                     R, Specialization, Info)) {
9119       // Keep track of almost-matches.
9120       FailedCandidates.addCandidate()
9121           .set(P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9122                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
9123       (void)TDK;
9124       continue;
9125     }
9126
9127     // Target attributes are part of the cuda function signature, so
9128     // the cuda target of the instantiated function must match that of its
9129     // template.  Given that C++ template deduction does not take
9130     // target attributes into account, we reject candidates here that
9131     // have a different target.
9132     if (LangOpts.CUDA &&
9133         IdentifyCUDATarget(Specialization,
9134                            /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
9135             IdentifyCUDATarget(Attr)) {
9136       FailedCandidates.addCandidate().set(
9137           P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9138           MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
9139       continue;
9140     }
9141
9142     TemplateMatches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
9143   }
9144
9145   FunctionDecl *Specialization = NonTemplateMatch;
9146   if (!Specialization) {
9147     // Find the most specialized function template specialization.
9148     UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
9149         TemplateMatches.begin(), TemplateMatches.end(), FailedCandidates,
9150         D.getIdentifierLoc(),
9151         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
9152         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
9153         PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
9154
9155     if (Result == TemplateMatches.end())
9156       return true;
9157
9158     // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
9159     Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
9160   }
9161
9162   // C++11 [except.spec]p4
9163   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
9164   // but is not required.
9165   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
9166   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
9167   // other declarations of that function.
9168   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
9169     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
9170       unsigned DiagID =
9171           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9172       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
9173         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9174       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
9175           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
9176           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
9177           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
9178           Specialization->getLocation(), FPT, D.getLocStart());
9179       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
9180       // warning.
9181       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
9182         return true;
9183     }
9184
9185   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
9186     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9187          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
9188       << Specialization
9189       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
9190           TSK_ExplicitSpecialization);
9191     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9192     return true;
9193   }
9194
9195   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
9196   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
9197     PrevDecl = Specialization;
9198
9199   if (PrevDecl) {
9200     bool HasNoEffect = false;
9201     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
9202                                                PrevDecl,
9203                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
9204                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
9205                                                HasNoEffect))
9206       return true;
9207
9208     // FIXME: We may still want to build some representation of this
9209     // explicit specialization.
9210     if (HasNoEffect)
9211       return (Decl*) nullptr;
9212   }
9213
9214   if (Attr)
9215     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
9216
9217   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
9218   // instantiation declarations.
9219   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
9220       Specialization->hasAttr<DLLImportAttr>() &&
9221       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft())
9222     TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9223
9224   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9225
9226   if (Specialization->isDefined()) {
9227     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
9228     // instantiated now, and its linkage might have changed.
9229     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
9230   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9231     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
9232
9233   // C++0x [temp.explicit]p2:
9234   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9235   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9236   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9237   //   name shall be a simple-template-id.
9238   //
9239   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9240   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
9241   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
9242       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
9243       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
9244     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9245          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9246     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9247
9248   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
9249                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
9250                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
9251                                   D.getIdentifierLoc(),
9252                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
9253
9254   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
9255   return (Decl*) nullptr;
9256 }
9257
9258 TypeResult
9259 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
9260                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
9261                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
9262   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
9263   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
9264
9265   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
9266   if (!NNS)
9267     return true;
9268
9269   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
9270
9271   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
9272     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
9273       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
9274     return true;
9275   }
9276
9277   // Create the resulting type.
9278   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
9279   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
9280
9281   // Create type-source location information for this type.
9282   TypeLocBuilder TLB;
9283   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
9284   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
9285   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9286   TL.setNameLoc(NameLoc);
9287   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
9288 }
9289
9290 TypeResult
9291 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
9292                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
9293                         SourceLocation IdLoc) {
9294   if (SS.isInvalid())
9295     return true;
9296
9297   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9298     Diag(TypenameLoc,
9299          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9300            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9301            diag::ext_typename_outside_of_template)
9302       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9303
9304   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9305   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
9306                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
9307   if (T.isNull())
9308     return true;
9309
9310   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
9311   if (isa<DependentNameType>(T)) {
9312     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
9313     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9314     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9315     TL.setNameLoc(IdLoc);
9316   } else {
9317     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
9318     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9319     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9320     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
9321   }
9322
9323   return CreateParsedType(T, TSI);
9324 }
9325
9326 TypeResult
9327 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
9328                         SourceLocation TypenameLoc,
9329                         const CXXScopeSpec &SS,
9330                         SourceLocation TemplateKWLoc,
9331                         TemplateTy TemplateIn,
9332                         IdentifierInfo *TemplateII,
9333                         SourceLocation TemplateIILoc,
9334                         SourceLocation LAngleLoc,
9335                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
9336                         SourceLocation RAngleLoc) {
9337   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9338     Diag(TypenameLoc,
9339          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9340            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9341            diag::ext_typename_outside_of_template)
9342       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9343
9344   // Strangely, non-type results are not ignored by this lookup, so the
9345   // program is ill-formed if it finds an injected-class-name.
