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

   1 //===------- SemaTemplate.cpp - Semantic Analysis for C++ Templates -------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 //  This file implements semantic analysis for C++ templates.
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11
  12 #include "TreeTransform.h"
  13 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  14 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  15 #include "clang/AST/DeclFriend.h"
  16 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  17 #include "clang/AST/Expr.h"
  18 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  19 #include "clang/AST/RecursiveASTVisitor.h"
  20 #include "clang/AST/TypeVisitor.h"
  21 #include "clang/Basic/Builtins.h"
  22 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  23 #include "clang/Basic/PartialDiagnostic.h"
  24 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  25 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
  26 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  27 #include "clang/Sema/ParsedTemplate.h"
  28 #include "clang/Sema/Scope.h"
  29 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  30 #include "clang/Sema/Template.h"
  31 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  34 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  35
  36 #include <iterator>
  37 using namespace clang;
  38 using namespace sema;
  39
  40 // Exported for use by Parser.
  41 SourceRange
  42 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
  43                               unsigned N) {
  44   if (!N) return SourceRange();
  45   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
  46 }
  47
  48 namespace clang {
  49 /// [temp.constr.decl]p2: A template's associated constraints are
  50 /// defined as a single constraint-expression derived from the introduced
  51 /// constraint-expressions [ ... ].
  52 ///
  53 /// \param Params The template parameter list and optional requires-clause.
  54 ///
  55 /// \param FD The underlying templated function declaration for a function
  56 /// template.
  57 static Expr *formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  58                                        FunctionDecl *FD);
  59 }
  60
  61 static Expr *clang::formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  62                                               FunctionDecl *FD) {
  63   // FIXME: Concepts: collect additional introduced constraint-expressions
  64   assert(!FD && "Cannot collect constraints from function declaration yet.");
  65   return Params->getRequiresClause();
  66 }
  67
  68 /// Determine whether the declaration found is acceptable as the name
  69 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
  70 /// returns NULL.
  71 static NamedDecl *isAcceptableTemplateName(ASTContext &Context,
  72                                            NamedDecl *Orig,
  73                                            bool AllowFunctionTemplates) {
  74   NamedDecl *D = Orig->getUnderlyingDecl();
  75
  76   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
  77     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
  78       return nullptr;
  79
  80     return Orig;
  81   }
  82
  83   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
  84     // C++ [temp.local]p1:
  85     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
  86     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
  87     //   can be used with or without a template-argument-list. When
  88     //   it is used without a template-argument-list, it is
  89     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
  90     //   template-parameters of the class template enclosed in
  91     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
  92     //   refers to the specified class template specialization,
  93     //   which could be the current specialization or another
  94     //   specialization.
  95     if (Record->isInjectedClassName()) {
  96       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
  97       if (Record->getDescribedClassTemplate())
  98         return Record->getDescribedClassTemplate();
  99
 100       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
 101             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
 102         return Spec->getSpecializedTemplate();
 103     }
 104
 105     return nullptr;
 106   }
 107
 108   // 'using Dependent::foo;' can resolve to a template name.
 109   // 'using typename Dependent::foo;' cannot (not even if 'foo' is an
 110   // injected-class-name).
 111   if (isa<UnresolvedUsingValueDecl>(D))
 112     return D;
 113
 114   return nullptr;
 115 }
 116
 117 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 118                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 119   // The set of class templates we've already seen.
 120   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
 121   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
 122   while (filter.hasNext()) {
 123     NamedDecl *Orig = filter.next();
 124     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig,
 125                                                AllowFunctionTemplates);
 126     if (!Repl)
 127       filter.erase();
 128     else if (Repl != Orig) {
 129
 130       // C++ [temp.local]p3:
 131       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
 132       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
 133       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
 134       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
 135       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
 136       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
 137       //   ambiguous.
 138       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
 139         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl).second) {
 140           filter.erase();
 141           continue;
 142         }
 143
 144       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
 145       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
 146       // found this template through a particular injected class name,
 147       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
 148       // Pretending that access is public is *much* safer.
 149       filter.replace(Repl, AS_public);
 150     }
 151   }
 152   filter.done();
 153 }
 154
 155 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 156                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 157   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
 158     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
 159       return true;
 160
 161   return false;
 162 }
 163
 164 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 165                                       CXXScopeSpec &SS,
 166                                       bool hasTemplateKeyword,
 167                                       const UnqualifiedId &Name,
 168                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 169                                       bool EnteringContext,
 170                                       TemplateTy &TemplateResult,
 171                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 172   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 173
 174   DeclarationName TName;
 175   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 176
 177   switch (Name.getKind()) {
 178   case UnqualifiedIdKind::IK_Identifier:
 179     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 180     break;
 181
 182   case UnqualifiedIdKind::IK_OperatorFunctionId:
 183     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 184                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 185     break;
 186
 187   case UnqualifiedIdKind::IK_LiteralOperatorId:
 188     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 189     break;
 190
 191   default:
 192     return TNK_Non_template;
 193   }
 194
 195   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 196
 197   LookupResult R(*this, TName, Name.getBeginLoc(), LookupOrdinaryName);
 198   if (LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 199                          MemberOfUnknownSpecialization))
 200     return TNK_Non_template;
 201   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
 202   if (R.isAmbiguous()) {
 203     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
 204     R.suppressDiagnostics();
 205
 206     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
 207     // should at least parse them properly!
 208     return TNK_Non_template;
 209   }
 210
 211   TemplateName Template;
 212   TemplateNameKind TemplateKind;
 213
 214   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 215   if (ResultCount > 1) {
 216     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 217     // template name in other ways.
 218     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 219     TemplateKind = TNK_Function_template;
 220
 221     // We'll do this lookup again later.
 222     R.suppressDiagnostics();
 223   } else if (isa<UnresolvedUsingValueDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl())) {
 224     // We don't yet know whether this is a template-name or not.
 225     MemberOfUnknownSpecialization = true;
 226     return TNK_Non_template;
 227   } else {
 228     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
 229
 230     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 231       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 232       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 233                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 234     } else {
 235       Template = TemplateName(TD);
 236     }
 237
 238     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 239       TemplateKind = TNK_Function_template;
 240
 241       // We'll do this lookup again later.
 242       R.suppressDiagnostics();
 243     } else {
 244       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 245              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
 246              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD));
 247       TemplateKind =
 248           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
 249     }
 250   }
 251
 252   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 253   return TemplateKind;
 254 }
 255
 256 bool Sema::isDeductionGuideName(Scope *S, const IdentifierInfo &Name,
 257                                 SourceLocation NameLoc,
 258                                 ParsedTemplateTy *Template) {
 259   CXXScopeSpec SS;
 260   bool MemberOfUnknownSpecialization = false;
 261
 262   // We could use redeclaration lookup here, but we don't need to: the
 263   // syntactic form of a deduction guide is enough to identify it even
 264   // if we can't look up the template name at all.
 265   LookupResult R(*this, DeclarationName(&Name), NameLoc, LookupOrdinaryName);
 266   if (LookupTemplateName(R, S, SS, /*ObjectType*/ QualType(),
 267                          /*EnteringContext*/ false,
 268                          MemberOfUnknownSpecialization))
 269     return false;
 270
 271   if (R.empty()) return false;
 272   if (R.isAmbiguous()) {
 273     // FIXME: Diagnose an ambiguity if we find at least one template.
 274     R.suppressDiagnostics();
 275     return false;
 276   }
 277
 278   // We only treat template-names that name type templates as valid deduction
 279   // guide names.
 280   TemplateDecl *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>();
 281   if (!TD || !getAsTypeTemplateDecl(TD))
 282     return false;
 283
 284   if (Template)
 285     *Template = TemplateTy::make(TemplateName(TD));
 286   return true;
 287 }
 288
 289 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 290                                        SourceLocation IILoc,
 291                                        Scope *S,
 292                                        const CXXScopeSpec *SS,
 293                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 294                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 295   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 296   // template name.
 297   // FIXME: Typo correction?
 298   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 299       computeDeclContext(*SS))
 300     return false;
 301
 302   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 303   // name.
 304   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 305   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 306     << Qualifier << II.getName()
 307     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 308   SuggestedTemplate
 309     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 310   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 311   return true;
 312 }
 313
 314 bool Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 315                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 316                               QualType ObjectType,
 317                               bool EnteringContext,
 318                               bool &MemberOfUnknownSpecialization,
 319                               SourceLocation TemplateKWLoc) {
 320   // Determine where to perform name lookup
 321   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 322   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 323   bool IsDependent = false;
 324   if (!ObjectType.isNull()) {
 325     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 326     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 327     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 328     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 329     IsDependent = !LookupCtx;
 330     assert((IsDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 331             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 332            "Caller should have completed object type");
 333
 334     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
 335     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
 336       Found.clear();
 337       return false;
 338     }
 339   } else if (SS.isSet()) {
 340     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 341     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 342     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 343     IsDependent = !LookupCtx;
 344
 345     // The declaration context must be complete.
 346     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 347       return true;
 348   }
 349
 350   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 351   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 352   if (LookupCtx) {
 353     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 354     // computed, which is either the type of the base of a member access
 355     // expression or the declaration context associated with a prior
 356     // nested-name-specifier.
 357     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 358
 359     // FIXME: The C++ standard does not clearly specify what happens in the
 360     // case where the object type is dependent, and implementations vary. In
 361     // Clang, we treat a name after a . or -> as a template-name if lookup
 362     // finds a non-dependent member or member of the current instantiation that
 363     // is a type template, or finds no such members and lookup in the context
 364     // of the postfix-expression finds a type template. In the latter case, the
 365     // name is nonetheless dependent, and we may resolve it to a member of an
 366     // unknown specialization when we come to instantiate the template.
 367     IsDependent |= Found.wasNotFoundInCurrentInstantiation();
 368   }
 369
 370   if (!SS.isSet() && (ObjectType.isNull() || Found.empty())) {
 371     // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 372     //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 373     //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 374     //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 375     //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 376     //   The identifier is first looked up in the class of the object
 377     //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 378     //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 379     //   template.
 380     if (S)
 381       LookupName(Found, S);
 382
 383     if (!ObjectType.isNull()) {
 384       //  FIXME: We should filter out all non-type templates here, particularly
 385       //  variable templates and concepts. But the exclusion of alias templates
 386       //  and template template parameters is a wording defect.
 387       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 388       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 389     }
 390
 391     IsDependent |= Found.wasNotFoundInCurrentInstantiation();
 392   }
 393
 394   if (Found.empty() && !IsDependent) {
 395     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 396     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 397     Found.clear();
 398     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 399     auto FilterCCC = llvm::make_unique<CorrectionCandidateCallback>();
 400     FilterCCC->WantTypeSpecifiers = false;
 401     FilterCCC->WantExpressionKeywords = false;
 402     FilterCCC->WantRemainingKeywords = false;
 403     FilterCCC->WantCXXNamedCasts = true;
 404     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(
 405             Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S, &SS,
 406             std::move(FilterCCC), CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 407       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 408       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
 409         Found.addDecl(ND);
 410       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 411       if (!Found.empty()) {
 412         if (LookupCtx) {
 413           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 414           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 415                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 416           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 417                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 418                                     << SS.getRange());
 419         } else {
 420           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 421         }
 422       }
 423     } else {
 424       Found.setLookupName(Name);
 425     }
 426   }
 427
 428   NamedDecl *ExampleLookupResult =
 429       Found.empty() ? nullptr : Found.getRepresentativeDecl();
 430   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 431   if (Found.empty()) {
 432     if (IsDependent) {
 433       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 434       return false;
 435     }
 436
 437     // If a 'template' keyword was used, a lookup that finds only non-template
 438     // names is an error.
 439     if (ExampleLookupResult && TemplateKWLoc.isValid()) {
 440       Diag(Found.getNameLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
 441         << Found.getLookupName() << SS.getRange();
 442       Diag(ExampleLookupResult->getUnderlyingDecl()->getLocation(),
 443            diag::note_template_kw_refers_to_non_template)
 444           << Found.getLookupName();
 445       return true;
 446     }
 447
 448     return false;
 449   }
 450
 451   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 452       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 453     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 454     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 455     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 456     //   postfix-expression and [...]
 457     //
 458     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 459     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 460                             LookupOrdinaryName);
 461     LookupName(FoundOuter, S);
 462     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 463
 464     if (FoundOuter.empty()) {
 465       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 466       //     object expression is used, otherwise
 467     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
 468                FoundOuter.isAmbiguous()) {
 469       //   - if the name is found in the context of the entire
 470       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 471       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 472       FoundOuter.clear();
 473     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 474       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 475       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 476       //     otherwise the program is ill-formed.
 477       if (!Found.isSingleResult() ||
 478           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
 479             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
 480         Diag(Found.getNameLoc(),
 481              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 482           << Found.getLookupName()
 483           << ObjectType;
 484         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 485              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 486           << ObjectType;
 487         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 488              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 489
 490         // Recover by taking the template that we found in the object
 491         // expression's type.
 492       }
 493     }
 494   }
 495
 496   return false;
 497 }
 498
 499 void Sema::diagnoseExprIntendedAsTemplateName(Scope *S, ExprResult TemplateName,
 500                                               SourceLocation Less,
 501                                               SourceLocation Greater) {
 502   if (TemplateName.isInvalid())
 503     return;
 504
 505   DeclarationNameInfo NameInfo;
 506   CXXScopeSpec SS;
 507   LookupNameKind LookupKind;
 508
 509   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 510   NamedDecl *Found = nullptr;
 511   bool MissingTemplateKeyword = false;
 512
 513   // Figure out what name we looked up.
 514   if (auto *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(TemplateName.get())) {
 515     NameInfo = DRE->getNameInfo();
 516     SS.Adopt(DRE->getQualifierLoc());
 517     LookupKind = LookupOrdinaryName;
 518     Found = DRE->getFoundDecl();
 519   } else if (auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(TemplateName.get())) {
 520     NameInfo = ME->getMemberNameInfo();
 521     SS.Adopt(ME->getQualifierLoc());
 522     LookupKind = LookupMemberName;
 523     LookupCtx = ME->getBase()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
 524     Found = ME->getMemberDecl();
 525   } else if (auto *DSDRE =
 526                  dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(TemplateName.get())) {
 527     NameInfo = DSDRE->getNameInfo();
 528     SS.Adopt(DSDRE->getQualifierLoc());
 529     MissingTemplateKeyword = true;
 530   } else if (auto *DSME =
 531                  dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(TemplateName.get())) {
 532     NameInfo = DSME->getMemberNameInfo();
 533     SS.Adopt(DSME->getQualifierLoc());
 534     MissingTemplateKeyword = true;
 535   } else {
 536     llvm_unreachable("unexpected kind of potential template name");
 537   }
 538
 539   // If this is a dependent-scope lookup, diagnose that the 'template' keyword
 540   // was missing.
 541   if (MissingTemplateKeyword) {
 542     Diag(NameInfo.getBeginLoc(), diag::err_template_kw_missing)
 543         << "" << NameInfo.getName().getAsString() << SourceRange(Less, Greater);
 544     return;
 545   }
 546
 547   // Try to correct the name by looking for templates and C++ named casts.
 548   struct TemplateCandidateFilter : CorrectionCandidateCallback {
 549     TemplateCandidateFilter() {
 550       WantTypeSpecifiers = false;
 551       WantExpressionKeywords = false;
 552       WantRemainingKeywords = false;
 553       WantCXXNamedCasts = true;
 554     };
 555     bool ValidateCandidate(const TypoCorrection &Candidate) override {
 556       if (auto *ND = Candidate.getCorrectionDecl())
 557         return isAcceptableTemplateName(ND->getASTContext(), ND, true);
 558       return Candidate.isKeyword();
 559     }
 560   };
 561
 562   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
 563   if (TypoCorrection Corrected =
 564           CorrectTypo(NameInfo, LookupKind, S, &SS,
 565                       llvm::make_unique<TemplateCandidateFilter>(),
 566                       CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 567     auto *ND = Corrected.getFoundDecl();
 568     if (ND)
 569       ND = isAcceptableTemplateName(Context, ND,
 570                                     /*AllowFunctionTemplates*/ true);
 571     if (ND || Corrected.isKeyword()) {
 572       if (LookupCtx) {
 573         std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 574         bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 575                                 Name.getAsString() == CorrectedStr;
 576         diagnoseTypo(Corrected,
 577                      PDiag(diag::err_non_template_in_member_template_id_suggest)
 578                          << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 579                          << SS.getRange(), false);
 580       } else {
 581         diagnoseTypo(Corrected,
 582                      PDiag(diag::err_non_template_in_template_id_suggest)
 583                          << Name, false);
 584       }
 585       if (Found)
 586         Diag(Found->getLocation(),
 587              diag::note_non_template_in_template_id_found);
 588       return;
 589     }
 590   }
 591
 592   Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_non_template_in_template_id)
 593     << Name << SourceRange(Less, Greater);
 594   if (Found)
 595     Diag(Found->getLocation(), diag::note_non_template_in_template_id_found);
 596 }
 597
 598 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 599 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 600 /// specifier naming a dependent type.
 601 ExprResult
 602 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 603                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 604                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 605                                  bool isAddressOfOperand,
 606                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 607   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 608
 609   // C++11 [expr.prim.general]p12:
 610   //   An id-expression that denotes a non-static data member or non-static
 611   //   member function of a class can only be used:
 612   //   (...)
 613   //   - if that id-expression denotes a non-static data member and it
 614   //     appears in an unevaluated operand.
 615   //
 616   // If this might be the case, form a DependentScopeDeclRefExpr instead of a
 617   // CXXDependentScopeMemberExpr. The former can instantiate to either
 618   // DeclRefExpr or MemberExpr depending on lookup results, while the latter is
 619   // always a MemberExpr.
 620   bool MightBeCxx11UnevalField =
 621       getLangOpts().CPlusPlus11 && isUnevaluatedContext();
 622
 623   // Check if the nested name specifier is an enum type.
 624   bool IsEnum = false;
 625   if (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep())
 626     IsEnum = dyn_cast_or_null<EnumType>(NNS->getAsType());
 627
 628   if (!MightBeCxx11UnevalField && !isAddressOfOperand && !IsEnum &&
 629       isa<CXXMethodDecl>(DC) && cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 630     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType();
 631
 632     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 633     // perform the double-lookup check.
 634     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 635
 636     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 637         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 638         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 639         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 640   }
 641
 642   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 643 }
 644
 645 ExprResult
 646 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 647                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 648                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 649                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 650   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 651       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 652       TemplateArgs);
 653 }
 654
 655
 656 /// Determine whether we would be unable to instantiate this template (because
 657 /// it either has no definition, or is in the process of being instantiated).
 658 bool Sema::DiagnoseUninstantiableTemplate(SourceLocation PointOfInstantiation,
 659                                           NamedDecl *Instantiation,
 660                                           bool InstantiatedFromMember,
 661                                           const NamedDecl *Pattern,
 662                                           const NamedDecl *PatternDef,
 663                                           TemplateSpecializationKind TSK,
 664                                           bool Complain /*= true*/) {
 665   assert(isa<TagDecl>(Instantiation) || isa<FunctionDecl>(Instantiation) ||
 666          isa<VarDecl>(Instantiation));
 667
 668   bool IsEntityBeingDefined = false;
 669   if (const TagDecl *TD = dyn_cast_or_null<TagDecl>(PatternDef))
 670     IsEntityBeingDefined = TD->isBeingDefined();
 671
 672   if (PatternDef && !IsEntityBeingDefined) {
 673     NamedDecl *SuggestedDef = nullptr;
 674     if (!hasVisibleDefinition(const_cast<NamedDecl*>(PatternDef), &SuggestedDef,
 675                               /*OnlyNeedComplete*/false)) {
 676       // If we're allowed to diagnose this and recover, do so.
 677       bool Recover = Complain && !isSFINAEContext();
 678       if (Complain)
 679         diagnoseMissingImport(PointOfInstantiation, SuggestedDef,
 680                               Sema::MissingImportKind::Definition, Recover);
 681       return !Recover;
 682     }
 683     return false;
 684   }
 685
 686   if (!Complain || (PatternDef && PatternDef->isInvalidDecl()))
 687     return true;
 688
 689   llvm::Optional<unsigned> Note;
 690   QualType InstantiationTy;
 691   if (TagDecl *TD = dyn_cast<TagDecl>(Instantiation))
 692     InstantiationTy = Context.getTypeDeclType(TD);
 693   if (PatternDef) {
 694     Diag(PointOfInstantiation,
 695          diag::err_template_instantiate_within_definition)
 696       << /*implicit|explicit*/(TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 697       << InstantiationTy;
 698     // Not much point in noting the template declaration here, since
 699     // we're lexically inside it.
 700     Instantiation->setInvalidDecl();
 701   } else if (InstantiatedFromMember) {
 702     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 703       Diag(PointOfInstantiation,
 704            diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 705         << /*member function*/ 1 << Instantiation->getDeclName()
 706         << Instantiation->getDeclContext();
 707       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 708     } else {
 709       assert(isa<TagDecl>(Instantiation) && "Must be a TagDecl!");
 710       Diag(PointOfInstantiation,
 711            diag::err_implicit_instantiate_member_undefined)
 712         << InstantiationTy;
 713       Note = diag::note_member_declared_at;
 714     }
 715   } else {
 716     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 717       Diag(PointOfInstantiation,
 718            diag::err_explicit_instantiation_undefined_func_template)
 719         << Pattern;
 720       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 721     } else if (isa<TagDecl>(Instantiation)) {
 722       Diag(PointOfInstantiation, diag::err_template_instantiate_undefined)
 723         << (TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 724         << InstantiationTy;
 725       Note = diag::note_template_decl_here;
 726     } else {
 727       assert(isa<VarDecl>(Instantiation) && "Must be a VarDecl!");
 728       if (isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Instantiation)) {
 729         Diag(PointOfInstantiation,
 730              diag::err_explicit_instantiation_undefined_var_template)
 731           << Instantiation;
 732         Instantiation->setInvalidDecl();
 733       } else
 734         Diag(PointOfInstantiation,
 735              diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 736           << /*static data member*/ 2 << Instantiation->getDeclName()
 737           << Instantiation->getDeclContext();
 738       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 739     }
 740   }
 741   if (Note) // Diagnostics were emitted.
