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