9346   if (TypenameLoc.isValid()) {
9347     auto *LookupRD =
9348         dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, false));
9349     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
9350       Diag(TemplateIILoc,
9351            diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9352         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
9353         << (TemplateKWLoc.isValid() ? 1 : 0 /*'template'/'typename' keyword*/);
9354     }
9355   }
9356
9357   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
9358   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
9359   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
9360
9361   TemplateName Template = TemplateIn.get();
9362   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
9363     // Construct a dependent template specialization type.
9364     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
9365     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
9366     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
9367                                                           DTN->getQualifier(),
9368                                                           DTN->getIdentifier(),
9369                                                                 TemplateArgs);
9370
9371     // Create source-location information for this type.
9372     TypeLocBuilder Builder;
9373     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9374     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9375     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9376     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9377     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9378     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9379     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9380     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9381     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9382       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9383     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
9384   }
9385
9386   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
9387   if (T.isNull())
9388     return true;
9389
9390   // Provide source-location information for the template specialization type.
9391   TypeLocBuilder Builder;
9392   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9393     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9394   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9395   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9396   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9397   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9398   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9399     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9400
9401   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
9402   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
9403   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9404   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9405
9406   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
9407   return CreateParsedType(T, TSI);
9408 }
9409
9410
9411 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
9412 /// disabled by a usage of std::enable_if.
9413 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
9414                        SourceRange &CondRange, Expr *&Cond) {
9415   // We must be looking for a ::type...
9416   if (!II.isStr("type"))
9417     return false;
9418
9419   // ... within an explicitly-written template specialization...
9420   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
9421     return false;
9422   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
9423   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
9424       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
9425   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
9426     return false;
9427   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST =
9428     cast<TemplateSpecializationType>(EnableIfTSTLoc.getTypePtr());
9429
9430   // ... which names a complete class template declaration...
9431   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
9432     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
9433   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
9434     return false;
9435
9436   // ... called "enable_if".
9437   const IdentifierInfo *EnableIfII =
9438     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
9439   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
9440     return false;
9441
9442   // Assume the first template argument is the condition.
9443   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
9444
9445   // Dig out the condition.
9446   Cond = nullptr;
9447   if (EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getArgument().getKind()
9448         != TemplateArgument::Expression)
9449     return true;
9450
9451   Cond = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceExpression();
9452
9453   // Ignore Boolean literals; they add no value.
9454   if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(Cond->IgnoreParenCasts()))
9455     Cond = nullptr;
9456
9457   return true;
9458 }
9459
9460 /// \brief Build the type that describes a C++ typename specifier,
9461 /// e.g., "typename T::type".
9462 QualType
9463 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
9464                         SourceLocation KeywordLoc,
9465                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
9466                         const IdentifierInfo &II,
9467                         SourceLocation IILoc) {
9468   CXXScopeSpec SS;
9469   SS.Adopt(QualifierLoc);
9470
9471   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
9472   if (!Ctx) {
9473     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
9474     // resolved to a type, build a typename type.
9475     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
9476     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9477                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9478                                         &II);
9479   }
9480
9481   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
9482   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
9483   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
9484   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
9485   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
9486
9487   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
9488     return QualType();
9489
9490   DeclarationName Name(&II);
9491   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
9492   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
9493   unsigned DiagID = 0;
9494   Decl *Referenced = nullptr;
9495   switch (Result.getResultKind()) {
9496   case LookupResult::NotFound: {
9497     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
9498     // a more specific diagnostic.
9499     SourceRange CondRange;
9500     Expr *Cond = nullptr;
9501     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange, Cond)) {
9502       // If we have a condition, narrow it down to the specific failed
9503       // condition.