 742     Diag(Pattern->getLocation(), Note.getValue());
 743
 744   // In general, Instantiation isn't marked invalid to get more than one
 745   // error for multiple undefined instantiations. But the code that does
 746   // explicit declaration -> explicit definition conversion can't handle
 747   // invalid declarations, so mark as invalid in that case.
 748   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
 749     Instantiation->setInvalidDecl();
 750   return true;
 751 }
 752
 753 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 754 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 755 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 756 /// an error, and false otherwise.
 757 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 758   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 759
 760   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 761   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 762     return;
 763
 764   // C++ [temp.local]p4:
 765   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 766   //   scope (including nested scopes).
 767   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 768     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 769   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 770 }
 771
 772 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 773 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 774 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 775 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 776   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 777     D = Temp->getTemplatedDecl();
 778     return Temp;
 779   }
 780   return nullptr;
 781 }
 782
 783 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 784                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 785   assert(Kind == Template &&
 786          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 787   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 788          "Template template argument pack expansion without packs");
 789   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 790   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 791   return Result;
 792 }
 793
 794 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 795                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 796
 797   switch (Arg.getKind()) {
 798   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 799     TypeSourceInfo *DI;
 800     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 801     if (!DI)
 802       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 803     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 804   }
 805
 806   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 807     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 808     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 809   }
 810
 811   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 812     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 813     TemplateArgument TArg;
 814     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 815       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 816     else
 817       TArg = Template;
 818     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 819                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 820                                                               SemaRef.Context),
 821                                Arg.getLocation(),
 822                                Arg.getEllipsisLoc());
 823   }
 824   }
 825
 826   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 827 }
 828
 829 /// Translates template arguments as provided by the parser
 830 /// into template arguments used by semantic analysis.
 831 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 832                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 833  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 834    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 835                                                       TemplateArgsIn[I]));
 836 }
 837
 838 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 839                                                  SourceLocation Loc,
 840                                                  IdentifierInfo *Name) {
 841   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 842       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForVisibleRedeclaration);
 843   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 844     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 845 }
 846
 847 /// Convert a parsed type into a parsed template argument. This is mostly
 848 /// trivial, except that we may have parsed a C++17 deduced class template
 849 /// specialization type, in which case we should form a template template
 850 /// argument instead of a type template argument.
 851 ParsedTemplateArgument Sema::ActOnTemplateTypeArgument(TypeResult ParsedType) {
 852   TypeSourceInfo *TInfo;
 853   QualType T = GetTypeFromParser(ParsedType.get(), &TInfo);
 854   if (T.isNull())
 855     return ParsedTemplateArgument();
 856   assert(TInfo && "template argument with no location");
 857
 858   // If we might have formed a deduced template specialization type, convert
 859   // it to a template template argument.
 860   if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
 861     TypeLoc TL = TInfo->getTypeLoc();
 862     SourceLocation EllipsisLoc;
 863     if (auto PET = TL.getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
 864       EllipsisLoc = PET.getEllipsisLoc();
 865       TL = PET.getPatternLoc();
 866     }
 867
 868     CXXScopeSpec SS;
 869     if (auto ET = TL.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
 870       SS.Adopt(ET.getQualifierLoc());
 871       TL = ET.getNamedTypeLoc();
 872     }
 873
 874     if (auto DTST = TL.getAs<DeducedTemplateSpecializationTypeLoc>()) {
 875       TemplateName Name = DTST.getTypePtr()->getTemplateName();
 876       if (SS.isSet())
 877         Name = Context.getQualifiedTemplateName(SS.getScopeRep(),
 878                                                 /*HasTemplateKeyword*/ false,
 879                                                 Name.getAsTemplateDecl());
 880       ParsedTemplateArgument Result(SS, TemplateTy::make(Name),
 881                                     DTST.getTemplateNameLoc());
 882       if (EllipsisLoc.isValid())
 883         Result = Result.getTemplatePackExpansion(EllipsisLoc);
 884       return Result;
 885     }
 886   }
 887
 888   // This is a normal type template argument. Note, if the type template
 889   // argument is an injected-class-name for a template, it has a dual nature
 890   // and can be used as either a type or a template. We handle that in
 891   // convertTypeTemplateArgumentToTemplate.
 892   return ParsedTemplateArgument(ParsedTemplateArgument::Type,
 893                                 ParsedType.get().getAsOpaquePtr(),
 894                                 TInfo->getTypeLoc().getBeginLoc());
 895 }
 896
 897 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 898 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 899 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 900 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 901 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 902 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 903 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 904 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 905 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 906 NamedDecl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 907                                SourceLocation EllipsisLoc,
 908                                SourceLocation KeyLoc,
 909                                IdentifierInfo *ParamName,
 910                                SourceLocation ParamNameLoc,
 911                                unsigned Depth, unsigned Position,
 912                                SourceLocation EqualLoc,
 913                                ParsedType DefaultArg) {
 914   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 915          "Template type parameter not in template parameter scope!");
 916
 917   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
 918   if (!ParamName)
 919     Loc = KeyLoc;
 920
 921   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 922   TemplateTypeParmDecl *Param
 923     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 924                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
 925                                    Typename, IsParameterPack);
 926   Param->setAccess(AS_public);
 927
 928   if (ParamName) {
 929     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
 930
 931     // Add the template parameter into the current scope.
 932     S->AddDecl(Param);
 933     IdResolver.AddDecl(Param);
 934   }
 935
 936   // C++0x [temp.param]p9:
 937   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 938   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 939   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
 940     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 941     DefaultArg = nullptr;
 942   }
 943
 944   // Handle the default argument, if provided.
 945   if (DefaultArg) {
 946     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
 947     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
 948
 949     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
 950
 951     // Check for unexpanded parameter packs.
 952     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
 953                                         UPPC_DefaultArgument))
 954       return Param;
 955
 956     // Check the template argument itself.
 957     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
 958       Param->setInvalidDecl();
 959       return Param;
 960     }
 961
 962     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
 963   }
 964
 965   return Param;
 966 }
 967
 968 /// Check that the type of a non-type template parameter is
 969 /// well-formed.
 970 ///
 971 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
 972 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
 973 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(TypeSourceInfo *&TSI,
 974                                                  SourceLocation Loc) {
 975   if (TSI->getType()->isUndeducedType()) {
 976     // C++17 [temp.dep.expr]p3:
 977     //   An id-expression is type-dependent if it contains
 978     //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
 979     //      template-parameter declared with a type that contains a
 980     //      placeholder type (7.1.7.4),
 981     TSI = SubstAutoTypeSourceInfo(TSI, Context.DependentTy);
 982   }
 983
 984   return CheckNonTypeTemplateParameterType(TSI->getType(), Loc);
 985 }
 986
 987 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T,
 988                                                  SourceLocation Loc) {
 989   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
 990   // parameters.
 991   if (T->isVariablyModifiedType()) {
 992     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
 993       << T;
 994     return QualType();
 995   }
 996
 997   // C++ [temp.param]p4:
 998   //
 999   // A non-type template-parameter shall have one of the following
1000   // (optionally cv-qualified) types:
1001   //
1002   //       -- integral or enumeration type,
1003   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
1004       //   -- pointer to object or pointer to function,
1005       T->isPointerType() ||
1006       //   -- reference to object or reference to function,
1007       T->isReferenceType() ||
1008       //   -- pointer to member,
1009       T->isMemberPointerType() ||
1010       //   -- std::nullptr_t.
1011       T->isNullPtrType() ||
1012       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
1013       // assume that it is well-formed.
1014       T->isDependentType() ||
1015       // Allow use of auto in template parameter declarations.
1016       T->isUndeducedType()) {
1017     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
1018     // are ignored when determining its type.
1019     return T.getUnqualifiedType();
1020   }
1021
1022   // C++ [temp.param]p8:
1023   //
1024   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
1025   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
1026   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
1027   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
1028     return Context.getDecayedType(T);
1029
1030   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
1031     << T;
1032
1033   return QualType();
1034 }
1035
1036 NamedDecl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
1037                                           unsigned Depth,
1038                                           unsigned Position,
1039                                           SourceLocation EqualLoc,
1040                                           Expr *Default) {
1041   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
1042
1043   // Check that we have valid decl-specifiers specified.
1044   auto CheckValidDeclSpecifiers = [this, &D] {
1045     // C++ [temp.param]
1046     // p1
1047     //   template-parameter:
1048     //     ...
1049     //     parameter-declaration
1050     // p2
1051     //   ... A storage class shall not be specified in a template-parameter
1052     //   declaration.
1053     // [dcl.typedef]p1:
1054     //   The typedef specifier [...] shall not be used in the decl-specifier-seq
1055     //   of a parameter-declaration
1056     const DeclSpec &DS = D.getDeclSpec();
1057     auto EmitDiag = [this](SourceLocation Loc) {
1058       Diag(Loc, diag::err_invalid_decl_specifier_in_nontype_parm)
1059           << FixItHint::CreateRemoval(Loc);
1060     };
1061     if (DS.getStorageClassSpec() != DeclSpec::SCS_unspecified)
1062       EmitDiag(DS.getStorageClassSpecLoc());
1063
1064     if (DS.getThreadStorageClassSpec() != TSCS_unspecified)
1065       EmitDiag(DS.getThreadStorageClassSpecLoc());
1066
1067     // [dcl.inline]p1:
1068     //   The inline specifier can be applied only to the declaration or
1069     //   definition of a variable or function.
1070
1071     if (DS.isInlineSpecified())
1072       EmitDiag(DS.getInlineSpecLoc());
1073
1074     // [dcl.constexpr]p1:
1075     //   The constexpr specifier shall be applied only to the definition of a
1076     //   variable or variable template or the declaration of a function or
1077     //   function template.
1078
1079     if (DS.isConstexprSpecified())
1080       EmitDiag(DS.getConstexprSpecLoc());
1081
1082     // [dcl.fct.spec]p1:
1083     //   Function-specifiers can be used only in function declarations.
1084
1085     if (DS.isVirtualSpecified())
1086       EmitDiag(DS.getVirtualSpecLoc());
1087
1088     if (DS.isExplicitSpecified())
1089       EmitDiag(DS.getExplicitSpecLoc());
1090
1091     if (DS.isNoreturnSpecified())
1092       EmitDiag(DS.getNoreturnSpecLoc());
1093   };
1094
1095   CheckValidDeclSpecifiers();
1096
1097   if (TInfo->getType()->isUndeducedType()) {
1098     Diag(D.getIdentifierLoc(),
1099          diag::warn_cxx14_compat_template_nontype_parm_auto_type)
1100       << QualType(TInfo->getType()->getContainedAutoType(), 0);
1101   }
1102
1103   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1104          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
1105   bool Invalid = false;
1106
1107   QualType T = CheckNonTypeTemplateParameterType(TInfo, D.getIdentifierLoc());
1108   if (T.isNull()) {
1109     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
1110     Invalid = true;
1111   }
1112
1113   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
1114   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
1115   NonTypeTemplateParmDecl *Param = NonTypeTemplateParmDecl::Create(
1116       Context, Context.getTranslationUnitDecl(), D.getBeginLoc(),
1117       D.getIdentifierLoc(), Depth, Position, ParamName, T, IsParameterPack,
1118       TInfo);
1119   Param->setAccess(AS_public);
1120
1121   if (Invalid)
1122     Param->setInvalidDecl();
1123
1124   if (ParamName) {
1125     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
1126                                          ParamName);
1127
1128     // Add the template parameter into the current scope.
1129     S->AddDecl(Param);
1130     IdResolver.AddDecl(Param);
1131   }
1132
1133   // C++0x [temp.param]p9:
1134   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1135   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1136   if (Default && IsParameterPack) {
1137     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1138     Default = nullptr;
1139   }
1140
1141   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
1142   if (Default) {
1143     // Check for unexpanded parameter packs.
1144     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
1145       return Param;
1146
1147     TemplateArgument Converted;
1148     ExprResult DefaultRes =
1149         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
1150     if (DefaultRes.isInvalid()) {
1151       Param->setInvalidDecl();
1152       return Param;
1153     }
1154     Default = DefaultRes.get();
1155
1156     Param->setDefaultArgument(Default);
1157   }
1158
1159   return Param;
1160 }
1161
1162 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
1163 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
1164 /// has been parsed. S is the current scope.
1165 NamedDecl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
1166                                            SourceLocation TmpLoc,
1167                                            TemplateParameterList *Params,
1168                                            SourceLocation EllipsisLoc,
1169                                            IdentifierInfo *Name,
1170                                            SourceLocation NameLoc,
1171                                            unsigned Depth,
1172                                            unsigned Position,
1173                                            SourceLocation EqualLoc,
1174                                            ParsedTemplateArgument Default) {
1175   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1176          "Template template parameter not in template parameter scope!");
1177
1178   // Construct the parameter object.
1179   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
1180   TemplateTemplateParmDecl *Param =
1181     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1182                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
1183                                      Depth, Position, IsParameterPack,
1184                                      Name, Params);
1185   Param->setAccess(AS_public);
1186
1187   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
1188   // into the scope and lookup mechanisms.
1189   if (Name) {
1190     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
1191
1192     S->AddDecl(Param);
1193     IdResolver.AddDecl(Param);
1194   }
1195
1196   if (Params->size() == 0) {
1197     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
1198     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
1199     Param->setInvalidDecl();
1200   }
1201
1202   // C++0x [temp.param]p9:
1203   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1204   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1205   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
1206     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1207     Default = ParsedTemplateArgument();
1208   }
1209
1210   if (!Default.isInvalid()) {
1211     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
1212     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
1213     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
1214     // be able to match now.
1215     //
1216     // If none of the template template parameter's template arguments mention
1217     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
1218     // However, it isn't worth doing.
1219     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
1220     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
1221       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template)
1222         << DefaultArg.getSourceRange();
1223       return Param;
1224     }
1225
1226     // Check for unexpanded parameter packs.
1227     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
1228                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
1229                                         UPPC_DefaultArgument))
1230       return Param;
1231
1232     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
1233   }
1234
1235   return Param;
1236 }
1237
1238 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList, optionally
1239 /// constrained by RequiresClause, that contains the template parameters in
1240 /// Params.
1241 TemplateParameterList *
1242 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
1243                                  SourceLocation ExportLoc,
1244                                  SourceLocation TemplateLoc,
1245                                  SourceLocation LAngleLoc,
1246                                  ArrayRef<NamedDecl *> Params,
1247                                  SourceLocation RAngleLoc,
1248                                  Expr *RequiresClause) {
1249   if (ExportLoc.isValid())
1250     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
1251
1252   return TemplateParameterList::Create(
1253       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
1254       llvm::makeArrayRef(Params.data(), Params.size()),
1255       RAngleLoc, RequiresClause);
1256 }
1257
1258 static void SetNestedNameSpecifier(Sema &S, TagDecl *T,
1259                                    const CXXScopeSpec &SS) {
1260   if (SS.isSet())
1261     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(S.Context));
1262 }
1263
1264 DeclResult Sema::CheckClassTemplate(
1265     Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK, SourceLocation KWLoc,
1266     CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
1267     const ParsedAttributesView &Attr, TemplateParameterList *TemplateParams,
1268     AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
1269     SourceLocation FriendLoc, unsigned NumOuterTemplateParamLists,
1270     TemplateParameterList **OuterTemplateParamLists, SkipBodyInfo *SkipBody) {
1271   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
1272          "No template parameters");
1273   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
1274   bool Invalid = false;
1275
1276   // Check that we can declare a template here.
1277   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
1278     return true;
1279
1280   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
1281   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
1282
1283   // There is no such thing as an unnamed class template.
1284   if (!Name) {
1285     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
1286     return true;
1287   }
1288
1289   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
1290   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
1291   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
1292   DeclContext *SemanticContext;
1293   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
1294                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
1295                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
1296                         forRedeclarationInCurContext());
1297   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
1298     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
1299     if (!SemanticContext) {
1300       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
1301       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
1302       // class templates, so don't complain here.
1303       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
1304                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
1305                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
1306           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
1307       return TUK != TUK_Friend;
1308     }
1309
1310     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
1311       return true;
1312
1313     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
1314     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
1315     // now that we know what the current instantiation is.
1316     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
1317       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
1318       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
1319         Invalid = true;
1320     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
1321       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc, false);
1322
1323     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
1324   } else {
1325     SemanticContext = CurContext;
1326
1327     // C++14 [class.mem]p14:
1328     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
1329     //   name different from T:
1330     //    -- every member template of class T
1331     if (TUK != TUK_Friend &&
1332         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
1333                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
1334       return true;
1335
1336     LookupName(Previous, S);
1337   }
1338
1339   if (Previous.isAmbiguous())
1340     return true;
1341
1342   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
1343   if (Previous.begin() != Previous.end())
1344     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1345
1346   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1347     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1348     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1349     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1350     PrevDecl = nullptr;
1351   }
1352
1353   // If there is a previous declaration with the same name, check
1354   // whether this is a valid redeclaration.
1355   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate =
1356       dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
1357
1358   // We may have found the injected-class-name of a class template,
1359   // class template partial specialization, or class template specialization.
1360   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
1361   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
1362       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
1363     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
1364     PrevClassTemplate
1365       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
1366     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
1367       PrevClassTemplate
1368         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
1369             ->getSpecializedTemplate();
1370     }
1371   }
1372
1373   if (TUK == TUK_Friend) {
1374     // C++ [namespace.memdef]p3:
1375     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
1376     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
1377     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
1378     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
1379     if (!SS.isSet()) {
1380       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
1381       while (!OutermostContext->isFileContext())
1382         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
1383
1384       if (PrevDecl &&
1385           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
1386            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
1387         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
1388       } else {
1389         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
1390         // context we computed is the semantic context for our new
1391         // declaration.
1392         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1393         SemanticContext = OutermostContext;
1394
1395         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
1396         // declaration of this name as a non-tag type.
1397         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
1398         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
1399         while (LookupContext->isTransparentContext())
1400           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
1401         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
1402
1403         if (Previous.isAmbiguous())
1404           return true;
1405
1406         if (Previous.begin() != Previous.end())
1407           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1408       }
1409     }
1410   } else if (PrevDecl &&
1411              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
1412                             S, SS.isValid()))
1413     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1414
1415   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
1416           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
1417     if (SS.isEmpty() &&
1418         !(PrevClassTemplate &&
1419           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
1420               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
1421       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
1422       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
1423            diag::note_using_decl_target);
1424       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
1425       // Recover by ignoring the old declaration.
1426       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1427     }
1428   }
1429
1430   // TODO Memory management; associated constraints are not always stored.
1431   Expr *const CurAC = formAssociatedConstraints(TemplateParams, nullptr);
1432
1433   if (PrevClassTemplate) {
1434     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
1435     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
1436     // could be dependent.
1437     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1438         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1439                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1440                                         /*Complain=*/true,
1441                                         TPL_TemplateMatch))
1442       return true;
1443
1444     // Check for matching associated constraints on redeclarations.
1445     const Expr *const PrevAC = PrevClassTemplate->getAssociatedConstraints();
1446     const bool RedeclACMismatch = [&] {
1447       if (!(CurAC || PrevAC))
1448         return false; // Nothing to check; no mismatch.
1449       if (CurAC && PrevAC) {
1450         llvm::FoldingSetNodeID CurACInfo, PrevACInfo;
1451         CurAC->Profile(CurACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1452         PrevAC->Profile(PrevACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1453         if (CurACInfo == PrevACInfo)
1454           return false; // All good; no mismatch.
1455       }
1456       return true;
1457     }();
1458
1459     if (RedeclACMismatch) {
1460       Diag(CurAC ? CurAC->getBeginLoc() : NameLoc,
1461            diag::err_template_different_associated_constraints);
1462       Diag(PrevAC ? PrevAC->getBeginLoc() : PrevClassTemplate->getLocation(),
1463            diag::note_template_prev_declaration)
1464           << /*declaration*/ 0;
1465       return true;
1466     }
1467
1468     // C++ [temp.class]p4:
1469     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1470     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1471     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1472     //   template declaration (7.1.5.3).
1473     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1474     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1475                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1476       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1477         << Name
1478         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1479       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1480       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1481     }
1482
1483     // Check for redefinition of this class template.
1484     if (TUK == TUK_Definition) {
1485       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1486         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1487         // simply making that previous definition visible.
1488         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1489         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1490           SkipBody->ShouldSkip = true;
1491           SkipBody->Previous = Def;
1492           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1493           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1494                          "class template?");
1495           makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
1496           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl);
1497         } else {
1498           Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1499           Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1500           // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1501           // definition, as part of error recovery?
1502           return true;
1503         }
1504       }
1505     }
1506   } else if (PrevDecl) {
1507     // C++ [temp]p5:
1508     //   A class template shall not have the same name as any other
1509     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1510     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1511     //   in (14.5.4).
1512     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1513     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1514     return true;
1515   }
1516
1517   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1518   // merging in the template parameter list from the previous class
1519   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1520   // context, because the template parameter list might be dependent.
1521   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1522       CheckTemplateParameterList(
1523           TemplateParams,
1524           PrevClassTemplate
1525               ? PrevClassTemplate->getMostRecentDecl()->getTemplateParameters()
1526               : nullptr,
1527           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1528            SemanticContext->isDependentContext())
1529               ? TPC_ClassTemplateMember
1530               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate : TPC_ClassTemplate,
1531           SkipBody))
1532     Invalid = true;
1533
1534   if (SS.isSet()) {
1535     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1536     // template out-of-line.
1537     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1538       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1539                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1540         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1541       Invalid = true;
1542     }
1543   }
1544
1545   // If this is a templated friend in a dependent context we should not put it
1546   // on the redecl chain. In some cases, the templated friend can be the most
1547   // recent declaration tricking the template instantiator to make substitutions
1548   // there.
1549   // FIXME: Figure out how to combine with shouldLinkDependentDeclWithPrevious
1550   bool ShouldAddRedecl
1551     = !(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext());
1552
1553   CXXRecordDecl *NewClass =
1554     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1555                           PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ?
1556                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1557                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1558   SetNestedNameSpecifier(*this, NewClass, SS);
1559   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1560     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1561         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1562                                     NumOuterTemplateParamLists));
1563
1564   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1565   // the ASTContext lays out the structure.
1566   if (TUK == TUK_Definition && (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
1567     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1568     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1569   }
1570
1571   // Attach the associated constraints when the declaration will not be part of
1572   // a decl chain.
1573   Expr *const ACtoAttach =
1574       PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ? nullptr : CurAC;
1575
1576   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1577     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1578                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1579                                 NewClass, ACtoAttach);
1580
1581   if (ShouldAddRedecl)
1582     NewTemplate->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1583
1584   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1585
1586   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1587     NewTemplate->setModulePrivate();
1588
1589   // Build the type for the class template declaration now.
1590   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1591   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1592   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1593   (void)T;
1594
1595   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1596   // class template, make a note of that.
1597   if (PrevClassTemplate &&
1598       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1599     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1600
1601   // Set the access specifier.
1602   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1603     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1604
1605   // Set the lexical context of these templates
1606   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1607   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1608
1609   if (TUK == TUK_Definition && (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip))
1610     NewClass->startDefinition();
1611
1612   ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1613
1614   if (PrevClassTemplate)
1615     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1616
1617   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1618
1619   if (TUK != TUK_Friend) {
1620     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1621     Scope *Outer = S;
1622     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1623       Outer = Outer->getParent();
1624     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1625   } else {
1626     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1627       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1628       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1629     }
1630
1631     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1632
1633     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1634     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1635       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1636       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1637       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1638         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1639                           /* AddToContext = */ false);
1640     }
1641
1642     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1643         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1644     Friend->setAccess(AS_public);
1645     CurContext->addDecl(Friend);
1646   }
1647
1648   if (PrevClassTemplate)
1649     CheckRedeclarationModuleOwnership(NewTemplate, PrevClassTemplate);
1650
1651   if (Invalid) {
1652     NewTemplate->setInvalidDecl();
1653     NewClass->setInvalidDecl();
1654   }
1655
1656   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1657
1658   if (SkipBody && SkipBody->ShouldSkip)
1659     return SkipBody->Previous;
1660
1661   return NewTemplate;
1662 }
1663
1664 namespace {
1665 /// Tree transform to "extract" a transformed type from a class template's
1666 /// constructor to a deduction guide.
1667 class ExtractTypeForDeductionGuide
1668   : public TreeTransform<ExtractTypeForDeductionGuide> {
1669 public:
1670   typedef TreeTransform<ExtractTypeForDeductionGuide> Base;
1671   ExtractTypeForDeductionGuide(Sema &SemaRef) : Base(SemaRef) {}
1672
1673   TypeSourceInfo *transform(TypeSourceInfo *TSI) { return TransformType(TSI); }
1674
1675   QualType TransformTypedefType(TypeLocBuilder &TLB, TypedefTypeLoc TL) {
1676     return TransformType(
1677         TLB,
1678         TL.getTypedefNameDecl()->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
1679   }
1680 };
1681
1682 /// Transform to convert portions of a constructor declaration into the
1683 /// corresponding deduction guide, per C++1z [over.match.class.deduct]p1.
1684 struct ConvertConstructorToDeductionGuideTransform {
1685   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform(Sema &S,
1686                                               ClassTemplateDecl *Template)
1687       : SemaRef(S), Template(Template) {}
1688
1689   Sema &SemaRef;
1690   ClassTemplateDecl *Template;
1691
1692   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1693   CXXRecordDecl *Primary = Template->getTemplatedDecl();
1694   DeclarationName DeductionGuideName =
1695       SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXDeductionGuideName(Template);
1696
1697   QualType DeducedType = SemaRef.Context.getTypeDeclType(Primary);
1698
1699   // Index adjustment to apply to convert depth-1 template parameters into
1700   // depth-0 template parameters.
1701   unsigned Depth1IndexAdjustment = Template->getTemplateParameters()->size();
1702
1703   /// Transform a constructor declaration into a deduction guide.
1704   NamedDecl *transformConstructor(FunctionTemplateDecl *FTD,
1705                                   CXXConstructorDecl *CD) {
1706     SmallVector<TemplateArgument, 16> SubstArgs;
1707
1708     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1709
1710     // C++ [over.match.class.deduct]p1:
1711     // -- For each constructor of the class template designated by the
1712     //    template-name, a function template with the following properties:
1713
1714     //    -- The template parameters are the template parameters of the class
1715     //       template followed by the template parameters (including default
1716     //       template arguments) of the constructor, if any.
1717     TemplateParameterList *TemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1718     if (FTD) {
1719       TemplateParameterList *InnerParams = FTD->getTemplateParameters();
1720       SmallVector<NamedDecl *, 16> AllParams;
1721       AllParams.reserve(TemplateParams->size() + InnerParams->size());
1722       AllParams.insert(AllParams.begin(),
1723                        TemplateParams->begin(), TemplateParams->end());
1724       SubstArgs.reserve(InnerParams->size());
1725
1726       // Later template parameters could refer to earlier ones, so build up
1727       // a list of substituted template arguments as we go.
1728       for (NamedDecl *Param : *InnerParams) {
1729         MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1730         Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1731         Args.addOuterRetainedLevel();
1732         NamedDecl *NewParam = transformTemplateParameter(Param, Args);
1733         if (!NewParam)
1734           return nullptr;
1735         AllParams.push_back(NewParam);
1736         SubstArgs.push_back(SemaRef.Context.getCanonicalTemplateArgument(
1737             SemaRef.Context.getInjectedTemplateArg(NewParam)));
1738       }
1739       TemplateParams = TemplateParameterList::Create(
1740           SemaRef.Context, InnerParams->getTemplateLoc(),
1741           InnerParams->getLAngleLoc(), AllParams, InnerParams->getRAngleLoc(),
1742           /*FIXME: RequiresClause*/ nullptr);
1743     }
1744
1745     // If we built a new template-parameter-list, track that we need to
1746     // substitute references to the old parameters into references to the
1747     // new ones.
1748     MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1749     if (FTD) {
1750       Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1751       Args.addOuterRetainedLevel();
1752     }
1753
1754     FunctionProtoTypeLoc FPTL = CD->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc()
1755                                    .getAsAdjusted<FunctionProtoTypeLoc>();
1756     assert(FPTL && "no prototype for constructor declaration");
1757
1758     // Transform the type of the function, adjusting the return type and
1759     // replacing references to the old parameters with references to the
1760     // new ones.
1761     TypeLocBuilder TLB;
1762     SmallVector<ParmVarDecl*, 8> Params;
1763     QualType NewType = transformFunctionProtoType(TLB, FPTL, Params, Args);
1764     if (NewType.isNull())
1765       return nullptr;
1766     TypeSourceInfo *NewTInfo = TLB.getTypeSourceInfo(SemaRef.Context, NewType);
1767
1768     return buildDeductionGuide(TemplateParams, CD->isExplicit(), NewTInfo,
1769                                CD->getBeginLoc(), CD->getLocation(),
1770                                CD->getEndLoc());
1771   }
1772
1773   /// Build a deduction guide with the specified parameter types.
1774   NamedDecl *buildSimpleDeductionGuide(MutableArrayRef<QualType> ParamTypes) {
1775     SourceLocation Loc = Template->getLocation();
1776
1777     // Build the requested type.
1778     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1779     EPI.HasTrailingReturn = true;
1780     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(DeducedType, ParamTypes, Loc,
1781                                                 DeductionGuideName, EPI);
1782     TypeSourceInfo *TSI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(Result, Loc);
1783
1784     FunctionProtoTypeLoc FPTL =
1785         TSI->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
1786
1787     // Build the parameters, needed during deduction / substitution.
1788     SmallVector<ParmVarDecl*, 4> Params;
1789     for (auto T : ParamTypes) {
1790       ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(
1791           SemaRef.Context, DC, Loc, Loc, nullptr, T,
1792           SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Loc), SC_None, nullptr);
1793       NewParam->setScopeInfo(0, Params.size());
1794       FPTL.setParam(Params.size(), NewParam);
1795       Params.push_back(NewParam);
1796     }
1797
1798     return buildDeductionGuide(Template->getTemplateParameters(), false, TSI,
1799                                Loc, Loc, Loc);
1800   }
1801
1802 private:
1803   /// Transform a constructor template parameter into a deduction guide template
1804   /// parameter, rebuilding any internal references to earlier parameters and
1805   /// renumbering as we go.
1806   NamedDecl *transformTemplateParameter(NamedDecl *TemplateParam,
1807                                         MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1808     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParam)) {
1809       // TemplateTypeParmDecl's index cannot be changed after creation, so
1810       // substitute it directly.
1811       auto *NewTTP = TemplateTypeParmDecl::Create(
1812           SemaRef.Context, DC, TTP->getBeginLoc(), TTP->getLocation(),
1813           /*Depth*/ 0, Depth1IndexAdjustment + TTP->getIndex(),
1814           TTP->getIdentifier(), TTP->wasDeclaredWithTypename(),
1815           TTP->isParameterPack());
1816       if (TTP->hasDefaultArgument()) {
1817         TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
1818             SemaRef.SubstType(TTP->getDefaultArgumentInfo(), Args,
1819                               TTP->getDefaultArgumentLoc(), TTP->getDeclName());
1820         if (InstantiatedDefaultArg)
1821           NewTTP->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
1822       }
1823       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(TemplateParam,
1824                                                            NewTTP);
1825       return NewTTP;
1826     }
1827
1828     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(TemplateParam))
1829       return transformTemplateParameterImpl(TTP, Args);
1830
1831     return transformTemplateParameterImpl(
1832         cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParam), Args);
1833   }
1834   template<typename TemplateParmDecl>
1835   TemplateParmDecl *
1836   transformTemplateParameterImpl(TemplateParmDecl *OldParam,
1837                                  MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1838     // Ask the template instantiator to do the heavy lifting for us, then adjust
1839     // the index of the parameter once it's done.
1840     auto *NewParam =
1841         cast_or_null<TemplateParmDecl>(SemaRef.SubstDecl(OldParam, DC, Args));
1842     assert(NewParam->getDepth() == 0 && "unexpected template param depth");
1843     NewParam->setPosition(NewParam->getPosition() + Depth1IndexAdjustment);
1844     return NewParam;
1845   }
1846
1847   QualType transformFunctionProtoType(TypeLocBuilder &TLB,
1848                                       FunctionProtoTypeLoc TL,
1849                                       SmallVectorImpl<ParmVarDecl*> &Params,
1850                                       MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1851     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
1852     const FunctionProtoType *T = TL.getTypePtr();
1853
1854     //    -- The types of the function parameters are those of the constructor.
1855     for (auto *OldParam : TL.getParams()) {
1856       ParmVarDecl *NewParam = transformFunctionTypeParam(OldParam, Args);
1857       if (!NewParam)
1858         return QualType();
1859       ParamTypes.push_back(NewParam->getType());
1860       Params.push_back(NewParam);
1861     }
1862
1863     //    -- The return type is the class template specialization designated by
1864     //       the template-name and template arguments corresponding to the
1865     //       template parameters obtained from the class template.
1866     //
1867     // We use the injected-class-name type of the primary template instead.
1868     // This has the convenient property that it is different from any type that
1869     // the user can write in a deduction-guide (because they cannot enter the
1870     // context of the template), so implicit deduction guides can never collide
1871     // with explicit ones.
1872     QualType ReturnType = DeducedType;
1873     TLB.pushTypeSpec(ReturnType).setNameLoc(Primary->getLocation());
1874
1875     // Resolving a wording defect, we also inherit the variadicness of the
1876     // constructor.
1877     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1878     EPI.Variadic = T->isVariadic();
1879     EPI.HasTrailingReturn = true;
1880
1881     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(
1882         ReturnType, ParamTypes, TL.getBeginLoc(), DeductionGuideName, EPI);
1883     if (Result.isNull())
1884       return QualType();
1885
1886     FunctionProtoTypeLoc NewTL = TLB.push<FunctionProtoTypeLoc>(Result);
1887     NewTL.setLocalRangeBegin(TL.getLocalRangeBegin());
1888     NewTL.setLParenLoc(TL.getLParenLoc());
1889     NewTL.setRParenLoc(TL.getRParenLoc());
1890     NewTL.setExceptionSpecRange(SourceRange());
1891     NewTL.setLocalRangeEnd(TL.getLocalRangeEnd());
1892     for (unsigned I = 0, E = NewTL.getNumParams(); I != E; ++I)
1893       NewTL.setParam(I, Params[I]);
1894
1895     return Result;
1896   }
1897
1898   ParmVarDecl *
1899   transformFunctionTypeParam(ParmVarDecl *OldParam,
1900                              MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1901     TypeSourceInfo *OldDI = OldParam->getTypeSourceInfo();
1902     TypeSourceInfo *NewDI;
1903     if (auto PackTL = OldDI->getTypeLoc().getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
1904       // Expand out the one and only element in each inner pack.
1905       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, 0);
1906       NewDI =
1907           SemaRef.SubstType(PackTL.getPatternLoc(), Args,
1908                             OldParam->getLocation(), OldParam->getDeclName());
1909       if (!NewDI) return nullptr;
1910       NewDI =
1911           SemaRef.CheckPackExpansion(NewDI, PackTL.getEllipsisLoc(),
1912                                      PackTL.getTypePtr()->getNumExpansions());
1913     } else
1914       NewDI = SemaRef.SubstType(OldDI, Args, OldParam->getLocation(),
1915                                 OldParam->getDeclName());
1916     if (!NewDI)
1917       return nullptr;
1918
1919     // Extract the type. This (for instance) replaces references to typedef
1920     // members of the current instantiations with the definitions of those
1921     // typedefs, avoiding triggering instantiation of the deduced type during
1922     // deduction.
1923     NewDI = ExtractTypeForDeductionGuide(SemaRef).transform(NewDI);
1924
1925     // Resolving a wording defect, we also inherit default arguments from the
1926     // constructor.
1927     ExprResult NewDefArg;
1928     if (OldParam->hasDefaultArg()) {
1929       NewDefArg = SemaRef.SubstExpr(OldParam->getDefaultArg(), Args);
1930       if (NewDefArg.isInvalid())
1931         return nullptr;
1932     }
1933
1934     ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
1935                                                 OldParam->getInnerLocStart(),
1936                                                 OldParam->getLocation(),
1937                                                 OldParam->getIdentifier(),
1938                                                 NewDI->getType(),
1939                                                 NewDI,
1940                                                 OldParam->getStorageClass(),
1941                                                 NewDefArg.get());
1942     NewParam->setScopeInfo(OldParam->getFunctionScopeDepth(),
1943                            OldParam->getFunctionScopeIndex());
1944     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(OldParam, NewParam);
1945     return NewParam;
1946   }
1947
1948   NamedDecl *buildDeductionGuide(TemplateParameterList *TemplateParams,
1949                                  bool Explicit, TypeSourceInfo *TInfo,
1950                                  SourceLocation LocStart, SourceLocation Loc,
1951                                  SourceLocation LocEnd) {
1952     DeclarationNameInfo Name(DeductionGuideName, Loc);
1953     ArrayRef<ParmVarDecl *> Params =
1954         TInfo->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>().getParams();
1955
1956     // Build the implicit deduction guide template.
1957     auto *Guide =
1958         CXXDeductionGuideDecl::Create(SemaRef.Context, DC, LocStart, Explicit,
1959                                       Name, TInfo->getType(), TInfo, LocEnd);
1960     Guide->setImplicit();
1961     Guide->setParams(Params);
1962
1963     for (auto *Param : Params)
1964       Param->setDeclContext(Guide);
1965
1966     auto *GuideTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(
1967         SemaRef.Context, DC, Loc, DeductionGuideName, TemplateParams, Guide);
1968     GuideTemplate->setImplicit();
1969     Guide->setDescribedFunctionTemplate(GuideTemplate);
1970
1971     if (isa<CXXRecordDecl>(DC)) {
1972       Guide->setAccess(AS_public);
1973       GuideTemplate->setAccess(AS_public);
1974     }
1975
1976     DC->addDecl(GuideTemplate);
1977     return GuideTemplate;
1978   }
1979 };
1980 }
1981
1982 void Sema::DeclareImplicitDeductionGuides(TemplateDecl *Template,
1983                                           SourceLocation Loc) {
1984   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1985   if (DC->isDependentContext())
1986     return;
1987
1988   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform Transform(
1989       *this, cast<ClassTemplateDecl>(Template));
1990   if (!isCompleteType(Loc, Transform.DeducedType))
1991     return;
1992
1993   // Check whether we've already declared deduction guides for this template.
1994   // FIXME: Consider storing a flag on the template to indicate this.
1995   auto Existing = DC->lookup(Transform.DeductionGuideName);
1996   for (auto *D : Existing)
1997     if (D->isImplicit())
1998       return;
1999
2000   // In case we were expanding a pack when we attempted to declare deduction
2001   // guides, turn off pack expansion for everything we're about to do.
2002   ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, -1);
2003   // Create a template instantiation record to track the "instantiation" of
2004   // constructors into deduction guides.
2005   // FIXME: Add a kind for this to give more meaningful diagnostics. But can
2006   // this substitution process actually fail?
2007   InstantiatingTemplate BuildingDeductionGuides(*this, Loc, Template);
2008   if (BuildingDeductionGuides.isInvalid())
2009     return;
2010
2011   // Convert declared constructors into deduction guide templates.
2012   // FIXME: Skip constructors for which deduction must necessarily fail (those
2013   // for which some class template parameter without a default argument never
2014   // appears in a deduced context).
2015   bool AddedAny = false;
2016   for (NamedDecl *D : LookupConstructors(Transform.Primary)) {
2017     D = D->getUnderlyingDecl();
2018     if (D->isInvalidDecl() || D->isImplicit())
2019       continue;
2020     D = cast<NamedDecl>(D->getCanonicalDecl());
2021
2022     auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D);
2023     auto *CD =
2024         dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(FTD ? FTD->getTemplatedDecl() : D);
2025     // Class-scope explicit specializations (MS extension) do not result in
2026     // deduction guides.
2027     if (!CD || (!FTD && CD->isFunctionTemplateSpecialization()))
2028       continue;
2029
2030     Transform.transformConstructor(FTD, CD);
2031     AddedAny = true;
2032   }
2033
2034   // C++17 [over.match.class.deduct]
2035   //    --  If C is not defined or does not declare any constructors, an
2036   //    additional function template derived as above from a hypothetical
2037   //    constructor C().
2038   if (!AddedAny)
2039     Transform.buildSimpleDeductionGuide(None);
2040
2041   //    -- An additional function template derived as above from a hypothetical
2042   //    constructor C(C), called the copy deduction candidate.
2043   cast<CXXDeductionGuideDecl>(
2044       cast<FunctionTemplateDecl>(
2045           Transform.buildSimpleDeductionGuide(Transform.DeducedType))
2046           ->getTemplatedDecl())
2047       ->setIsCopyDeductionCandidate();
2048 }
2049
2050 /// Diagnose the presence of a default template argument on a
2051 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
2052 ///
2053 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
2054 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
2055                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
2056                                             SourceLocation ParamLoc,
2057                                             SourceRange DefArgRange) {
2058   switch (TPC) {
2059   case Sema::TPC_ClassTemplate:
2060   case Sema::TPC_VarTemplate:
2061   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
2062     return false;
2063
2064   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
2065   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
2066     // C++ [temp.param]p9:
2067     //   A default template-argument shall not be specified in a
2068     //   function template declaration or a function template
2069     //   definition [...]
2070     //   If a friend function template declaration specifies a default
2071     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
2072     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
2073     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
2074     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
2075          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
2076            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
2077       << DefArgRange;
2078     return false;
2079
2080   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
2081     // C++0x [temp.param]p9:
2082     //   A default template-argument shall not be specified in the
2083     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
2084     //   class template that appears outside of the member's class.
2085     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
2086       << DefArgRange;
2087     return true;
2088
2089   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
2090   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
2091     // C++ [temp.param]p9:
2092     //   A default template-argument shall not be specified in a
2093     //   friend template declaration.
2094     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
2095       << DefArgRange;
2096     return true;
2097
2098     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
2099     // for friend function templates if there is only a single
2100     // declaration (and it is a definition). Strange!
2101   }
2102
2103   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
2104 }
2105
2106 /// Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
2107 /// of a template template parameter, recursively.
2108 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
2109                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
2110   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
2111   // expansion.
2112   if (TTP->isParameterPack())
2113     return false;
2114
2115   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
2116   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
2117     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
2118     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
2119       if (!NTTP->isParameterPack() &&
2120           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
2121                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
2122                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
2123         return true;
2124
2125       continue;
2126     }
2127
2128     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
2129                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
2130       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
2131         return true;
2132   }
2133
2134   return false;
2135 }
2136
2137 /// Checks the validity of a template parameter list, possibly
2138 /// considering the template parameter list from a previous
2139 /// declaration.
2140 ///
2141 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
2142 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
2143 /// template parameter list.