9504       if (Cond) {
9505         Expr *FailedCond;
9506         std::string FailedDescription;
9507         std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
9508           findFailedBooleanCondition(Cond, /*AllowTopLevelCond=*/true);
9509
9510         Diag(FailedCond->getExprLoc(),
9511              diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
9512           << FailedDescription
9513           << FailedCond->getSourceRange();
9514         return QualType();
9515       }
9516
9517       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
9518           << Ctx << CondRange;
9519       return QualType();
9520     }
9521
9522     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
9523     break;
9524   }
9525
9526   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
9527     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
9528     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
9529     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9530                           IILoc);
9531     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
9532       << Name << Ctx << FullRange;
9533     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
9534           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
9535       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
9536       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
9537         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
9538     }
9539   }
9540   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
9541   // better.
9542   LLVM_FALLTHROUGH;
9543
9544   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
9545     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
9546     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9547                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9548                                         &II);
9549
9550   case LookupResult::Found:
9551     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
9552       // C++ [class.qual]p2:
9553       //   In a lookup in which function names are not ignored and the
9554       //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
9555       //   after the nested-name-specifier, when looked up in C, is the
9556       //   injected-class-name of C [...] then the name is instead considered
9557       //   to name the constructor of class C.
9558       //
9559       // Unlike in an elaborated-type-specifier, function names are not ignored
9560       // in typename-specifier lookup. However, they are ignored in all the
9561       // contexts where we form a typename type with no keyword (that is, in
9562       // mem-initializer-ids, base-specifiers, and elaborated-type-specifiers).
9563       //
9564       // FIXME: That's not strictly true: mem-initializer-id lookup does not
9565       // ignore functions, but that appears to be an oversight.
9566       auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(Ctx);
9567       auto *FoundRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Type);
9568       if (Keyword == ETK_Typename && LookupRD && FoundRD &&
9569           FoundRD->isInjectedClassName() &&
9570           declaresSameEntity(LookupRD, cast<Decl>(FoundRD->getParent())))
9571         Diag(IILoc, diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9572             << &II << 1 << 0 /*'typename' keyword used*/;
9573
9574       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
9575       // typename-specifier was just sugar.
9576       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
9577       return Context.getElaboratedType(Keyword,
9578                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9579                                        Context.getTypeDeclType(Type));
9580     }
9581
9582     // C++ [dcl.type.simple]p2:
9583     //   A type-specifier of the form
9584     //     typename[opt] nested-name-specifier[opt] template-name
9585     //   is a placeholder for a deduced class type [...].
9586     if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
9587       if (auto *TD = getAsTypeTemplateDecl(Result.getFoundDecl())) {
9588         return Context.getElaboratedType(
9589             Keyword, QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9590             Context.getDeducedTemplateSpecializationType(TemplateName(TD),
9591                                                          QualType(), false));
9592       }
9593     }
9594
9595     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9596     Referenced = Result.getFoundDecl();
9597     break;
9598
9599   case LookupResult::FoundOverloaded:
9600     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9601     Referenced = *Result.begin();
9602     break;
9603
9604   case LookupResult::Ambiguous:
9605     return QualType();
9606   }
9607
9608   // If we get here, it's because name lookup did not find a
9609   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
9610   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9611                         IILoc);
9612   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
9613   if (Referenced)
9614     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
9615       << Name;
9616   return QualType();
9617 }
9618
9619 namespace {
9620   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
9621   class CurrentInstantiationRebuilder
9622     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
9623     SourceLocation Loc;
9624     DeclarationName Entity;
9625
9626   public:
9627     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
9628
9629     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
9630                                   SourceLocation Loc,
9631                                   DeclarationName Entity)
9632     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
9633       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
9634
9635     /// \brief Determine whether the given type \p T has already been
9636     /// transformed.
9637     ///
9638     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
9639     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
9640     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
9641       return T.isNull() || !T->isDependentType();
9642     }
9643
9644     /// \brief Returns the location of the entity whose type is being
9645     /// rebuilt.
9646     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
9647
9648     /// \brief Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
9649     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
9650
9651     /// \brief Sets the "base" location and entity when that
9652     /// information is known based on another transformation.
9653     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
9654       this->Loc = Loc;
9655       this->Entity = Entity;
9656     }
9657
9658     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
9659       // Lambdas never need to be transformed.
9660       return E;
9661     }
9662   };
9663 } // end anonymous namespace
9664
9665 /// \brief Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
9666 ///
9667 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
9668 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
9669 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
9670 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
9671 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
9672 /// canonical types, e.g.,
9673 ///
9674 /// \code
9675 /// template<typename T>
9676 /// struct X {
9677 ///   typedef T* pointer;
9678 ///   pointer data();
9679 /// };
9680 ///
9681 /// template<typename T>
9682 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
9683 /// \endcode
9684 ///
9685 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
9686 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
9687 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
9688 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
9689 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
9690 /// definition and the declaration to match.