2144 ///
2145 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
2146 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
2147 /// default arguments that are carried through from the previous
2148 /// template parameter list.
2149 ///
2150 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
2151 /// previous declaration of the same template. Default template
2152 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
2153 /// the new template parameter list.
2154 ///
2155 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
2156 /// template parameter list.
2157 ///
2158 /// \param SkipBody If we might have already made a prior merged definition
2159 /// of this template visible, the corresponding body-skipping information.
2160 /// Default argument redefinition is not an error when skipping such a body,
2161 /// because (under the ODR) we can assume the default arguments are the same
2162 /// as the prior merged definition.
2163 ///
2164 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
2165 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
2166                                       TemplateParameterList *OldParams,
2167                                       TemplateParamListContext TPC,
2168                                       SkipBodyInfo *SkipBody) {
2169   bool Invalid = false;
2170
2171   // C++ [temp.param]p10:
2172   //   The set of default template-arguments available for use with a
2173   //   template declaration or definition is obtained by merging the
2174   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
2175   //   declarations in scope in the same way default function
2176   //   arguments are (8.3.6).
2177   bool SawDefaultArgument = false;
2178   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
2179
2180   // Dummy initialization to avoid warnings.
2181   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
2182   if (OldParams)
2183     OldParam = OldParams->begin();
2184
2185   bool RemoveDefaultArguments = false;
2186   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2187                                     NewParamEnd = NewParams->end();
2188        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2189     // Variables used to diagnose redundant default arguments
2190     bool RedundantDefaultArg = false;
2191     SourceLocation OldDefaultLoc;
2192     SourceLocation NewDefaultLoc;
2193
2194     // Variable used to diagnose missing default arguments
2195     bool MissingDefaultArg = false;
2196
2197     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
2198     bool SawParameterPack = false;
2199
2200     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
2201           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
2202       // Check the presence of a default argument here.
2203       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2204           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2205                                           NewTypeParm->getLocation(),
2206                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
2207                                                        .getSourceRange()))
2208         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
2209
2210       // Merge default arguments for template type parameters.
2211       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
2212           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2213       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
2214         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2215                "Parameter packs can't have a default argument!");
2216         SawParameterPack = true;
2217       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
2218                  NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2219                  (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
2220         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2221         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2222         SawDefaultArgument = true;
2223         RedundantDefaultArg = true;
2224         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2225       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2226         // Merge the default argument from the old declaration to the
2227         // new declaration.
2228         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
2229         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2230       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2231         SawDefaultArgument = true;
2232         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2233       } else if (SawDefaultArgument)
2234         MissingDefaultArg = true;
2235     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
2236                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
2237       // Check for unexpanded parameter packs.
2238       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
2239           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
2240                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
2241                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
2242         Invalid = true;
2243         continue;
2244       }
2245
2246       // Check the presence of a default argument here.
2247       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2248           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2249                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
2250                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
2251         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
2252       }
2253
2254       // Merge default arguments for non-type template parameters
2255       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
2256         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2257       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
2258         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2259                "Parameter packs can't have a default argument!");
2260         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
2261           SawParameterPack = true;
2262       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
2263                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2264                  (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
2265         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2266         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2267         SawDefaultArgument = true;
2268         RedundantDefaultArg = true;
2269         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2270       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2271         // Merge the default argument from the old declaration to the
2272         // new declaration.
2273         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
2274         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2275       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2276         SawDefaultArgument = true;
2277         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2278       } else if (SawDefaultArgument)
2279         MissingDefaultArg = true;
2280     } else {
2281       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
2282         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
2283
2284       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
2285       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
2286         Invalid = true;
2287         continue;
2288       }
2289
2290       // Check the presence of a default argument here.
2291       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2292           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2293                                           NewTemplateParm->getLocation(),
2294                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
2295         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
2296
2297       // Merge default arguments for template template parameters
2298       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
2299         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2300       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
2301         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2302                "Parameter packs can't have a default argument!");
2303         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
2304           SawParameterPack = true;
2305       } else if (OldTemplateParm &&
2306                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
2307                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2308                  (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
2309         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2310         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2311         SawDefaultArgument = true;
2312         RedundantDefaultArg = true;
2313         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2314       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2315         // Merge the default argument from the old declaration to the
2316         // new declaration.
2317         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
2318         PreviousDefaultArgLoc
2319           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2320       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2321         SawDefaultArgument = true;
2322         PreviousDefaultArgLoc
2323           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2324       } else if (SawDefaultArgument)
2325         MissingDefaultArg = true;
2326     }
2327
2328     // C++11 [temp.param]p11:
2329     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
2330     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
2331     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
2332         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
2333          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
2334       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2335            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
2336       Invalid = true;
2337     }
2338
2339     if (RedundantDefaultArg) {
2340       // C++ [temp.param]p12:
2341       //   A template-parameter shall not be given default arguments
2342       //   by two different declarations in the same scope.
2343       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
2344       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2345       Invalid = true;
2346     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
2347       // C++ [temp.param]p11:
2348       //   If a template-parameter of a class template has a default
2349       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
2350       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
2351       //   pack.
2352       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2353            diag::err_template_param_default_arg_missing);
2354       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2355       Invalid = true;
2356       RemoveDefaultArguments = true;
2357     }
2358
2359     // If we have an old template parameter list that we're merging
2360     // in, move on to the next parameter.
2361     if (OldParams)
2362       ++OldParam;
2363   }
2364
2365   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
2366   // all of the default arguments.
2367   if (RemoveDefaultArguments) {
2368     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2369                                       NewParamEnd = NewParams->end();
2370          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2371       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
2372         TTP->removeDefaultArgument();
2373       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2374                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
2375         NTTP->removeDefaultArgument();
2376       else
2377         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
2378     }
2379   }
2380
2381   return Invalid;
2382 }
2383
2384 namespace {
2385
2386 /// A class which looks for a use of a certain level of template
2387 /// parameter.
2388 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
2389   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
2390
2391   unsigned Depth;
2392
2393   // Whether we're looking for a use of a template parameter that makes the
2394   // overall construct type-dependent / a dependent type. This is strictly
2395   // best-effort for now; we may fail to match at all for a dependent type
2396   // in some cases if this is set.
2397   bool IgnoreNonTypeDependent;
2398
2399   bool Match;
2400   SourceLocation MatchLoc;
2401
2402   DependencyChecker(unsigned Depth, bool IgnoreNonTypeDependent)
2403       : Depth(Depth), IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent),
2404         Match(false) {}
2405
2406   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params, bool IgnoreNonTypeDependent)
2407       : IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent), Match(false) {
2408     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
2409     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
2410       Depth = PD->getDepth();
2411     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2412                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
2413       Depth = PD->getDepth();
2414     } else {
2415       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
2416     }
2417   }
2418
2419   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
2420     if (ParmDepth >= Depth) {
2421       Match = true;
2422       MatchLoc = Loc;
2423       return true;
2424     }
2425     return false;
2426   }
2427
2428   bool TraverseStmt(Stmt *S, DataRecursionQueue *Q = nullptr) {
2429     // Prune out non-type-dependent expressions if requested. This can
2430     // sometimes result in us failing to find a template parameter reference
2431     // (if a value-dependent expression creates a dependent type), but this
2432     // mode is best-effort only.
2433     if (auto *E = dyn_cast_or_null<Expr>(S))
2434       if (IgnoreNonTypeDependent && !E->isTypeDependent())
2435         return true;
2436     return super::TraverseStmt(S, Q);
2437   }
2438
2439   bool TraverseTypeLoc(TypeLoc TL) {
2440     if (IgnoreNonTypeDependent && !TL.isNull() &&
2441         !TL.getType()->isDependentType())
2442       return true;
2443     return super::TraverseTypeLoc(TL);
2444   }
2445
2446   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
2447     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
2448   }
2449
2450   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
2451     // For a best-effort search, keep looking until we find a location.
2452     return IgnoreNonTypeDependent || !Matches(T->getDepth());
2453   }
2454
2455   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
2456     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
2457           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
2458       if (Matches(PD->getDepth()))
2459         return false;
2460     return super::TraverseTemplateName(N);
2461   }
2462
2463   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
2464     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2465           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
2466       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
2467         return false;
2468     return super::VisitDeclRefExpr(E);
2469   }
2470
2471   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
2472     return TraverseType(T->getReplacementType());
2473   }
2474
2475   bool
2476   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
2477     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
2478   }
2479
2480   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
2481     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
2482   }
2483 };
2484 } // end anonymous namespace
2485
2486 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
2487 /// list.
2488 static bool
2489 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
2490   DependencyChecker Checker(Params, /*IgnoreNonTypeDependent*/false);
2491   Checker.TraverseType(T);
2492   return Checker.Match;
2493 }
2494
2495 // Find the source range corresponding to the named type in the given
2496 // nested-name-specifier, if any.
2497 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
2498                                                        QualType T,
2499                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
2500   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
2501   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
2502     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
2503       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
2504         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
2505     } else
2506       break;
2507
2508     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
2509   }
2510
2511   return SourceRange();
2512 }
2513
2514 /// Match the given template parameter lists to the given scope
2515 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
2516 /// name.
2517 ///
2518 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
2519 /// specifier or a template parameter list.
2520 ///
2521 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
2522 ///
2523 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
2524 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
2525 /// being declared.
2526 ///
2527 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
2528 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
2529 ///
2530 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
2531 /// innermost template parameter lists.
2532 ///
2533 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
2534 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
2535 /// declarations.
2536 ///
2537 /// \param IsMemberSpecialization will be set true if the scope specifier
2538 /// denotes a fully-specialized type, and therefore this is a declaration of
2539 /// a member specialization.
2540 ///
2541 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
2542 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
2543 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
2544 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
2545 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
2546 /// itself a template).
2547 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
2548     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
2549     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
2550     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
2551     bool &IsMemberSpecialization, bool &Invalid) {
2552   IsMemberSpecialization = false;
2553   Invalid = false;
2554
2555   // The sequence of nested types to which we will match up the template
2556   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
2557   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
2558   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
2559   QualType T;
2560   if (SS.getScopeRep()) {
2561     if (CXXRecordDecl *Record
2562               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
2563       T = Context.getTypeDeclType(Record);
2564     else
2565       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
2566   }
2567
2568   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
2569   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
2570   // explicit specialization.
2571   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
2572
2573   while (!T.isNull()) {
2574     NestedTypes.push_back(T);
2575
2576     // Retrieve the parent of a record type.
2577     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2578       // If this type is an explicit specialization, we're done.
2579       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2580           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2581         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
2582             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
2583           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
2584           break;
2585         }
2586       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2587                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
2588         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
2589         break;
2590       }
2591
2592       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
2593         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2594       else
2595         T = QualType();
2596       continue;
2597     }
2598
2599     if (const TemplateSpecializationType *TST
2600                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2601       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2602         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
2603           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2604         else
2605           T = QualType();
2606         continue;
2607       }
2608     }
2609
2610     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
2611     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
2612                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2613       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
2614         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2615       else
2616         T = QualType();
2617       continue;
2618     }
2619
2620     // Look one step prior in a dependent name type.
2621     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
2622       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
2623         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2624       else
2625         T = QualType();
2626       continue;
2627     }
2628
2629     // Retrieve the parent of an enumeration type.
2630     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
2631       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
2632       // check here.
2633       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
2634
2635       // Get to the parent type.
2636       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
2637         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2638       else
2639         T = QualType();
2640       continue;
2641     }
2642
2643     T = QualType();
2644   }
2645   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
2646   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
2647   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
2648
2649   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
2650   //   A member or a member template may be nested within many
2651   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
2652   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
2653   //   template<> for each enclosing class template that is
2654   //   explicitly specialized.
2655   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
2656
2657   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
2658     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
2659       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
2660         << !Recovery << Range;
2661       Invalid = true;
2662       IsMemberSpecialization = false;
2663       return true;
2664     }
2665
2666     return false;
2667   };
2668
2669   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
2670     // Check that we can have an explicit specialization here.
2671     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
2672       return true;
2673
2674     // We don't have a template header, but we should.
2675     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
2676     if (!ParamLists.empty())
2677       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
2678     else
2679       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
2680
2681     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
2682       << Range
2683       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
2684     return false;
2685   };
2686
2687   unsigned ParamIdx = 0;
2688   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
2689        ++TypeIdx) {
2690     T = NestedTypes[TypeIdx];
2691
2692     // Whether we expect a 'template<>' header.
2693     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
2694
2695     // Whether we expect a template header with parameters.
2696     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2697
2698     // For a dependent type, the set of template parameters that we
2699     // expect to see.
2700     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
2701
2702     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
2703     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
2704     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
2705     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
2706     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
2707     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2708       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
2709             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
2710         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
2711         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2712       } else if (Record->isDependentType()) {
2713         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
2714           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
2715                                                       ->getTemplateParameters();
2716           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2717         }
2718       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2719                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2720         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
2721         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
2722         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
2723         //   the template<> syntax.
2724         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
2725           NeedEmptyTemplateHeader = true;
2726         else
2727           continue;
2728       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
2729         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2730                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
2731             TypeIdx == NumTypes - 1)
2732           IsMemberSpecialization = true;
2733
2734         continue;
2735       }
2736     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
2737                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2738       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2739         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
2740         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2741       }
2742     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2743       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
2744       // against the corresponding template parameter list.
2745       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2746     }
2747
2748     // C++ [temp.expl.spec]p16:
2749     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2750     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2751     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2752     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2753     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2754     //   are not explicitly specialized as well.
2755     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2756       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
2757         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2758                                         false))
2759           return nullptr;
2760       } else
2761         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
2762     }
2763
2764     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
2765       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
2766       // here, then it's a member specialization.
2767       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
2768         IsMemberSpecialization = true;
2769
2770       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2771         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
2772           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
2773           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2774                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
2775             << T
2776             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
2777                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
2778             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2779           Invalid = true;
2780           return nullptr;
2781         }
2782
2783         // Consume this template header.
2784         ++ParamIdx;
2785         continue;
2786       }
2787
2788       if (!IsFriend)
2789         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
2790                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
2791           return nullptr;
2792
2793       continue;
2794     }
2795
2796     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
2797       // In friend declarations we can have template-ids which don't
2798       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
2799       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
2800       // template-id.
2801       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
2802         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
2803             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
2804           ExpectedTemplateParams = nullptr;
2805         else
2806           continue;
2807       }
2808
2809       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2810         // Check the template parameter list, if we can.
2811         if (ExpectedTemplateParams &&
2812             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
2813                                             ExpectedTemplateParams,
2814                                             true, TPL_TemplateMatch))
2815           Invalid = true;
2816
2817         if (!Invalid &&
2818             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
2819                                        TPC_ClassTemplateMember))
2820           Invalid = true;
2821
2822         ++ParamIdx;
2823         continue;
2824       }
2825
2826       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
2827         << T
2828         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2829       Invalid = true;
2830       continue;
2831     }
2832   }
2833
2834   // If there were at least as many template-ids as there were template
2835   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
2836   // the declaration itself.
2837   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
2838     if (TemplateId && !IsFriend) {
2839       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
2840       // should.
2841       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
2842                                                         TemplateId->RAngleLoc));
2843
2844       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
2845       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
2846                                            SourceLocation(), None,
2847                                            SourceLocation(), nullptr);
2848     }
2849
2850     return nullptr;
2851   }
2852
2853   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
2854   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
2855     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
2856     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
2857     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
2858       if (ParamLists[I]->size() == 0)
2859         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
2860       else
2861         AllExplicitSpecHeaders = false;
2862     }
2863
2864     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2865          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
2866                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
2867         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2868                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
2869
2870     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
2871     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
2872     // specialization occurred.
2873     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
2874       Diag(ExplicitSpecLoc,
2875            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
2876         << NestedTypes.back();
2877
2878     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
2879     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
2880     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
2881     if (!AllExplicitSpecHeaders)
2882       Invalid = true;
2883   }
2884
2885   // C++ [temp.expl.spec]p16:
2886   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2887   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2888   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2889   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2890   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2891   //   are not explicitly specialized as well.
2892   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
2893       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2894                                   false))
2895     return nullptr;
2896
2897   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
2898   // entity being declared.
2899   return ParamLists.back();
2900 }
2901
2902 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
2903   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2904     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2905         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2906                 ? 0
2907                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2908                       ? 1
2909                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2910                             ? 2
2911                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2912         << Template->getDeclName();
2913     return;
2914   }
2915
2916   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2917     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
2918                                           IEnd = OST->end();
2919          I != IEnd; ++I)
2920       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2921         << 0 << (*I)->getDeclName();
2922
2923     return;
2924   }
2925 }
2926
2927 static QualType
2928 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2929                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2930                            SourceLocation TemplateLoc,
2931                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2932   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2933   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2934   case BTK__make_integer_seq: {
2935     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2936     // S<T, 0, ..., N-1>.
2937
2938     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2939     //   T shall be an integer type.
2940     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2941       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2942                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2943       return QualType();
2944     }
2945
2946     // C++14 [inteseq.make]p1:
2947     //   If N is negative the program is ill-formed.
2948     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2949     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2950     if (NumArgs < 0) {
2951       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2952                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2953       return QualType();
2954     }
2955
2956     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2957     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2958     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2959     // synthetic template argument list.
2960     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2961     // Expand N into 0 ... N-1.
2962     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2963          I < NumArgs; ++I) {
2964       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2965       SyntheticTemplateArgs.addArgument(SemaRef.getTrivialTemplateArgumentLoc(
2966           TA, ArgTy, TemplateArgs[2].getLocation()));
2967     }
2968     // The first template argument will be reused as the template decl that
2969     // our synthetic template arguments will be applied to.
2970     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2971                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2972   }
2973
2974   case BTK__type_pack_element:
2975     // Specializations of
2976     //    __type_pack_element<Index, T_1, ..., T_N>
2977     // are treated like T_Index.
2978     assert(Converted.size() == 2 &&
2979       "__type_pack_element should be given an index and a parameter pack");
2980
2981     // If the Index is out of bounds, the program is ill-formed.
2982     TemplateArgument IndexArg = Converted[0], Ts = Converted[1];
2983     llvm::APSInt Index = IndexArg.getAsIntegral();
2984     assert(Index >= 0 && "the index used with __type_pack_element should be of "
2985                          "type std::size_t, and hence be non-negative");
2986     if (Index >= Ts.pack_size()) {
2987       SemaRef.Diag(TemplateArgs[0].getLocation(),
2988                    diag::err_type_pack_element_out_of_bounds);
2989       return QualType();
2990     }
2991
2992     // We simply return the type at index `Index`.
2993     auto Nth = std::next(Ts.pack_begin(), Index.getExtValue());
2994     return Nth->getAsType();
2995   }
2996   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2997 }
2998
2999 /// Determine whether this alias template is "enable_if_t".
3000 static bool isEnableIfAliasTemplate(TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate) {
3001   return AliasTemplate->getName().equals("enable_if_t");
3002 }
3003
3004 /// Collect all of the separable terms in the given condition, which
3005 /// might be a conjunction.
3006 ///
3007 /// FIXME: The right answer is to convert the logical expression into
3008 /// disjunctive normal form, so we can find the first failed term
3009 /// within each possible clause.
3010 static void collectConjunctionTerms(Expr *Clause,
3011                                     SmallVectorImpl<Expr *> &Terms) {
3012   if (auto BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Clause->IgnoreParenImpCasts())) {
3013     if (BinOp->getOpcode() == BO_LAnd) {
3014       collectConjunctionTerms(BinOp->getLHS(), Terms);
3015       collectConjunctionTerms(BinOp->getRHS(), Terms);
3016     }
3017
3018     return;
3019   }
3020
3021   Terms.push_back(Clause);
3022 }
3023
3024 // The ranges-v3 library uses an odd pattern of a top-level "||" with
3025 // a left-hand side that is value-dependent but never true. Identify
3026 // the idiom and ignore that term.
3027 static Expr *lookThroughRangesV3Condition(Preprocessor &PP, Expr *Cond) {
3028   // Top-level '||'.
3029   auto *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond->IgnoreParenImpCasts());
3030   if (!BinOp) return Cond;
3031
3032   if (BinOp->getOpcode() != BO_LOr) return Cond;
3033
3034   // With an inner '==' that has a literal on the right-hand side.
3035   Expr *LHS = BinOp->getLHS();
3036   auto *InnerBinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->IgnoreParenImpCasts());
3037   if (!InnerBinOp) return Cond;
3038
3039   if (InnerBinOp->getOpcode() != BO_EQ ||
3040       !isa<IntegerLiteral>(InnerBinOp->getRHS()))
3041     return Cond;
3042
3043   // If the inner binary operation came from a macro expansion named
3044   // CONCEPT_REQUIRES or CONCEPT_REQUIRES_, return the right-hand side
3045   // of the '||', which is the real, user-provided condition.
3046   SourceLocation Loc = InnerBinOp->getExprLoc();
3047   if (!Loc.isMacroID()) return Cond;
3048
3049   StringRef MacroName = PP.getImmediateMacroName(Loc);
3050   if (MacroName == "CONCEPT_REQUIRES" || MacroName == "CONCEPT_REQUIRES_")
3051     return BinOp->getRHS();
3052
3053   return Cond;
3054 }
3055
3056 namespace {
3057
3058 // A PrinterHelper that prints more helpful diagnostics for some sub-expressions
3059 // within failing boolean expression, such as substituting template parameters
3060 // for actual types.
3061 class FailedBooleanConditionPrinterHelper : public PrinterHelper {
3062 public:
3063   explicit FailedBooleanConditionPrinterHelper(const PrintingPolicy &P)
3064       : Policy(P) {}
3065
3066   bool handledStmt(Stmt *E, raw_ostream &OS) override {
3067     const auto *DR = dyn_cast<DeclRefExpr>(E);
3068     if (DR && DR->getQualifier()) {
3069       // If this is a qualified name, expand the template arguments in nested
3070       // qualifiers.
3071       DR->getQualifier()->print(OS, Policy, true);
3072       // Then print the decl itself.
3073       const ValueDecl *VD = DR->getDecl();
3074       OS << VD->getName();
3075       if (const auto *IV = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(VD)) {
3076         // This is a template variable, print the expanded template arguments.
3077         printTemplateArgumentList(OS, IV->getTemplateArgs().asArray(), Policy);
3078       }
3079       return true;
3080     }
3081     return false;
3082   }
3083
3084 private:
3085   const PrintingPolicy Policy;
3086 };
3087
3088 } // end anonymous namespace
3089
3090 std::pair<Expr *, std::string>
3091 Sema::findFailedBooleanCondition(Expr *Cond) {
3092   Cond = lookThroughRangesV3Condition(PP, Cond);
3093
3094   // Separate out all of the terms in a conjunction.
3095   SmallVector<Expr *, 4> Terms;
3096   collectConjunctionTerms(Cond, Terms);
3097
3098   // Determine which term failed.
3099   Expr *FailedCond = nullptr;
3100   for (Expr *Term : Terms) {
3101     Expr *TermAsWritten = Term->IgnoreParenImpCasts();
3102
3103     // Literals are uninteresting.
3104     if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(TermAsWritten) ||
3105         isa<IntegerLiteral>(TermAsWritten))
3106       continue;
3107
3108     // The initialization of the parameter from the argument is
3109     // a constant-evaluated context.
3110     EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
3111       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
3112
3113     bool Succeeded;
3114     if (Term->EvaluateAsBooleanCondition(Succeeded, Context) &&
3115         !Succeeded) {
3116       FailedCond = TermAsWritten;
3117       break;
3118     }
3119   }
3120   if (!FailedCond)
3121     FailedCond = Cond->IgnoreParenImpCasts();
3122
3123   std::string Description;
3124   {
3125     llvm::raw_string_ostream Out(Description);
3126     PrintingPolicy Policy = getPrintingPolicy();
3127     Policy.PrintCanonicalTypes = true;
3128     FailedBooleanConditionPrinterHelper Helper(Policy);
3129     FailedCond->printPretty(Out, &Helper, Policy, 0, "\n", nullptr);
3130   }
3131   return { FailedCond, Description };
3132 }
3133
3134 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
3135                                    SourceLocation TemplateLoc,
3136                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3137   DependentTemplateName *DTN
3138     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
3139   if (DTN && DTN->isIdentifier())
3140     // When building a template-id where the template-name is dependent,
3141     // assume the template is a type template. Either our assumption is
3142     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
3143     // dependent name is substituted.
3144     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3145                                                           DTN->getQualifier(),
3146                                                           DTN->getIdentifier(),
3147                                                           TemplateArgs);
3148
3149   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
3150   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
3151       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
3152     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
3153     // build a template specialization type for it.
3154     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
3155       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
3156
3157     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
3158       << Name;
3159     NoteAllFoundTemplates(Name);
3160     return QualType();
3161   }
3162
3163   // Check that the template argument list is well-formed for this
3164   // template.
3165   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3166   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
3167                                 false, Converted))
3168     return QualType();
3169
3170   QualType CanonType;
3171
3172   bool InstantiationDependent = false;
3173   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
3174           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
3175     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
3176     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
3177     if (Pattern->isInvalidDecl())
3178       return QualType();
3179
3180     TemplateArgumentList StackTemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3181                                            Converted);
3182
3183     // Only substitute for the innermost template argument list.
3184     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3185     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&StackTemplateArgs);
3186     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
3187     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
3188       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3189
3190     LocalInstantiationScope Scope(*this);
3191     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
3192     if (Inst.isInvalid())
3193       return QualType();
3194
3195     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
3196                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
3197                           AliasTemplate->getDeclName());
3198     if (CanonType.isNull()) {
3199       // If this was enable_if and we failed to find the nested type
3200       // within enable_if in a SFINAE context, dig out the specific
3201       // enable_if condition that failed and present that instead.
3202       if (isEnableIfAliasTemplate(AliasTemplate)) {
3203         if (auto DeductionInfo = isSFINAEContext()) {
3204           if (*DeductionInfo &&
3205               (*DeductionInfo)->hasSFINAEDiagnostic() &&
3206               (*DeductionInfo)->peekSFINAEDiagnostic().second.getDiagID() ==
3207                 diag::err_typename_nested_not_found_enable_if &&
3208               TemplateArgs[0].getArgument().getKind()
3209                 == TemplateArgument::Expression) {
3210             Expr *FailedCond;
3211             std::string FailedDescription;
3212             std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
3213               findFailedBooleanCondition(TemplateArgs[0].getSourceExpression());
3214
3215             // Remove the old SFINAE diagnostic.
3216             PartialDiagnosticAt OldDiag =
3217               {SourceLocation(), PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3218             (*DeductionInfo)->takeSFINAEDiagnostic(OldDiag);
3219
3220             // Add a new SFINAE diagnostic specifying which condition
3221             // failed.
3222             (*DeductionInfo)->addSFINAEDiagnostic(
3223               OldDiag.first,
3224               PDiag(diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
3225                 << FailedDescription
3226                 << FailedCond->getSourceRange());
3227           }
3228         }
3229       }
3230
3231       return QualType();
3232     }
3233   } else if (Name.isDependent() ||
3234              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3235                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3236     // This class template specialization is a dependent
3237     // type. Therefore, its canonical type is another class template
3238     // specialization type that contains all of the converted
3239     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
3240     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
3241     //
3242     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
3243     CanonType = Context.getCanonicalTemplateSpecializationType(Name, Converted);
3244
3245     // This might work out to be a current instantiation, in which
3246     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
3247     //
3248     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
3249     // changes to CurContext don't change the set of current
3250     // instantiations.
3251     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3252       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
3253         // If we get out to a namespace, we're done.
3254         if (Ctx->isFileContext()) break;
3255
3256         // If this isn't a record, keep looking.
3257         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
3258         if (!Record) continue;
3259
3260         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
3261         // and check whether it's the same template.
3262         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
3263             !Record->getDescribedClassTemplate())
3264           continue;
3265
3266         // Fetch the injected class name type and check whether its
3267         // injected type is equal to the type we just built.
3268         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
3269         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
3270           ->getInjectedSpecializationType();
3271
3272         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
3273           continue;
3274
3275         // If so, the canonical type of this TST is the injected
3276         // class name type of the record we just found.
3277         assert(ICNT.isCanonical());
3278         CanonType = ICNT;
3279         break;
3280       }
3281     }
3282   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
3283                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3284     // Find the class template specialization declaration that
3285     // corresponds to these arguments.
3286     void *InsertPos = nullptr;
3287     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
3288       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3289     if (!Decl) {
3290       // This is the first time we have referenced this class template
3291       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3292       // the set of specializations.
3293       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(
3294           Context, ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
3295           ClassTemplate->getDeclContext(),
3296           ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getBeginLoc(),
3297           ClassTemplate->getLocation(), ClassTemplate, Converted, nullptr);
3298       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
3299       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
3300         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
3301     }
3302
3303     if (Decl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3304       MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3305       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(Converted);
3306       InstantiateAttrsForDecl(TemplateArgLists, ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
3307                               Decl);
3308     }
3309
3310     // Diagnose uses of this specialization.
3311     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
3312
3313     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
3314     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
3315            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
3316   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
3317     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
3318                                            TemplateArgs);
3319   }
3320
3321   // Build the fully-sugared type for this class template
3322   // specialization, which refers back to the class template
3323   // specialization we created or found.
3324   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
3325 }
3326
3327 TypeResult
3328 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
3329                           TemplateTy TemplateD, IdentifierInfo *TemplateII,
3330                           SourceLocation TemplateIILoc,
3331                           SourceLocation LAngleLoc,
3332                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3333                           SourceLocation RAngleLoc,
3334                           bool IsCtorOrDtorName, bool IsClassName) {
3335   if (SS.isInvalid())
3336     return true;
3337
3338   if (!IsCtorOrDtorName && !IsClassName && SS.isSet()) {
3339     DeclContext *LookupCtx = computeDeclContext(SS, /*EnteringContext*/false);
3340
3341     // C++ [temp.res]p3:
3342     //   A qualified-id that refers to a type and in which the
3343     //   nested-name-specifier depends on a template-parameter (14.6.2)
3344     //   shall be prefixed by the keyword typename to indicate that the
3345     //   qualified-id denotes a type, forming an
3346     //   elaborated-type-specifier (7.1.5.3).
3347     if (!LookupCtx && isDependentScopeSpecifier(SS)) {
3348       Diag(SS.getBeginLoc(), diag::err_typename_missing_template)
3349         << SS.getScopeRep() << TemplateII->getName();
3350       // Recover as if 'typename' were specified.
3351       // FIXME: This is not quite correct recovery as we don't transform SS
3352       // into the corresponding dependent form (and we don't diagnose missing
3353       // 'template' keywords within SS as a result).
3354       return ActOnTypenameType(nullptr, SourceLocation(), SS, TemplateKWLoc,
3355                                TemplateD, TemplateII, TemplateIILoc, LAngleLoc,
3356                                TemplateArgsIn, RAngleLoc);
3357     }
3358
3359     // Per C++ [class.qual]p2, if the template-id was an injected-class-name,
3360     // it's not actually allowed to be used as a type in most cases. Because
3361     // we annotate it before we know whether it's valid, we have to check for
3362     // this case here.
3363     auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3364     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
3365       Diag(TemplateIILoc,
3366            TemplateKWLoc.isInvalid()
3367                ? diag::err_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor
3368                : diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3369         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3370         << 1 /*if any keyword was present, it was 'template'*/;
3371     }
3372   }
3373
3374   TemplateName Template = TemplateD.get();
3375
3376   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3377   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3378   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3379
3380   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3381     QualType T
3382       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3383                                                        DTN->getQualifier(),
3384                                                        DTN->getIdentifier(),
3385                                                        TemplateArgs);
3386     // Build type-source information.
3387     TypeLocBuilder TLB;
3388     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3389       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3390     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3391     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3392     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3393     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3394     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3395     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3396     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3397       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3398     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3399   }
3400
3401   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
3402   if (Result.isNull())
3403     return true;
3404
3405   // Build type-source information.
3406   TypeLocBuilder TLB;
3407   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3408     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3409   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3410   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3411   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3412   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3413   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3414     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3415
3416   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
3417   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
3418   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
3419   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
3420     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
3421     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
3422     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3423     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3424     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3425   }
3426
3427   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3428 }
3429
3430 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
3431                                         TypeSpecifierType TagSpec,
3432                                         SourceLocation TagLoc,
3433                                         CXXScopeSpec &SS,
3434                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
3435                                         TemplateTy TemplateD,
3436                                         SourceLocation TemplateLoc,
3437                                         SourceLocation LAngleLoc,
3438                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3439                                         SourceLocation RAngleLoc) {
3440   TemplateName Template = TemplateD.get();
3441
3442   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3443   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3444   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3445
3446   // Determine the tag kind
3447   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
3448   ElaboratedTypeKeyword Keyword
3449     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
3450
3451   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3452     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
3453                                                           DTN->getQualifier(),
3454                                                           DTN->getIdentifier(),
3455                                                                 TemplateArgs);
3456
3457     // Build type-source information.
3458     TypeLocBuilder TLB;
3459     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3460       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3461     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3462     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3463     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3464     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3465     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3466     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3467     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3468       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3469     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3470   }
3471
3472   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
3473         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
3474     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
3475     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
3476     //   resolves to an alias template specialization, the
3477     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
3478     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag)
3479         << TAT << NTK_TypeAliasTemplate << TagKind;
3480     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
3481   }
3482
3483   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
3484   if (Result.isNull())
3485     return TypeResult(true);
3486
3487   // Check the tag kind
3488   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
3489     RecordDecl *D = RT->getDecl();
3490
3491     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
3492     assert(Id && "templated class must have an identifier");
3493
3494     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
3495                                       TagLoc, Id)) {
3496       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
3497         << Result
3498         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
3499       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
3500     }
3501   }
3502
3503   // Provide source-location information for the template specialization.
3504   TypeLocBuilder TLB;
3505   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3506     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3507   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3508   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3509   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3510   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3511   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3512     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3513
3514   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
3515   // and tag keyword.
3516   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
3517   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3518   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3519   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3520   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3521 }
3522
3523 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
3524                                              NamedDecl *PrevDecl,
3525                                              SourceLocation Loc,
3526                                              bool IsPartialSpecialization);
3527
3528 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
3529
3530 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
3531     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
3532   switch (Arg.getKind()) {
3533   case TemplateArgument::Null:
3534   case TemplateArgument::NullPtr:
3535   case TemplateArgument::Integral:
3536   case TemplateArgument::Declaration:
3537   case TemplateArgument::Pack:
3538   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3539     return false;
3540
3541   case TemplateArgument::Type: {
3542     QualType Type = Arg.getAsType();
3543     const TemplateTypeParmType *TPT =
3544         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
3545     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
3546            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
3547   }
3548
3549   case TemplateArgument::Expression: {
3550     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
3551     if (!DRE || !DRE->getDecl())
3552       return false;
3553     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
3554         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
3555     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
3556   }
3557
3558   case TemplateArgument::Template:
3559     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
3560         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3561             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
3562     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
3563   }
3564   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
3565 }
3566
3567 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
3568                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
3569   if (Params->size() != Args.size())
3570     return false;
3571
3572   unsigned Depth = Params->getDepth();
3573
3574   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
3575     TemplateArgument Arg = Args[I];
3576
3577     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
3578     // whose only element is a pack expansion.
3579     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
3580       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
3581           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
3582         return false;
3583       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
3584     }
3585
3586     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
3587       return false;
3588   }
3589
3590   return true;
3591 }
3592
3593 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
3594 static TemplateArgumentListInfo
3595 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
3596   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
3597                                         TemplateId.RAngleLoc);
3598   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
3599                                      TemplateId.NumArgs);
3600   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
3601   return TemplateArgs;
3602 }
3603
3604 template<typename PartialSpecDecl>
3605 static void checkMoreSpecializedThanPrimary(Sema &S, PartialSpecDecl *Partial) {
3606   if (Partial->getDeclContext()->isDependentContext())
3607     return;
3608
3609   // FIXME: Get the TDK from deduction in order to provide better diagnostics
3610   // for non-substitution-failure issues?
3611   TemplateDeductionInfo Info(Partial->getLocation());
3612   if (S.isMoreSpecializedThanPrimary(Partial, Info))
3613     return;
3614
3615   auto *Template = Partial->getSpecializedTemplate();
3616   S.Diag(Partial->getLocation(),
3617          diag::ext_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3618       << isa<VarTemplateDecl>(Template);
3619
3620   if (Info.hasSFINAEDiagnostic()) {
3621     PartialDiagnosticAt Diag = {SourceLocation(),
3622                                 PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3623     Info.takeSFINAEDiagnostic(Diag);
3624     SmallString<128> SFINAEArgString;
3625     Diag.second.EmitToString(S.getDiagnostics(), SFINAEArgString);
3626     S.Diag(Diag.first,
3627            diag::note_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3628       << SFINAEArgString;
3629   }
3630
3631   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3632 }
3633
3634 static void
3635 noteNonDeducibleParameters(Sema &S, TemplateParameterList *TemplateParams,
3636                            const llvm::SmallBitVector &DeducibleParams) {
3637   for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
3638     if (!DeducibleParams[I]) {
3639       NamedDecl *Param = TemplateParams->getParam(I);
3640       if (Param->getDeclName())
3641         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3642             << Param->getDeclName();
3643       else
3644         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3645             << "(anonymous)";
3646     }
3647   }
3648 }
3649
3650
3651 template<typename PartialSpecDecl>
3652 static void checkTemplatePartialSpecialization(Sema &S,
3653                                                PartialSpecDecl *Partial) {
3654   // C++1z [temp.class.spec]p8: (DR1495)
3655   //   - The specialization shall be more specialized than the primary
3656   //     template (14.5.5.2).
3657   checkMoreSpecializedThanPrimary(S, Partial);
3658
3659   // C++ [temp.class.spec]p8: (DR1315)
3660   //   - Each template-parameter shall appear at least once in the
3661   //     template-id outside a non-deduced context.
3662   // C++1z [temp.class.spec.match]p3 (P0127R2)
3663   //   If the template arguments of a partial specialization cannot be
3664   //   deduced because of the structure of its template-parameter-list
3665   //   and the template-id, the program is ill-formed.
3666   auto *TemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
3667   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3668   S.MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
3669                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
3670
3671   if (!DeducibleParams.all()) {
3672     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3673     S.Diag(Partial->getLocation(), diag::ext_partial_specs_not_deducible)
3674       << isa<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(Partial)
3675       << (NumNonDeducible > 1)
3676       << SourceRange(Partial->getLocation(),
3677                      Partial->getTemplateArgsAsWritten()->RAngleLoc);
3678     noteNonDeducibleParameters(S, TemplateParams, DeducibleParams);
3679   }
3680 }
3681
3682 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3683     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3684   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3685 }
3686
3687 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3688     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3689   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3690 }
3691
3692 void Sema::CheckDeductionGuideTemplate(FunctionTemplateDecl *TD) {
3693   // C++1z [temp.param]p11:
3694   //   A template parameter of a deduction guide template that does not have a
3695   //   default-argument shall be deducible from the parameter-type-list of the
3696   //   deduction guide template.
3697   auto *TemplateParams = TD->getTemplateParameters();
3698   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3699   MarkDeducedTemplateParameters(TD, DeducibleParams);
3700   for (unsigned I = 0; I != TemplateParams->size(); ++I) {
3701     // A parameter pack is deducible (to an empty pack).
3702     auto *Param = TemplateParams->getParam(I);
3703     if (Param->isParameterPack() || hasVisibleDefaultArgument(Param))
3704       DeducibleParams[I] = true;
3705   }
3706
3707   if (!DeducibleParams.all()) {
3708     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3709     Diag(TD->getLocation(), diag::err_deduction_guide_template_not_deducible)
3710       << (NumNonDeducible > 1);
3711     noteNonDeducibleParameters(*this, TemplateParams, DeducibleParams);
3712   }
3713 }
3714
3715 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
3716     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
3717     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
3718     bool IsPartialSpecialization) {
3719   // D must be variable template id.
3720   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId &&
3721          "Variable template specialization is declared with a template it.");
3722
3723   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
3724   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
3725       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
3726   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
3727   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
3728   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
3729
3730   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
3731
3732   // The template-id must name a variable template.
3733   VarTemplateDecl *VarTemplate =
3734       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3735   if (!VarTemplate) {
3736     NamedDecl *FnTemplate;
3737     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
3738       FnTemplate = *OTS->begin();
3739     else
3740       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3741     if (FnTemplate)
3742       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
3743                << FnTemplate->getDeclName();
3744     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
3745              << IsPartialSpecialization;
3746   }
3747
3748   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
3749   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
3750     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
3751                                         UPPC_PartialSpecialization))
3752       return true;
3753
3754   // Check that the template argument list is well-formed for this
3755   // template.
3756   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3757   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
3758                                 false, Converted))
3759     return true;
3760
3761   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
3762   // corresponds to these arguments.
3763   if (IsPartialSpecialization) {
3764     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, VarTemplate,
3765                                                TemplateArgs.size(), Converted))
3766       return true;
3767
3768     // FIXME: Move these checks to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
3769     // also do them during instantiation.
3770     bool InstantiationDependent;
3771     if (!Name.isDependent() &&
3772         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3773             TemplateArgs.arguments(),
3774             InstantiationDependent)) {
3775       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
3776           << VarTemplate->getDeclName();
3777       IsPartialSpecialization = false;
3778     }
3779
3780     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
3781                                 Converted)) {
3782       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
3783       //
3784       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
3785       //      to the implicit argument list of the primary template.
3786       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
3787         << /*variable template*/ 1
3788         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
3789         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
3790       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
3791       // of the primary template.
3792       return true;
3793     }
3794   }
3795
3796   void *InsertPos = nullptr;
3797   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
3798
3799   if (IsPartialSpecialization)
3800     // FIXME: Template parameter list matters too
3801     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3802   else
3803     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3804
3805   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
3806
3807   // Check whether we can declare a variable template specialization in
3808   // the current scope.
3809   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
3810                                        TemplateNameLoc,
3811                                        IsPartialSpecialization))
3812     return true;
3813
3814   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3815     // Since the only prior variable template specialization with these
3816     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
3817     // declaration node as our own, updating its source location and
3818     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
3819     Specialization = PrevDecl;
3820     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
3821     PrevDecl = nullptr;
3822   } else if (IsPartialSpecialization) {
3823     // Create a new class template partial specialization declaration node.
3824     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
3825         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
3826     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
3827         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3828             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
3829             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
3830             Converted, TemplateArgs);
3831
3832     if (!PrevPartial)
3833       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
3834     Specialization = Partial;
3835
3836     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
3837     // template specialization, make a note of that.
3838     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
3839       PrevPartial->setMemberSpecialization();
3840
3841     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
3842   } else {
3843     // Create a new class template specialization declaration node for
3844     // this explicit specialization or friend declaration.
3845     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3846         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
3847         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted);
3848     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
3849
3850     if (!PrevDecl)
3851       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
3852   }
3853
3854   // C++ [temp.expl.spec]p6:
3855   //   If a template, a member template or the member of a class template is
3856   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
3857   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
3858   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
3859   //   use occurs; no diagnostic is required.
3860   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
3861     bool Okay = false;
3862     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
3863       // Is there any previous explicit specialization declaration?