9691 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
9692                                                         SourceLocation Loc,
9693                                                         DeclarationName Name) {
9694   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
9695     return T;
9696
9697   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
9698   return Rebuilder.TransformType(T);
9699 }
9700
9701 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
9702   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
9703                                           DeclarationName());
9704   return Rebuilder.TransformExpr(E);
9705 }
9706
9707 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
9708   if (SS.isInvalid())
9709     return true;
9710
9711   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9712   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
9713                                           DeclarationName());
9714   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
9715     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
9716   if (!Rebuilt)
9717     return true;
9718
9719   SS.Adopt(Rebuilt);
9720   return false;
9721 }
9722
9723 /// \brief Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
9724 /// instantiation.
9725 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9726                                                TemplateParameterList *Params) {
9727   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9728     Decl *Param = Params->getParam(I);
9729
9730     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
9731     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
9732       continue;
9733
9734     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
9735     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
9736         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
9737       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9738             TTP->getTemplateParameters()))
9739         return true;
9740
9741       continue;
9742     }
9743
9744     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
9745     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
9746     TypeSourceInfo *NewTSI
9747       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
9748                                           NTTP->getLocation(),
9749                                           NTTP->getDeclName());
9750     if (!NewTSI)
9751       return true;
9752
9753     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
9754       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
9755       NTTP->setType(NewTSI->getType());
9756     }
9757   }
9758
9759   return false;
9760 }
9761
9762 /// \brief Produces a formatted string that describes the binding of
9763 /// template parameters to template arguments.
9764 std::string
9765 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9766                                       const TemplateArgumentList &Args) {
9767   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
9768 }
9769
9770 std::string
9771 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9772                                       const TemplateArgument *Args,
9773                                       unsigned NumArgs) {
9774   SmallString<128> Str;
9775   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
9776
9777   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
9778     return std::string();
9779
9780   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9781     if (I >= NumArgs)
9782       break;
9783
9784     if (I == 0)
9785       Out << "[with ";
9786     else
9787       Out << ", ";
9788
9789     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
9790       Out << Id->getName();
9791     } else {
9792       Out << '$' << I;
9793     }
9794
9795     Out << " = ";
9796     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
9797   }
9798
9799   Out << ']';
9800   return Out.str();
9801 }
9802
9803 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
9804                                     CachedTokens &Toks) {
9805   if (!FD)
9806     return;
9807
9808   auto LPT = llvm::make_unique<LateParsedTemplate>();
9809
9810   // Take tokens to avoid allocations
9811   LPT->Toks.swap(Toks);
9812   LPT->D = FnD;
9813   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, std::move(LPT)));
9814
9815   FD->setLateTemplateParsed(true);
9816 }
9817
9818 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
9819   if (!FD)
9820     return;
9821   FD->setLateTemplateParsed(false);
9822 }
9823
9824 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
9825   DeclContext *DC = CurContext;
9826
9827   while (DC) {
9828     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
9829       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
9830       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
9831     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
9832       return false;
9833
9834     DC = DC->getParent();
9835   }
9836   return false;
9837 }
9838
9839 namespace {
9840 /// \brief Walk the path from which a declaration was instantiated, and check
9841 /// that every explicit specialization along that path is visible. This enforces
9842 /// C++ [temp.expl.spec]/6:
9843 ///
9844 ///   If a template, a member template or a member of a class template is
9845 ///   explicitly specialized then that specialization shall be declared before
9846 ///   the first use of that specialization that would cause an implicit
9847 ///   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
9848 ///   use occurs; no diagnostic is required.
9849 ///
9850 /// and also C++ [temp.class.spec]/1:
9851 ///
9852 ///   A partial specialization shall be declared before the first use of a
9853 ///   class template specialization that would make use of the partial
9854 ///   specialization as the result of an implicit or explicit instantiation
9855 ///   in every translation unit in which such a use occurs; no diagnostic is
9856 ///   required.