3864       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
3865         Okay = true;
3866         break;
3867       }
3868     }
3869
3870     if (!Okay) {
3871       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
3872       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
3873           << Name << Range;
3874
3875       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
3876            diag::note_instantiation_required_here)
3877           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
3878               TSK_ImplicitInstantiation);
3879       return true;
3880     }
3881   }
3882
3883   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3884   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
3885
3886   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
3887   // be seen when iterating through the list of declarations in that
3888   // context. However, specializations are not found by name lookup.
3889   CurContext->addDecl(Specialization);
3890
3891   // Note that this is an explicit specialization.
3892   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
3893
3894   if (PrevDecl) {
3895     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
3896     // merging with previous declarations.
3897     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
3898                           forRedeclarationInCurContext());
3899     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
3900     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
3901   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
3902              Specialization->isOutOfLine()) {
3903     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
3904   }
3905
3906   // Link instantiations of static data members back to the template from
3907   // which they were instantiated.
3908   if (Specialization->isStaticDataMember())
3909     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
3910         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
3911         Specialization->getSpecializationKind());
3912
3913   return Specialization;
3914 }
3915
3916 namespace {
3917 /// A partial specialization whose template arguments have matched
3918 /// a given template-id.
3919 struct PartialSpecMatchResult {
3920   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
3921   TemplateArgumentList *Args;
3922 };
3923 } // end anonymous namespace
3924
3925 DeclResult
3926 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3927                          SourceLocation TemplateNameLoc,
3928                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3929   assert(Template && "A variable template id without template?");
3930
3931   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
3932   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3933   if (CheckTemplateArgumentList(
3934           Template, TemplateNameLoc,
3935           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
3936           Converted))
3937     return true;
3938
3939   // Find the variable template specialization declaration that
3940   // corresponds to these arguments.
3941   void *InsertPos = nullptr;
3942   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
3943           Converted, InsertPos)) {
3944     checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Spec);
3945     // If we already have a variable template specialization, return it.
3946     return Spec;
3947   }
3948
3949   // This is the first time we have referenced this variable template
3950   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3951   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
3952   // that it represents. That is,
3953   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3954   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
3955                                        Converted);
3956   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
3957   bool AmbiguousPartialSpec = false;
3958   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
3959   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
3960   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
3961   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
3962                                             /*ForTakingAddress=*/false);
3963
3964   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
3965   // specializes, if any.
3966   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
3967   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
3968   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
3969   // specializations yet.
3970   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
3971   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
3972   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
3973   bool InstantiationDependent = false;
3974   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3975           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3976
3977     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
3978     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
3979
3980     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
3981       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
3982       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
3983
3984       if (TemplateDeductionResult Result =
3985               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
3986         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
3987         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
3988         FailedCandidates.addCandidate().set(
3989             DeclAccessPair::make(Template, AS_public), Partial,
3990             MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
3991         (void)Result;
3992       } else {
3993         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
3994         Matched.back().Partial = Partial;
3995         Matched.back().Args = Info.take();
3996       }
3997     }
3998
3999     if (Matched.size() >= 1) {
4000       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
4001       if (Matched.size() == 1) {
4002         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
4003         //      instantiation is generated from that specialization.
4004         // We don't need to do anything for this.
4005       } else {
4006         //   -- If more than one matching specialization is found, the
4007         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
4008         //      whether one of the specializations is more specialized
4009         //      than the others. If none of the specializations is more
4010         //      specialized than all of the other matching
4011         //      specializations, then the use of the variable template is
4012         //      ambiguous and the program is ill-formed.
4013         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
4014                                                    PEnd = Matched.end();
4015              P != PEnd; ++P) {
4016           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
4017                                                       PointOfInstantiation) ==
4018               P->Partial)
4019             Best = P;
4020         }
4021
4022         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
4023         // the others.
4024         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
4025                                                    PEnd = Matched.end();
4026              P != PEnd; ++P) {
4027           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
4028                                P->Partial, Best->Partial,
4029                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
4030             AmbiguousPartialSpec = true;
4031             break;
4032           }
4033         }
4034       }
4035
4036       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
4037       InstantiationPattern = Best->Partial;
4038       InstantiationArgs = Best->Args;
4039     } else {
4040       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
4041       //      from the primary template.
4042       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
4043     }
4044   }
4045
4046   // 2. Create the canonical declaration.
4047   // Note that we do not instantiate a definition until we see an odr-use
4048   // in DoMarkVarDeclReferenced().
4049   // FIXME: LateAttrs et al.?
4050   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
4051       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
4052       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
4053   if (!Decl)
4054     return true;
4055
4056   if (AmbiguousPartialSpec) {
4057     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
4058     Decl->setInvalidDecl();
4059     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
4060         << Decl;
4061
4062     // Print the matching partial specializations.
4063     for (MatchResult P : Matched)
4064       Diag(P.Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
4065           << getTemplateArgumentBindingsText(P.Partial->getTemplateParameters(),
4066                                              *P.Args);
4067     return true;
4068   }
4069
4070   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
4071           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
4072     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
4073
4074   checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Decl);
4075
4076   assert(Decl && "No variable template specialization?");
4077   return Decl;
4078 }
4079
4080 ExprResult
4081 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
4082                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
4083                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4084                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4085
4086   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
4087                                        *TemplateArgs);
4088   if (Decl.isInvalid())
4089     return ExprError();
4090
4091   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
4092   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
4093     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
4094                                        NameInfo.getLoc());
4095
4096   // Build an ordinary singleton decl ref.
4097   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
4098                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
4099 }
4100
4101 void Sema::diagnoseMissingTemplateArguments(TemplateName Name,
4102                                             SourceLocation Loc) {
4103   Diag(Loc, diag::err_template_missing_args)
4104     << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(Name) << Name;
4105   if (TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl()) {
4106     Diag(TD->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4107       << TD->getTemplateParameters()->getSourceRange();
4108   }
4109 }
4110
4111 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
4112                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
4113                                      LookupResult &R,
4114                                      bool RequiresADL,
4115                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4116   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
4117   // template arguments that we have against the template name, if the template
4118   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
4119   // though.
4120   // foo<int> could identify a single function unambiguously
4121   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
4122   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
4123   // i.e., template<class T> void f(double);
4124   //       vs template<class T, class U> void f(U);
4125
4126   // These should be filtered out by our callers.
4127   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
4128   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
4129
4130   // Non-function templates require a template argument list.
4131   if (auto *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>()) {
4132     if (!TemplateArgs && !isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
4133       diagnoseMissingTemplateArguments(TemplateName(TD), R.getNameLoc());
4134       return ExprError();
4135     }
4136   }
4137
4138   auto AnyDependentArguments = [&]() -> bool {
4139     bool InstantiationDependent;
4140     return TemplateArgs &&
4141            TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
4142                *TemplateArgs, InstantiationDependent);
4143   };
4144
4145   // In C++1y, check variable template ids.
4146   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() && !AnyDependentArguments()) {
4147     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
4148                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
4149                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
4150   }
4151
4152   // We don't want lookup warnings at this point.
4153   R.suppressDiagnostics();
4154
4155   UnresolvedLookupExpr *ULE
4156     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
4157                                    SS.getWithLocInContext(Context),
4158                                    TemplateKWLoc,
4159                                    R.getLookupNameInfo(),
4160                                    RequiresADL, TemplateArgs,
4161                                    R.begin(), R.end());
4162
4163   return ULE;
4164 }
4165
4166 // We actually only call this from template instantiation.
4167 ExprResult
4168 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
4169                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
4170                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
4171                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4172
4173   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
4174   DeclContext *DC;
4175   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
4176       DC->isDependentContext() ||
4177       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
4178     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
4179
4180   bool MemberOfUnknownSpecialization;
4181   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4182   if (LookupTemplateName(R, (Scope *)nullptr, SS, QualType(),
4183                          /*Entering*/false, MemberOfUnknownSpecialization,
4184                          TemplateKWLoc))
4185     return ExprError();
4186
4187   if (R.isAmbiguous())
4188     return ExprError();
4189
4190   if (R.empty()) {
4191     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_no_member)
4192       << NameInfo.getName() << DC << SS.getRange();
4193     return ExprError();
4194   }
4195
4196   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
4197     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
4198       << SS.getScopeRep()
4199       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
4200     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
4201     return ExprError();
4202   }
4203
4204   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
4205 }
4206
4207 /// Form a dependent template name.
4208 ///
4209 /// This action forms a dependent template name given the template
4210 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
4211 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
4212 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
4213 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
4214 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
4215                                                   CXXScopeSpec &SS,
4216                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
4217                                                   const UnqualifiedId &Name,
4218                                                   ParsedType ObjectType,
4219                                                   bool EnteringContext,
4220                                                   TemplateTy &Result,
4221                                                   bool AllowInjectedClassName) {
4222   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
4223     Diag(TemplateKWLoc,
4224          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4225            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
4226            diag::ext_template_outside_of_template)
4227       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
4228
4229   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
4230   if (SS.isSet())
4231     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
4232   if (!LookupCtx && ObjectType)
4233     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
4234   if (LookupCtx) {
4235     // C++0x [temp.names]p5:
4236     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
4237     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
4238     //   template may not be applied to non-template members of class
4239     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
4240     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
4241     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
4242     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
4243     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
4244     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
4245     //
4246     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
4247     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
4248     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
4249     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
4250     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
4251     bool MemberOfUnknownSpecialization;
4252     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
4253                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
4254                                           MemberOfUnknownSpecialization);
4255     if (TNK == TNK_Non_template && MemberOfUnknownSpecialization) {
4256       // This is a dependent template. Handle it below.
4257     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
4258       // Do the lookup again to determine if this is a "nothing found" case or
4259       // a "not a template" case. FIXME: Refactor isTemplateName so we don't
4260       // need to do this.
4261       DeclarationNameInfo DNI = GetNameFromUnqualifiedId(Name);
4262       LookupResult R(*this, DNI.getName(), Name.getBeginLoc(),
4263                      LookupOrdinaryName);
4264       bool MOUS;
4265       if (!LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType.get(), EnteringContext,
4266                               MOUS, TemplateKWLoc))
4267         Diag(Name.getBeginLoc(), diag::err_no_member)
4268             << DNI.getName() << LookupCtx << SS.getRange();
4269       return TNK_Non_template;
4270     } else {
4271       // We found something; return it.
4272       auto *LookupRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
4273       if (!AllowInjectedClassName && SS.isSet() && LookupRD &&
4274           Name.getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_Identifier &&
4275           Name.Identifier && LookupRD->getIdentifier() == Name.Identifier) {
4276         // C++14 [class.qual]p2:
4277         //   In a lookup in which function names are not ignored and the
4278         //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
4279         //   [...] is the injected-class-name of C, [...] the name is instead
4280         //   considered to name the constructor
4281         //
4282         // We don't get here if naming the constructor would be valid, so we
4283         // just reject immediately and recover by treating the
4284         // injected-class-name as naming the template.
4285         Diag(Name.getBeginLoc(),
4286              diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
4287             << Name.Identifier
4288             << 0 /*injected-class-name used as template name*/
4289             << 1 /*'template' keyword was used*/;
4290       }
4291       return TNK;
4292     }
4293   }
4294
4295   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
4296
4297   switch (Name.getKind()) {
4298   case UnqualifiedIdKind::IK_Identifier:
4299     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4300                                                               Name.Identifier));
4301     return TNK_Dependent_template_name;
4302
4303   case UnqualifiedIdKind::IK_OperatorFunctionId:
4304     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4305                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
4306     return TNK_Function_template;
4307
4308   case UnqualifiedIdKind::IK_LiteralOperatorId:
4309     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
4310
4311   default:
4312     break;
4313   }
4314
4315   Diag(Name.getBeginLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4316       << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName() << Name.getSourceRange()
4317       << TemplateKWLoc;
4318   return TNK_Non_template;
4319 }
4320
4321 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4322                                      TemplateArgumentLoc &AL,
4323                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4324   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
4325   QualType ArgType;
4326   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
4327
4328   // Check template type parameter.
4329   switch(Arg.getKind()) {
4330   case TemplateArgument::Type:
4331     // C++ [temp.arg.type]p1:
4332     //   A template-argument for a template-parameter which is a
4333     //   type shall be a type-id.
4334     ArgType = Arg.getAsType();
4335     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
4336     break;
4337   case TemplateArgument::Template:
4338   case TemplateArgument::TemplateExpansion: {
4339     // We have a template type parameter but the template argument
4340     // is a template without any arguments.
4341     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4342     TemplateName Name = Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern();
4343     diagnoseMissingTemplateArguments(Name, SR.getEnd());
4344     return true;
4345   }
4346   case TemplateArgument::Expression: {
4347     // We have a template type parameter but the template argument is an
4348     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
4349     CXXScopeSpec SS;
4350     DeclarationNameInfo NameInfo;
4351
4352     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4353       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4354       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4355     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
4356                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4357       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4358       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4359     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
4360                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4361       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
4362         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4363         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
4364       }
4365     }
4366
4367     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
4368       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4369       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
4370
4371       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
4372           Result.getResultKind() ==
4373               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
4374         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
4375         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
4376         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
4377                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
4378                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
4379             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
4380         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4381
4382         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
4383         // already have.
4384         ArgType =
4385             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
4386         TypeLocBuilder TLB;
4387         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
4388         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
4389         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
4390         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
4391         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
4392
4393         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
4394         // properly.
4395         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
4396                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
4397
4398         break;
4399       }
4400     }
4401     // fallthrough
4402     LLVM_FALLTHROUGH;
4403   }
4404   default: {
4405     // We have a template type parameter but the template argument
4406     // is not a type.
4407     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4408     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
4409     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4410
4411     return true;
4412   }
4413   }
4414
4415   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
4416     return true;
4417
4418   // Add the converted template type argument.
4419   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
4420
4421   // Objective-C ARC:
4422   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
4423   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
4424   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
4425       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
4426       !ArgType.getObjCLifetime()) {
4427     Qualifiers Qs;
4428     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
4429     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
4430   }
4431
4432   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
4433   return false;
4434 }
4435
4436 /// Substitute template arguments into the default template argument for
4437 /// the given template type parameter.
4438 ///
4439 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4440 /// the substitution.
4441 ///
4442 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4443 /// for.
4444 ///
4445 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4446 /// template-id we are checking.
4447 ///
4448 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4449 /// terminates the template-id.
4450 ///
4451 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4452 /// substituting into.
4453 ///
4454 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4455 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4456 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4457 static TypeSourceInfo *
4458 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4459                              TemplateDecl *Template,
4460                              SourceLocation TemplateLoc,
4461                              SourceLocation RAngleLoc,
4462                              TemplateTypeParmDecl *Param,
4463                              SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4464   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
4465
4466   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
4467   // on the previously-computed template arguments.
4468   if (ArgType->getType()->isInstantiationDependentType()) {
4469     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4470                                      Param, Template, Converted,
4471                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4472     if (Inst.isInvalid())
4473       return nullptr;
4474
4475     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4476
4477     // Only substitute for the innermost template argument list.
4478     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4479     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4480     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4481       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4482
4483     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4484     ArgType =
4485         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
4486                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
4487   }
4488
4489   return ArgType;
4490 }
4491
4492 /// Substitute template arguments into the default template argument for
4493 /// the given non-type template parameter.
4494 ///
4495 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4496 /// the substitution.
4497 ///
4498 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4499 /// for.
4500 ///
4501 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4502 /// template-id we are checking.
4503 ///
4504 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4505 /// terminates the template-id.
4506 ///
4507 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
4508 /// substituting into.
4509 ///
4510 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4511 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4512 ///
4513 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4514 static ExprResult
4515 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4516                              TemplateDecl *Template,
4517                              SourceLocation TemplateLoc,
4518                              SourceLocation RAngleLoc,
4519                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4520                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4521   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4522                                    Param, Template, Converted,
4523                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4524   if (Inst.isInvalid())
4525     return ExprError();
4526
4527   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4528
4529   // Only substitute for the innermost template argument list.
4530   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4531   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4532   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4533     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4534
4535   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
4536       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
4537   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
4538 }
4539
4540 /// Substitute template arguments into the default template argument for
4541 /// the given template template parameter.
4542 ///
4543 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4544 /// the substitution.
4545 ///
4546 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4547 /// for.
4548 ///
4549 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4550 /// template-id we are checking.
4551 ///
4552 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4553 /// terminates the template-id.
4554 ///
4555 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4556 /// substituting into.
4557 ///
4558 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4559 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4560 ///
4561 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
4562 /// source-location information) that precedes the template name.
4563 ///
4564 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4565 static TemplateName
4566 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4567                              TemplateDecl *Template,
4568                              SourceLocation TemplateLoc,
4569                              SourceLocation RAngleLoc,
4570                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
4571                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4572                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
4573   Sema::InstantiatingTemplate Inst(
4574       SemaRef, TemplateLoc, TemplateParameter(Param), Template, Converted,
4575       SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4576   if (Inst.isInvalid())
4577     return TemplateName();
4578
4579   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4580
4581   // Only substitute for the innermost template argument list.
4582   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4583   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4584   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4585     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4586
4587   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4588   // Substitute into the nested-name-specifier first,
4589   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
4590   if (QualifierLoc) {
4591     QualifierLoc =
4592         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
4593     if (!QualifierLoc)
4594       return TemplateName();
4595   }
4596
4597   return SemaRef.SubstTemplateName(
4598              QualifierLoc,
4599              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
4600              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
4601              TemplateArgLists);
4602 }
4603
4604 /// If the given template parameter has a default template
4605 /// argument, substitute into that default template argument and
4606 /// return the corresponding template argument.
4607 TemplateArgumentLoc
4608 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
4609                                               SourceLocation TemplateLoc,
4610                                               SourceLocation RAngleLoc,
4611                                               Decl *Param,
4612                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
4613                                                 &Converted,
4614                                               bool &HasDefaultArg) {
4615   HasDefaultArg = false;
4616
4617   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
4618     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
4619       return TemplateArgumentLoc();
4620
4621     HasDefaultArg = true;
4622     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4623                                                       TemplateLoc,
4624                                                       RAngleLoc,
4625                                                       TypeParm,
4626                                                       Converted);
4627     if (DI)
4628       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
4629
4630     return TemplateArgumentLoc();
4631   }
4632
4633   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
4634         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4635     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
4636       return TemplateArgumentLoc();
4637
4638     HasDefaultArg = true;
4639     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4640                                                   TemplateLoc,
4641                                                   RAngleLoc,
4642                                                   NonTypeParm,
4643                                                   Converted);
4644     if (Arg.isInvalid())
4645       return TemplateArgumentLoc();
4646
4647     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
4648     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
4649   }
4650
4651   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
4652     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4653   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
4654     return TemplateArgumentLoc();
4655
4656   HasDefaultArg = true;
4657   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4658   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4659                                                     TemplateLoc,
4660                                                     RAngleLoc,
4661                                                     TempTempParm,
4662                                                     Converted,
4663                                                     QualifierLoc);
4664   if (TName.isNull())
4665     return TemplateArgumentLoc();
4666
4667   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
4668                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
4669                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4670 }
4671
4672 /// Convert a template-argument that we parsed as a type into a template, if
4673 /// possible. C++ permits injected-class-names to perform dual service as
4674 /// template template arguments and as template type arguments.
4675 static TemplateArgumentLoc convertTypeTemplateArgumentToTemplate(TypeLoc TLoc) {
4676   // Extract and step over any surrounding nested-name-specifier.
4677   NestedNameSpecifierLoc QualLoc;
4678   if (auto ETLoc = TLoc.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
4679     if (ETLoc.getTypePtr()->getKeyword() != ETK_None)
4680       return TemplateArgumentLoc();
4681
4682     QualLoc = ETLoc.getQualifierLoc();
4683     TLoc = ETLoc.getNamedTypeLoc();
4684   }
4685
4686   // If this type was written as an injected-class-name, it can be used as a
4687   // template template argument.
4688   if (auto InjLoc = TLoc.getAs<InjectedClassNameTypeLoc>())
4689     return TemplateArgumentLoc(InjLoc.getTypePtr()->getTemplateName(),
4690                                QualLoc, InjLoc.getNameLoc());
4691
4692   // If this type was written as an injected-class-name, it may have been
4693   // converted to a RecordType during instantiation. If the RecordType is
4694   // *not* wrapped in a TemplateSpecializationType and denotes a class
4695   // template specialization, it must have come from an injected-class-name.
4696   if (auto RecLoc = TLoc.getAs<RecordTypeLoc>())
4697     if (auto *CTSD =
4698             dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RecLoc.getDecl()))
4699       return TemplateArgumentLoc(TemplateName(CTSD->getSpecializedTemplate()),
4700                                  QualLoc, RecLoc.getNameLoc());
4701
4702   return TemplateArgumentLoc();
4703 }
4704
4705 /// Check that the given template argument corresponds to the given
4706 /// template parameter.
4707 ///
4708 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
4709 /// checked.
4710 ///
4711 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
4712 ///
4713 /// \param Template The template in which the template argument resides.
4714 ///
4715 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
4716 /// whose argument list we're matching.
4717 ///
4718 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
4719 /// the template argument list.
4720 ///
4721 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
4722 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
4723 ///
4724 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
4725 /// end of this small vector.
4726 ///
4727 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
4728 /// explicitly written, deduced, etc.
4729 ///
4730 /// \returns true on error, false otherwise.
4731 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
4732                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
4733                                  NamedDecl *Template,
4734                                  SourceLocation TemplateLoc,
4735                                  SourceLocation RAngleLoc,
4736                                  unsigned ArgumentPackIndex,
4737                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4738                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4739   // Check template type parameters.
4740   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
4741     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
4742
4743   // Check non-type template parameters.
4744   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4745     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
4746     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
4747     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
4748     QualType NTTPType = NTTP->getType();
4749     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
4750       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
4751
4752     // FIXME: Do we need to substitute into parameters here if they're
4753     // instantiation-dependent but not dependent?
4754     if (NTTPType->isDependentType() &&
4755         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
4756         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
4757       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
4758       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4759                                  NTTP, Converted,
4760                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4761       if (Inst.isInvalid())
4762         return true;
4763
4764       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
4765                                         Converted);
4766       NTTPType = SubstType(NTTPType,
4767                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
4768                            NTTP->getLocation(),
4769                            NTTP->getDeclName());
4770       // If that worked, check the non-type template parameter type
4771       // for validity.
4772       if (!NTTPType.isNull())
4773         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
4774                                                      NTTP->getLocation());
4775       if (NTTPType.isNull())
4776         return true;
4777     }
4778
4779     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4780     case TemplateArgument::Null:
4781       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4782
4783     case TemplateArgument::Expression: {
4784       TemplateArgument Result;
4785       unsigned CurSFINAEErrors = NumSFINAEErrors;
4786       ExprResult Res =
4787         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
4788                               Result, CTAK);
4789       if (Res.isInvalid())
4790         return true;
4791       // If the current template argument causes an error, give up now.
4792       if (CurSFINAEErrors < NumSFINAEErrors)
4793         return true;
4794
4795       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
4796       // old expression in the template argument.
4797       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
4798         TemplateArgument TA(Res.get());
4799         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
4800       }
4801
4802       Converted.push_back(Result);
4803       break;
4804     }
4805
4806     case TemplateArgument::Declaration:
4807     case TemplateArgument::Integral:
4808     case TemplateArgument::NullPtr:
4809       // We've already checked this template argument, so just copy
4810       // it to the list of converted arguments.
4811       Converted.push_back(Arg.getArgument());
4812       break;
4813
4814     case TemplateArgument::Template:
4815     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4816       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
4817       // see below.
4818       if (DependentTemplateName *DTN
4819             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
4820                                               .getAsDependentTemplateName()) {
4821         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
4822         // parsed as a template template argument. However, since we now
4823         // know that we need a non-type template argument, convert this
4824         // template name into an expression.
4825
4826         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
4827                                      Arg.getTemplateNameLoc());
4828
4829         CXXScopeSpec SS;
4830         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
4831         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
4832         // so it was provided with a template keyword. However, its source
4833         // location is not stored in the template argument structure.
4834         SourceLocation TemplateKWLoc;
4835         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
4836             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
4837             nullptr);
4838
4839         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
4840         // pack expansion expression.
4841         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
4842           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
4843           if (E.isInvalid())
4844             return true;
4845         }
4846
4847         TemplateArgument Result;
4848         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
4849         if (E.isInvalid())
4850           return true;
4851
4852         Converted.push_back(Result);
4853         break;
4854       }
4855
4856       // We have a template argument that actually does refer to a class
4857       // template, alias template, or template template parameter, and
4858       // therefore cannot be a non-type template argument.
4859       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
4860         << Arg.getSourceRange();
4861
4862       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4863       return true;
4864
4865     case TemplateArgument::Type: {
4866       // We have a non-type template parameter but the template
4867       // argument is a type.
4868
4869       // C++ [temp.arg]p2:
4870       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
4871       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
4872       //   form of the corresponding template-parameter.
4873       //
4874       // We warn specifically about this case, since it can be rather
4875       // confusing for users.
4876       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
4877       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
4878       if (T->isFunctionType())
4879         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
4880       else
4881         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
4882       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4883       return true;
4884     }
4885
4886     case TemplateArgument::Pack:
4887       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4888     }
4889
4890     return false;
4891   }
4892
4893
4894   // Check template template parameters.
4895   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4896
4897   TemplateParameterList *Params = TempParm->getTemplateParameters();
4898   if (TempParm->isExpandedParameterPack())
4899     Params = TempParm->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
4900
4901   // Substitute into the template parameter list of the template
4902   // template parameter, since previously-supplied template arguments
4903   // may appear within the template template parameter.
4904   //
4905   // FIXME: Skip this if the parameters aren't instantiation-dependent.
4906   {
4907     // Set up a template instantiation context.
4908     LocalInstantiationScope Scope(*this);
4909     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4910                                TempParm, Converted,
4911                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4912     if (Inst.isInvalid())
4913       return true;
4914
4915     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4916     Params = SubstTemplateParams(Params, CurContext,
4917                                  MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs));
4918     if (!Params)
4919       return true;
4920   }
4921
4922   // C++1z [temp.local]p1: (DR1004)
4923   //   When [the injected-class-name] is used [...] as a template-argument for
4924   //   a template template-parameter [...] it refers to the class template
4925   //   itself.
4926   if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::Type) {
4927     TemplateArgumentLoc ConvertedArg = convertTypeTemplateArgumentToTemplate(
4928         Arg.getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
4929     if (!ConvertedArg.getArgument().isNull())
4930       Arg = ConvertedArg;
4931   }
4932
4933   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4934   case TemplateArgument::Null:
4935     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4936
4937   case TemplateArgument::Template:
4938   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4939     if (CheckTemplateTemplateArgument(Params, Arg))
4940       return true;
4941
4942     Converted.push_back(Arg.getArgument());
4943     break;
4944
4945   case TemplateArgument::Expression:
4946   case TemplateArgument::Type:
4947     // We have a template template parameter but the template
4948     // argument does not refer to a template.
4949     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
4950       << getLangOpts().CPlusPlus11;
4951     return true;
4952
4953   case TemplateArgument::Declaration:
4954     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
4955   case TemplateArgument::Integral:
4956     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
4957   case TemplateArgument::NullPtr:
4958     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
4959
4960   case TemplateArgument::Pack:
4961     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4962   }
4963
4964   return false;
4965 }
4966
4967 /// Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
4968 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
4969 ///
4970 /// \code
4971 /// template<typename ...Ts> struct A {
4972 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
4973 /// };
4974 /// \endcode
4975 ///
4976 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
4977 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
4978 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
4979   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4980         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4981     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
4982       return NTTP->getNumExpansionTypes();
4983   }
4984
4985   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
4986         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
4987     if (TTP->isExpandedParameterPack())
4988       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
4989   }
4990
4991   return None;
4992 }
4993
4994 /// Diagnose a missing template argument.
4995 template<typename TemplateParmDecl>
4996 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
4997                                     TemplateDecl *TD,
4998                                     const TemplateParmDecl *D,
4999                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
5000   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
5001   // declarations of the template that are more recent than TD.
5002   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
5003                                  ->getTemplateParameters()
5004                                  ->getParam(D->getIndex()));
5005
5006   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
5007   // missing a module import.
5008   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
5009   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
5010     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
5011                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
5012                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
5013                             /*Recover*/true);
5014     return true;
5015   }
5016
5017   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
5018   // diagnose that it was declared too late.
5019
5020   TemplateParameterList *Params = TD->getTemplateParameters();
5021
5022   S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
5023     << /*not enough args*/0
5024     << (int)S.getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(TD))
5025     << TD;
5026   S.Diag(TD->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
5027     << Params->getSourceRange();
5028   return true;
5029 }
5030
5031 /// Check that the given template argument list is well-formed
5032 /// for specializing the given template.
5033 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(
5034     TemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
5035     TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs, bool PartialTemplateArgs,
5036     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
5037     bool UpdateArgsWithConversions) {
5038   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
5039   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
5040   // template.
5041   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
5042
5043   // Make sure we get the template parameter list from the most
5044   // recentdeclaration, since that is the only one that has is guaranteed to
5045   // have all the default template argument information.
5046   TemplateParameterList *Params =
5047       cast<TemplateDecl>(Template->getMostRecentDecl())
5048           ->getTemplateParameters();
5049
5050   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
5051
5052   // C++ [temp.arg]p1:
5053   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
5054   //   a template-id shall match the type and form specified for the
5055   //   corresponding parameter declared by the template in its
5056   //   template-parameter-list.
5057   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
5058   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
5059   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
5060   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
5061   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
5062                                        ParamEnd = Params->end();
5063        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
5064     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
5065     // many arguments.
5066     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
5067       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
5068         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
5069         // them to the list.
5070         Converted.push_back(
5071             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
5072         ArgumentPack.clear();
5073
5074         // This argument is assigned to the next parameter.
5075         ++Param;
5076         continue;
5077       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
5078         // Not enough arguments for this parameter pack.
5079         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
5080           << /*not enough args*/0
5081           << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
5082           << Template;
5083         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
5084           << Params->getSourceRange();
5085         return true;
5086       }
5087     }
5088
5089     if (ArgIdx < NumArgs) {
5090       // Check the template argument we were given.
5091       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
5092                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
5093                                 ArgumentPack.size(), Converted))
5094         return true;
5095
5096       bool PackExpansionIntoNonPack =
5097           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
5098           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
5099       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
5100         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
5101         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
5102         // can't be canonicalized, so reject it now.
5103         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
5104              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
5105           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
5106         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5107         return true;
5108       }
5109
5110       // We're now done with this argument.
5111       ++ArgIdx;
5112
5113       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
5114         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
5115         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
5116         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
5117         // arguments.
5118         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
5119       } else {
5120         // Move to the next template parameter.
5121         ++Param;
5122       }
5123
5124       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
5125       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
5126       // match up with.
5127       if (PackExpansionIntoNonPack) {
5128         if (!ArgumentPack.empty()) {
5129           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
5130           // fall back to just producing individual arguments.
5131           Converted.insert(Converted.end(),
5132                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
5133           ArgumentPack.clear();
5134         }
5135
5136         while (ArgIdx < NumArgs) {
5137           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
5138           ++ArgIdx;
5139         }
5140
5141         return false;
5142       }
5143
5144       continue;
5145     }
5146
5147     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
5148     if (PartialTemplateArgs) {
5149       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
5150         Converted.push_back(
5151             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
5152
5153       return false;
5154     }
5155
5156     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
5157     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
5158     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
5159       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
5160              "Should have dealt with this already");
5161
5162       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
5163       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
5164       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
5165       if (Param + 1 != ParamEnd)
5166         return true;
5167
5168       Converted.push_back(
5169           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
5170       ArgumentPack.clear();
5171
5172       ++Param;
5173       continue;
5174     }
5175
5176     // Check whether we have a default argument.
5177     TemplateArgumentLoc Arg;
5178
5179     // Retrieve the default template argument from the template
5180     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
5181     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
5182     // (when the template parameter was part of a nested template) into
5183     // the default argument.
5184     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
5185       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
5186         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
5187                                        NewArgs);
5188
5189       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
5190                                                              Template,
5191                                                              TemplateLoc,
5192                                                              RAngleLoc,
5193                                                              TTP,
5194                                                              Converted);
5195       if (!ArgType)
5196         return true;
5197
5198       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
5199                                 ArgType);
5200     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
5201                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
5202       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
5203         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
5204                                        NewArgs);
5205
5206       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
5207                                                               TemplateLoc,
5208                                                               RAngleLoc,
5209                                                               NTTP,
5210                                                               Converted);
5211       if (E.isInvalid())
5212         return true;
5213
5214       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
5215       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
5216     } else {
5217       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
5218         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
5219
5220       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
5221         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
5222                                        NewArgs);
5223
5224       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
5225       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
5226                                                        TemplateLoc,
5227                                                        RAngleLoc,
5228                                                        TempParm,
5229                                                        Converted,
5230                                                        QualifierLoc);
5231       if (Name.isNull())
5232         return true;
5233
5234       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
5235                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
5236     }
5237
5238     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
5239     // the default template argument. We're not actually instantiating a
5240     // template here, we just create this object to put a note into the
5241     // context stack.
5242     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
5243                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
5244     if (Inst.isInvalid())
5245       return true;
5246
5247     // Check the default template argument.
5248     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
5249                               RAngleLoc, 0, Converted))
5250       return true;
5251
5252     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
5253     // parameter, keep track of the default template arguments from the
5254     // template definition.
5255     if (isTemplateTemplateParameter)
5256       NewArgs.addArgument(Arg);
5257
5258     // Move to the next template parameter and argument.
5259     ++Param;
5260     ++ArgIdx;
5261   }
5262
5263   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
5264   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
5265   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
5266   // still dependent).
5267   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
5268       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
5269     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
5270       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
5271   }
5272
5273   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
5274   // Complain and fail.
5275   if (ArgIdx < NumArgs) {
5276     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
5277         << /*too many args*/1
5278         << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
5279         << Template
5280         << SourceRange(NewArgs[ArgIdx].getLocation(), NewArgs.getRAngleLoc());
5281     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
5282         << Params->getSourceRange();
5283     return true;
5284   }
5285
5286   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
5287   // to caller.
5288   if (UpdateArgsWithConversions)
5289     TemplateArgs = std::move(NewArgs);
5290
5291   return false;
5292 }
5293
5294 namespace {
5295   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
5296     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
5297   {
5298     Sema &S;
5299     SourceRange SR;
5300
5301     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
5302
5303   public:
5304     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
5305
5306     bool Visit(QualType T) {
5307       return T.isNull() ? false : inherited::Visit(T.getTypePtr());
5308     }
5309
5310 #define TYPE(Class, Parent) \
5311     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
5312 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
5313     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5314 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
5315     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5316 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
5317
5318     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
5319     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
5320   };
5321 } // end anonymous namespace
5322
5323 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
5324   return false;
5325 }
5326
5327 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
5328   return Visit(T->getElementType());
5329 }
5330
5331 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
5332   return Visit(T->getPointeeType());
5333 }
5334
5335 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
5336                                                     const BlockPointerType* T) {
5337   return Visit(T->getPointeeType());
5338 }
5339
5340 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
5341                                                 const LValueReferenceType* T) {
5342   return Visit(T->getPointeeType());
5343 }
5344
5345 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
5346                                                 const RValueReferenceType* T) {
5347   return Visit(T->getPointeeType());
5348 }
5349
5350 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
5351                                                   const MemberPointerType* T) {
5352   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
5353 }
5354
5355 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
5356                                                   const ConstantArrayType* T) {
5357   return Visit(T->getElementType());
5358 }
5359
5360 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
5361                                                  const IncompleteArrayType* T) {
5362   return Visit(T->getElementType());
5363 }
5364
5365 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
5366                                                    const VariableArrayType* T) {
5367   return Visit(T->getElementType());
5368 }
5369
5370 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
5371                                             const DependentSizedArrayType* T) {
5372   return Visit(T->getElementType());
5373 }
5374
5375 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
5376                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
5377   return Visit(T->getElementType());
5378 }
5379
5380 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentAddressSpaceType(
5381     const DependentAddressSpaceType *T) {
5382   return Visit(T->getPointeeType());
5383 }
5384
5385 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
5386   return Visit(T->getElementType());
5387 }
5388
5389 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentVectorType(
5390     const DependentVectorType *T) {
5391   return Visit(T->getElementType());
5392 }
5393
5394 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
5395   return Visit(T->getElementType());
5396 }
5397
5398 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
5399                                                   const FunctionProtoType* T) {
5400   for (const auto &A : T->param_types()) {
5401     if (Visit(A))
5402       return true;
5403   }
5404
5405   return Visit(T->getReturnType());
5406 }
5407
5408 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
5409                                                const FunctionNoProtoType* T) {
5410   return Visit(T->getReturnType());
5411 }
5412
5413 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
5414                                                   const UnresolvedUsingType*) {
5415   return false;
5416 }
5417
5418 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
5419   return false;
5420 }
5421
5422 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
5423   return Visit(T->getUnderlyingType());
5424 }
5425
5426 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
5427   return false;
5428 }
5429
5430 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
5431                                                     const UnaryTransformType*) {
5432   return false;
5433 }
5434
5435 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
5436   return Visit(T->getDeducedType());
5437 }
5438
5439 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDeducedTemplateSpecializationType(
5440     const DeducedTemplateSpecializationType *T) {
5441   return Visit(T->getDeducedType());
5442 }
5443
5444 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
5445   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5446 }
5447
5448 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
5449   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5450 }
5451
5452 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
5453                                                  const TemplateTypeParmType*) {
5454   return false;
5455 }
5456
5457 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
5458                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
5459   return false;
5460 }
5461
5462 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
5463                                             const TemplateSpecializationType*) {
5464   return false;
5465 }
5466
5467 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
5468                                               const InjectedClassNameType* T) {
5469   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5470 }
5471
5472 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
5473                                                    const DependentNameType* T) {
5474   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5475 }
5476
5477 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
5478                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
5479   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5480 }
5481
5482 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
5483                                                    const PackExpansionType* T) {
5484   return Visit(T->getPattern());
5485 }
5486
5487 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
5488   return false;
5489 }
5490
5491 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
5492                                                    const ObjCInterfaceType *) {
5493   return false;
5494 }
5495
5496 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
5497                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
5498   return false;
5499 }
5500
5501 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
5502   return Visit(T->getValueType());
5503 }
5504
5505 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
5506   return false;
5507 }
5508
5509 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
5510   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5511     S.Diag(SR.getBegin(),
5512            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5513              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
5514              diag::ext_template_arg_local_type)
5515       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
5516     return true;
5517   }
5518
5519   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
5520     S.Diag(SR.getBegin(),
5521            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5522              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
5523              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
5524     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
5525     return true;
5526   }
5527
5528   return false;
5529 }
5530
5531 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
5532                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
5533   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
5534     return true;
5535
5536   switch (NNS->getKind()) {
5537   case NestedNameSpecifier::Identifier:
5538   case NestedNameSpecifier::Namespace:
5539   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
5540   case NestedNameSpecifier::Global:
5541   case NestedNameSpecifier::Super:
5542     return false;
5543
5544   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
5545   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
5546     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
5547   }
5548   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
5549 }
5550
5551 /// Check a template argument against its corresponding
5552 /// template type parameter.
5553 ///
5554 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
5555 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
5556 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
5557                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
5558   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
5559   QualType Arg = ArgInfo->getType();
5560   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
5561
5562   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
5563     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
5564   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
5565     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
5566   }
5567
5568   // C++03 [temp.arg.type]p2:
5569   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
5570   //   compounded from any of these types shall not be used as a
5571   //   template-argument for a template type-parameter.
5572   //
5573   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
5574   // a warning.
5575   if (LangOpts.CPlusPlus11 || Arg->hasUnnamedOrLocalType()) {
5576     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
5577     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
5578   }
5579
5580   return false;
5581 }
5582
5583 enum NullPointerValueKind {
5584   NPV_NotNullPointer,
5585   NPV_NullPointer,
5586   NPV_Error
5587 };
5588
5589 /// Determine whether the given template argument is a null pointer
5590 /// value of the appropriate type.
5591 static NullPointerValueKind
5592 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5593                                    QualType ParamType, Expr *Arg,
5594                                    Decl *Entity = nullptr) {
5595   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
5596     return NPV_NotNullPointer;
5597
5598   // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
5599   // arguments.
5600   if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
5601     return NPV_NotNullPointer;
5602
5603   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
5604     llvm_unreachable(
5605         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
5606
5607   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5608     return NPV_NotNullPointer;
5609
5610   // Determine whether we have a constant expression.
5611   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
5612   if (ArgRV.isInvalid())
5613     return NPV_Error;
5614   Arg = ArgRV.get();
5615
5616   Expr::EvalResult EvalResult;
5617   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
5618   EvalResult.Diag = &Notes;
5619   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
5620       EvalResult.HasSideEffects) {
5621     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
5622
5623     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
5624     // the caret at its location rather than producing an essentially
5625     // redundant note.
5626     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
5627         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
5628       DiagLoc = Notes[0].first;
5629       Notes.clear();
5630     }
5631
5632     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
5633       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5634     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
5635       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
5636
5637     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5638     return NPV_Error;
5639   }
5640
5641   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
5642   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
5643   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
5644     return NPV_NullPointer;
5645
5646   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
5647   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
5648   //     (4.11); or
5649   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
5650       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
5651        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
5652     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
5653     bool ObjCLifetimeConversion;
5654     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
5655         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
5656                                      ObjCLifetimeConversion))
5657       return NPV_NullPointer;
5658
5659     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
5660     // then recover as if the types were correct.
5661     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
5662       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5663     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5664     return NPV_NullPointer;
5665   }
5666
5667   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
5668   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
5669   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
5670     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
5671     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
5672         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getBeginLoc(), Code)
5673         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getEndLoc()),
5674                                       ")");
5675     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5676     return NPV_NullPointer;
5677   }
5678
5679   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
5680   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
5681   // be interpreted by the caller.
5682   return NPV_NotNullPointer;
5683 }
5684
5685 /// Checks whether the given template argument is compatible with its
5686 /// template parameter.
5687 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
5688     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
5689     Expr *Arg, QualType ArgType) {
5690   bool ObjCLifetimeConversion;
5691   if (ParamType->isPointerType() &&
5692       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
5693       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
5694                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5695     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
5696     // permitted.
5697   } else {
5698     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5699       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
5700         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
5701         //   For a non-type template-parameter of type reference to
5702         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
5703         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5704         //   identical) type of the template- argument. The
5705         //   template-parameter is bound directly to the
5706         //   template-argument, which shall be an lvalue.
5707
5708         // FIXME: Other qualifiers?
5709         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
5710         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
5711
5712         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
5713           S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
5714                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
5715               << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5716           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5717           return true;
5718         }
5719       }
5720     }
5721
5722     // At this point, the template argument refers to an object or
5723     // function with external linkage. We now need to check whether the
5724     // argument and parameter types are compatible.
5725     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
5726                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
5727       // We can't perform this conversion or binding.
5728       if (ParamType->isReferenceType())
5729         S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
5730             << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
5731       else
5732         S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5733             << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5734       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5735       return true;
5736     }
5737   }
5738
5739   return false;
5740 }
5741
5742 /// Checks whether the given template argument is the address
5743 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5744 static bool
5745 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
5746                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5747                                                QualType ParamType,
5748                                                Expr *ArgIn,
5749                                                TemplateArgument &Converted) {
5750   bool Invalid = false;
5751   Expr *Arg = ArgIn;
5752   QualType ArgType = Arg->getType();
5753
5754   bool AddressTaken = false;
5755   SourceLocation AddrOpLoc;
5756   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5757     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
5758     // dereference and address-of operators.