9857 class ExplicitSpecializationVisibilityChecker {
9858   Sema &S;
9859   SourceLocation Loc;
9860   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9861
9862 public:
9863   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(Sema &S, SourceLocation Loc)
9864       : S(S), Loc(Loc) {}
9865
9866   void check(NamedDecl *ND) {
9867     if (auto *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(ND))
9868       return checkImpl(FD);
9869     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ND))
9870       return checkImpl(RD);
9871     if (auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND))
9872       return checkImpl(VD);
9873     if (auto *ED = dyn_cast<EnumDecl>(ND))
9874       return checkImpl(ED);
9875   }
9876
9877 private:
9878   void diagnose(NamedDecl *D, bool IsPartialSpec) {
9879     auto Kind = IsPartialSpec ? Sema::MissingImportKind::PartialSpecialization
9880                               : Sema::MissingImportKind::ExplicitSpecialization;
9881     const bool Recover = true;
9882
9883     // If we got a custom set of modules (because only a subset of the
9884     // declarations are interesting), use them, otherwise let
9885     // diagnoseMissingImport intelligently pick some.
9886     if (Modules.empty())
9887       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, Kind, Recover);
9888     else
9889       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, D->getLocation(), Modules, Kind, Recover);
9890   }
9891
9892   // Check a specific declaration. There are three problematic cases:
9893   //
9894   //  1) The declaration is an explicit specialization of a template
9895   //     specialization.
9896   //  2) The declaration is an explicit specialization of a member of an
9897   //     templated class.
9898   //  3) The declaration is an instantiation of a template, and that template
9899   //     is an explicit specialization of a member of a templated class.
9900   //
9901   // We don't need to go any deeper than that, as the instantiation of the
9902   // surrounding class / etc is not triggered by whatever triggered this
9903   // instantiation, and thus should be checked elsewhere.
9904   template<typename SpecDecl>
9905   void checkImpl(SpecDecl *Spec) {
9906     bool IsHiddenExplicitSpecialization = false;
9907     if (Spec->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
9908       IsHiddenExplicitSpecialization =
9909           Spec->getMemberSpecializationInfo()
9910               ? !S.hasVisibleMemberSpecialization(Spec, &Modules)
9911               : !S.hasVisibleExplicitSpecialization(Spec, &Modules);
9912     } else {
9913       checkInstantiated(Spec);
9914     }
9915
9916     if (IsHiddenExplicitSpecialization)
9917       diagnose(Spec->getMostRecentDecl(), false);
9918   }
9919
9920   void checkInstantiated(FunctionDecl *FD) {
9921     if (auto *TD = FD->getPrimaryTemplate())
9922       checkTemplate(TD);
9923   }
9924
9925   void checkInstantiated(CXXRecordDecl *RD) {
9926     auto *SD = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RD);
9927     if (!SD)
9928       return;
9929
9930     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
9931     if (auto *TD = From.dyn_cast<ClassTemplateDecl *>())
9932       checkTemplate(TD);
9933     else if (auto *TD =
9934                  From.dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
9935       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
9936         diagnose(TD, true);
9937       checkTemplate(TD);
9938     }
9939   }
9940
9941   void checkInstantiated(VarDecl *RD) {
9942     auto *SD = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(RD);
9943     if (!SD)
9944       return;
9945
9946     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
9947     if (auto *TD = From.dyn_cast<VarTemplateDecl *>())
9948       checkTemplate(TD);
9949     else if (auto *TD =
9950                  From.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
9951       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
9952         diagnose(TD, true);
9953       checkTemplate(TD);
9954     }
9955   }
9956
9957   void checkInstantiated(EnumDecl *FD) {}
9958
9959   template<typename TemplDecl>
9960   void checkTemplate(TemplDecl *TD) {
9961     if (TD->isMemberSpecialization()) {
9962       if (!S.hasVisibleMemberSpecialization(TD, &Modules))
9963         diagnose(TD->getMostRecentDecl(), false);
9964     }
9965   }
9966 };
9967 } // end anonymous namespace
9968
9969 void Sema::checkSpecializationVisibility(SourceLocation Loc, NamedDecl *Spec) {
9970   if (!getLangOpts().Modules)
9971     return;
9972
9973   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(*this, Loc).check(Spec);
9974 }
9975
9976 /// \brief Check whether a template partial specialization that we've discovered
9977 /// is hidden, and produce suitable diagnostics if so.
9978 void Sema::checkPartialSpecializationVisibility(SourceLocation Loc,
9979                                                 NamedDecl *Spec) {
9980   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9981   if (!hasVisibleDeclaration(Spec, &Modules))
9982     diagnoseMissingImport(Loc, Spec, Spec->getLocation(), Modules,
9983                           MissingImportKind::PartialSpecialization,
9984                           /*Recover*/true);
9985 }