5759     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
5760
5761     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
5762     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
5763     SourceLocation FirstOpLoc;
5764     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5765       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
5766       if (UnOpKind == UO_Deref)
5767         ExtWarnMSTemplateArg = true;
5768       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
5769         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
5770         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
5771           FirstOpKind = UnOpKind;
5772           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5773         }
5774       } else
5775         break;
5776     }
5777     if (FirstOpLoc.isValid()) {
5778       if (ExtWarnMSTemplateArg)
5779         S.Diag(ArgIn->getBeginLoc(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
5780             << ArgIn->getSourceRange();
5781
5782       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
5783         AddressTaken = true;
5784       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
5785         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
5786         // constant expression.
5787         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
5788         S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5789             << Arg->getSourceRange();
5790       }
5791     }
5792   } else {
5793     // See through any implicit casts we added to fix the type.
5794     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
5795
5796     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5797     //
5798     //   A template-argument for a non-type, non-template
5799     //   template-parameter shall be one of: [...]
5800     //
5801     //     -- the address of an object or function with external
5802     //        linkage, including function templates and function
5803     //        template-ids but excluding non-static class members,
5804     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
5805     //        the name refers to a function or array, or if the
5806     //        corresponding template-parameter is a reference; or
5807
5808     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5809     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5810     bool ExtraParens = false;
5811     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5812       if (!Invalid && !ExtraParens) {
5813         S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
5814                S.getLangOpts().CPlusPlus11
5815                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
5816                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
5817             << Arg->getSourceRange();
5818         ExtraParens = true;
5819       }
5820
5821       Arg = Parens->getSubExpr();
5822     }
5823
5824     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5825                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5826       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5827
5828     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5829       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5830         Arg = UnOp->getSubExpr();
5831         AddressTaken = true;
5832         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5833       }
5834     }
5835
5836     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5837                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5838       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5839   }
5840
5841   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
5842   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5843
5844   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
5845   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
5846     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn,
5847                                                Entity)) {
5848     case NPV_NullPointer:
5849       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5850       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5851                                    /*isNullPtr=*/true);
5852       return false;
5853
5854     case NPV_Error:
5855       return true;
5856
5857     case NPV_NotNullPointer:
5858       break;
5859     }
5860   }
5861
5862   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
5863   // it should be checked when instantiated.
5864   if (Arg->isValueDependent()) {
5865     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5866     return false;
5867   }
5868
5869   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
5870     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
5871                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
5872       return true;
5873
5874     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5875     return false;
5876   }
5877
5878   if (!DRE) {
5879     S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5880         << Arg->getSourceRange();
5881     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5882     return true;
5883   }
5884
5885   // Cannot refer to non-static data members
5886   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
5887     S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_field)
5888         << Entity << Arg->getSourceRange();
5889     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5890     return true;
5891   }
5892
5893   // Cannot refer to non-static member functions
5894   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
5895     if (!Method->isStatic()) {
5896       S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_method)
5897           << Method << Arg->getSourceRange();
5898       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5899       return true;
5900     }
5901   }
5902
5903   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
5904   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
5905
5906   // A non-type template argument must refer to an object or function.
5907   if (!Func && !Var) {
5908     // We found something, but we don't know specifically what it is.
5909     S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
5910         << Arg->getSourceRange();
5911     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5912     return true;
5913   }
5914
5915   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
5916   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
5917     S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
5918            S.getLangOpts().CPlusPlus11
5919                ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal
5920                : diag::ext_template_arg_object_internal)
5921         << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5922     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5923       << !Func;
5924   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
5925     S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
5926         << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5927     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5928       << !Func;
5929     return true;
5930   }
5931
5932   if (Func) {
5933     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
5934     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
5935       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
5936     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
5937       // If we originally had an address-of operator, but the
5938       // parameter has reference type, complain and (if things look
5939       // like they will work) drop the address-of operator.
5940       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
5941                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5942         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5943           << ParamType;
5944         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5945         return true;
5946       }
5947
5948       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5949         << ParamType
5950         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5951       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5952
5953       ArgType = Func->getType();
5954     }
5955   } else {
5956     // A value of reference type is not an object.
5957     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
5958       S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_reference_var)
5959           << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
5960       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5961       return true;
5962     }
5963
5964     // A template argument must have static storage duration.
5965     if (Var->getTLSKind()) {
5966       S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_thread_local)
5967           << Arg->getSourceRange();
5968       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5969       return true;
5970     }
5971
5972     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
5973     // the address of this object.
5974     if (ParamType->isReferenceType()) {
5975       if (AddressTaken) {
5976         // If we originally had an address-of operator, but the
5977         // parameter has reference type, complain and (if things look
5978         // like they will work) drop the address-of operator.
5979         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
5980                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5981           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5982             << ParamType;
5983           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5984           return true;
5985         }
5986
5987         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5988           << ParamType
5989           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5990         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5991
5992         ArgType = Var->getType();
5993       }
5994     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
5995       if (Var->getType()->isArrayType()) {
5996         // Array-to-pointer decay.
5997         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
5998       } else {
5999         // If the template parameter has pointer type but the address of
6000         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
6001         // taking the address of the entity.
6002         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
6003         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
6004           S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_address_of)
6005               << ParamType;
6006           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6007           return true;
6008         }
6009
6010         S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_address_of)
6011             << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getBeginLoc(), "&");
6012
6013         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6014       }
6015     }
6016   }
6017
6018   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
6019                                                      Arg, ArgType))
6020     return true;
6021
6022   // Create the template argument.
6023   Converted =
6024       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
6025   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getBeginLoc(), Entity, false);
6026   return false;
6027 }
6028
6029 /// Checks whether the given template argument is a pointer to
6030 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
6031 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
6032                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
6033                                                  QualType ParamType,
6034                                                  Expr *&ResultArg,
6035                                                  TemplateArgument &Converted) {
6036   bool Invalid = false;
6037
6038   Expr *Arg = ResultArg;
6039   bool ObjCLifetimeConversion;
6040
6041   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6042   //
6043   //   A template-argument for a non-type, non-template
6044   //   template-parameter shall be one of: [...]
6045   //
6046   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
6047   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
6048
6049   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
6050   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
6051   bool ExtraParens = false;
6052   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
6053     if (!Invalid && !ExtraParens) {
6054       S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
6055              S.getLangOpts().CPlusPlus11
6056                  ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
6057                  : diag::ext_template_arg_extra_parens)
6058           << Arg->getSourceRange();
6059       ExtraParens = true;
6060     }
6061
6062     Arg = Parens->getSubExpr();
6063   }
6064
6065   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
6066            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
6067     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
6068
6069   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
6070   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
6071     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
6072       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
6073       if (DRE && !DRE->getQualifier())
6074         DRE = nullptr;
6075     }
6076   }
6077   // A constant of pointer-to-member type.
6078   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
6079     ValueDecl *VD = DRE->getDecl();
6080     if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
6081       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
6082         if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6083           Converted = TemplateArgument(Arg);
6084         } else {
6085           VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
6086           Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
6087         }
6088         return Invalid;
6089       }
6090     }
6091
6092     DRE = nullptr;
6093   }
6094
6095   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
6096
6097   // Check for a null pointer value.
6098   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ResultArg,
6099                                              Entity)) {
6100   case NPV_Error:
6101     return true;
6102   case NPV_NullPointer:
6103     S.Diag(ResultArg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6104     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
6105                                  /*isNullPtr*/true);
6106     return false;
6107   case NPV_NotNullPointer:
6108     break;
6109   }
6110
6111   if (S.IsQualificationConversion(ResultArg->getType(),
6112                                   ParamType.getNonReferenceType(), false,
6113                                   ObjCLifetimeConversion)) {
6114     ResultArg = S.ImpCastExprToType(ResultArg, ParamType, CK_NoOp,
6115                                     ResultArg->getValueKind())
6116                     .get();
6117   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(
6118                  ResultArg->getType(), ParamType.getNonReferenceType())) {
6119     // We can't perform this conversion.
6120     S.Diag(ResultArg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6121         << ResultArg->getType() << ParamType << ResultArg->getSourceRange();
6122     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6123     return true;
6124   }
6125
6126   if (!DRE)
6127     return S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
6128                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
6129            << Arg->getSourceRange();
6130
6131   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6132       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6133       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
6134     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6135             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6136             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
6137            "Only non-static member pointers can make it here");
6138
6139     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
6140     // a member pointer constant.
6141     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6142       Converted = TemplateArgument(Arg);
6143     } else {
6144       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
6145       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
6146     }
6147     return Invalid;
6148   }
6149
6150   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
6151   S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
6152       << Arg->getSourceRange();
6153   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
6154   return true;
6155 }
6156
6157 /// Check a template argument against its corresponding
6158 /// non-type template parameter.
6159 ///
6160 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
6161 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
6162 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
6163 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
6164 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
6165                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
6166                                        TemplateArgument &Converted,
6167                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
6168   SourceLocation StartLoc = Arg->getBeginLoc();
6169
6170   // If the parameter type somehow involves auto, deduce the type now.
6171   if (getLangOpts().CPlusPlus17 && ParamType->isUndeducedType()) {
6172     // During template argument deduction, we allow 'decltype(auto)' to
6173     // match an arbitrary dependent argument.
6174     // FIXME: The language rules don't say what happens in this case.
6175     // FIXME: We get an opaque dependent type out of decltype(auto) if the
6176     // expression is merely instantiation-dependent; is this enough?
6177     if (CTAK == CTAK_Deduced && Arg->isTypeDependent()) {
6178       auto *AT = dyn_cast<AutoType>(ParamType);
6179       if (AT && AT->isDecltypeAuto()) {
6180         Converted = TemplateArgument(Arg);
6181         return Arg;
6182       }
6183     }
6184
6185     // When checking a deduced template argument, deduce from its type even if
6186     // the type is dependent, in order to check the types of non-type template
6187     // arguments line up properly in partial ordering.
6188     Optional<unsigned> Depth;
6189     if (CTAK != CTAK_Specified)
6190       Depth = Param->getDepth() + 1;
6191     if (DeduceAutoType(
6192             Context.getTrivialTypeSourceInfo(ParamType, Param->getLocation()),
6193             Arg, ParamType, Depth) == DAR_Failed) {
6194       Diag(Arg->getExprLoc(),
6195            diag::err_non_type_template_parm_type_deduction_failure)
6196         << Param->getDeclName() << Param->getType() << Arg->getType()
6197         << Arg->getSourceRange();
6198       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6199       return ExprError();
6200     }
6201     // CheckNonTypeTemplateParameterType will produce a diagnostic if there's
6202     // an error. The error message normally references the parameter
6203     // declaration, but here we'll pass the argument location because that's
6204     // where the parameter type is deduced.
6205     ParamType = CheckNonTypeTemplateParameterType(ParamType, Arg->getExprLoc());
6206     if (ParamType.isNull()) {
6207       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6208       return ExprError();
6209     }
6210   }
6211
6212   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
6213   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
6214          "non-type template parameter type cannot be qualified");
6215
6216   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
6217       !Context.hasSameType(ParamType.getNonLValueExprType(Context),
6218                            Arg->getType())) {
6219     // FIXME: If either type is dependent, we skip the check. This isn't
6220     // correct, since during deduction we're supposed to have replaced each
6221     // template parameter with some unique (non-dependent) placeholder.
6222     // FIXME: If the argument type contains 'auto', we carry on and fail the
6223     // type check in order to force specific types to be more specialized than
6224     // 'auto'. It's not clear how partial ordering with 'auto' is supposed to
6225     // work.
6226     if ((ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) &&
6227         !Arg->getType()->getContainedAutoType()) {
6228       Converted = TemplateArgument(Arg);
6229       return Arg;
6230     }
6231     // FIXME: This attempts to implement C++ [temp.deduct.type]p17. Per DR1770,
6232     // we should actually be checking the type of the template argument in P,
6233     // not the type of the template argument deduced from A, against the
6234     // template parameter type.
6235     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
6236       << Arg->getType()
6237       << ParamType.getUnqualifiedType();
6238     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6239     return ExprError();
6240   }
6241
6242   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
6243   // type-dependent, there's nothing we can check now.
6244   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
6245     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
6246     Converted = TemplateArgument(Arg);
6247     return Arg;
6248   }
6249
6250   // The initialization of the parameter from the argument is
6251   // a constant-evaluated context.
6252   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
6253       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
6254
6255   if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
6256     // C++17 [temp.arg.nontype]p1:
6257     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
6258     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
6259     APValue Value;
6260     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
6261         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
6262     if (ArgResult.isInvalid())
6263       return ExprError();
6264
6265     // For a value-dependent argument, CheckConvertedConstantExpression is
6266     // permitted (and expected) to be unable to determine a value.
6267     if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6268       Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6269       return ArgResult;
6270     }
6271
6272     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6273
6274     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
6275     switch (Value.getKind()) {
6276     case APValue::Uninitialized:
6277       assert(ParamType->isNullPtrType());
6278       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6279       break;
6280     case APValue::Int:
6281       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
6282       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
6283       break;
6284     case APValue::MemberPointer: {
6285       assert(ParamType->isMemberPointerType());
6286
6287       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
6288       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
6289         Diag(Arg->getBeginLoc(),
6290              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
6291             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
6292             << Arg->getSourceRange();
6293         return ExprError();
6294       }
6295
6296       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
6297       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6298                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6299       break;
6300     }
6301     case APValue::LValue: {
6302       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
6303       //   the value of the constant expression shall not refer to
6304       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
6305              ParamType->isNullPtrType());
6306       // -- a temporary object
6307       // -- a string literal
6308       // -- the result of a typeid expression, or
6309       // -- a predefined __func__ variable
6310       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
6311         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
6312           Converted = TemplateArgument(ArgResult.get()->IgnoreImpCasts());
6313           break;
6314         }
6315         Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
6316             << Arg->getSourceRange();
6317         return ExprError();
6318       }
6319       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
6320           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
6321       // -- a subobject
6322       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
6323           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
6324           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
6325           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
6326         // Per defect report (no number yet):
6327         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
6328         //       object.
6329       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
6330                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
6331         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
6332           << Value.getAsString(Context, ParamType);
6333         return ExprError();
6334       }
6335       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
6336              "null reference should not be a constant expression");
6337       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
6338              "non-null value of type nullptr_t?");
6339       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6340                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6341       break;
6342     }
6343     case APValue::AddrLabelDiff:
6344       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
6345     case APValue::Float:
6346     case APValue::ComplexInt:
6347     case APValue::ComplexFloat:
6348     case APValue::Vector:
6349     case APValue::Array:
6350     case APValue::Struct:
6351     case APValue::Union:
6352       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
6353     }
6354
6355     return ArgResult.get();
6356   }
6357
6358   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
6359   //   The following conversions are performed on each expression used
6360   //   as a non-type template-argument. If a non-type
6361   //   template-argument cannot be converted to the type of the
6362   //   corresponding template-parameter then the program is
6363   //   ill-formed.
6364   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6365     // C++11:
6366     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6367     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
6368     //      constant expression are applied.
6369     //
6370     // C++98:
6371     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6372     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
6373     //      conversions (4.7) are applied.
6374
6375     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
6376       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6377       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
6378       //   shall be one of:
6379       //
6380       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
6381       //        type, a converted constant expression of the type of the
6382       //        template-parameter; or
6383       llvm::APSInt Value;
6384       ExprResult ArgResult =
6385         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
6386                                          CCEK_TemplateArg);
6387       if (ArgResult.isInvalid())
6388         return ExprError();
6389
6390       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
6391       if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6392         Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6393         return ArgResult;
6394       }
6395
6396       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
6397       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
6398       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
6399       QualType IntegerType = ParamType;
6400       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6401         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
6402       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
6403
6404       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6405                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
6406       return ArgResult;
6407     }
6408
6409     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
6410     if (ArgResult.isInvalid())
6411       return ExprError();
6412     Arg = ArgResult.get();
6413
6414     QualType ArgType = Arg->getType();
6415
6416     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6417     //   A template-argument for a non-type, non-template
6418     //   template-parameter shall be one of:
6419     //
6420     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
6421     //        type; or
6422     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
6423     llvm::APSInt Value;
6424     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6425       Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
6426           << ArgType << Arg->getSourceRange();
6427       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6428       return ExprError();
6429     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
6430       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
6431         QualType T;
6432
6433       public:
6434         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
6435
6436         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
6437                             SourceRange SR) override {
6438           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
6439         }
6440       } Diagnoser(ArgType);
6441
6442       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
6443                                             false).get();
6444       if (!Arg)
6445         return ExprError();
6446     }
6447
6448     // From here on out, all we care about is the unqualified form
6449     // of the argument type.
6450     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
6451
6452     // Try to convert the argument to the parameter's type.
6453     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
6454       // Okay: no conversion necessary
6455     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
6456       // This is an integral-to-boolean conversion.
6457       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
6458     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
6459                !ParamType->isEnumeralType()) {
6460       // This is an integral promotion or conversion.
6461       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
6462     } else {
6463       // We can't perform this conversion.
6464       Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6465           << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
6466       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6467       return ExprError();
6468     }
6469
6470     // Add the value of this argument to the list of converted
6471     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
6472     // parameter.
6473     if (Arg->isValueDependent()) {
6474       // The argument is value-dependent. Create a new
6475       // TemplateArgument with the converted expression.
6476       Converted = TemplateArgument(Arg);
6477       return Arg;
6478     }
6479
6480     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6481     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6482       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
6483
6484     if (ParamType->isBooleanType()) {
6485       // Value must be zero or one.
6486       Value = Value != 0;
6487       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6488       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6489         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6490       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6491     } else {
6492       llvm::APSInt OldValue = Value;
6493
6494       // Coerce the template argument's value to the value it will have
6495       // based on the template parameter's type.
6496       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6497       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6498         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6499       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6500
6501       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
6502       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
6503                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
6504         Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::warn_template_arg_negative)
6505             << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6506             << Arg->getSourceRange();
6507         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6508       }
6509
6510       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
6511       unsigned RequiredBits;
6512       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
6513         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
6514       else if (OldValue.isUnsigned())
6515         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
6516       else
6517         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
6518       if (RequiredBits > AllowedBits) {
6519         Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::warn_template_arg_too_large)
6520             << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6521             << Arg->getSourceRange();
6522         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6523       }
6524     }
6525
6526     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6527                                  ParamType->isEnumeralType()
6528                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
6529                                    : IntegerType);
6530     return Arg;
6531   }
6532
6533   QualType ArgType = Arg->getType();
6534   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
6535
6536   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
6537   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
6538   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6539       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
6540       //    applied. If the template-argument represents a set of
6541       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
6542       //    function is selected from the set (13.4).
6543       (ParamType->isPointerType() &&
6544        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6545       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
6546       //    function, no conversions apply. If the template-argument
6547       //    represents a set of overloaded functions, the matching
6548       //    function is selected from the set (13.4).
6549       (ParamType->isReferenceType() &&
6550        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6551       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6552       //    member function, no conversions apply. If the
6553       //    template-argument represents a set of overloaded member
6554       //    functions, the matching member function is selected from
6555       //    the set (13.4).
6556       (ParamType->isMemberPointerType() &&
6557        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
6558          ->isFunctionType())) {
6559
6560     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6561       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
6562                                                                 true,
6563                                                                 FoundResult)) {
6564         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getBeginLoc()))
6565           return ExprError();
6566
6567         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6568         ArgType = Arg->getType();
6569       } else
6570         return ExprError();
6571     }
6572
6573     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
6574       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6575                                                          ParamType,
6576                                                          Arg, Converted))
6577         return ExprError();
6578       return Arg;
6579     }
6580
6581     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6582                                              Converted))
6583       return ExprError();
6584     return Arg;
6585   }
6586
6587   if (ParamType->isPointerType()) {
6588     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
6589     //      object, qualification conversions (4.4) and the
6590     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
6591     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
6592     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6593            "Only object pointers allowed here");
6594
6595     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6596                                                        ParamType,
6597                                                        Arg, Converted))
6598       return ExprError();
6599     return Arg;
6600   }
6601
6602   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6603     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
6604     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
6605     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
6606     //      identical) type of the template-argument. The
6607     //      template-parameter is bound directly to the
6608     //      template-argument, which must be an lvalue.
6609     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6610            "Only object references allowed here");
6611
6612     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6613       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
6614                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
6615                                                                 true,
6616                                                                 FoundResult)) {
6617         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getBeginLoc()))
6618           return ExprError();
6619
6620         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6621         ArgType = Arg->getType();
6622       } else
6623         return ExprError();
6624     }
6625
6626     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6627                                                        ParamType,
6628                                                        Arg, Converted))
6629       return ExprError();
6630     return Arg;
6631   }
6632
6633   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
6634   if (ParamType->isNullPtrType()) {
6635     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6636       Converted = TemplateArgument(Arg);
6637       return Arg;
6638     }
6639
6640     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
6641     case NPV_NotNullPointer:
6642       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6643         << Arg->getType() << ParamType;
6644       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6645       return ExprError();
6646
6647     case NPV_Error:
6648       return ExprError();
6649
6650     case NPV_NullPointer:
6651       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6652       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
6653                                    /*isNullPtr*/true);
6654       return Arg;
6655     }
6656   }
6657
6658   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
6659   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
6660   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
6661
6662   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6663                                            Converted))
6664     return ExprError();
6665   return Arg;
6666 }
6667
6668 static void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(
6669     Sema &S, TemplateParameterList *New, TemplateParameterList *Old,
6670     Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind, SourceLocation TemplateArgLoc);
6671
6672 /// Check a template argument against its corresponding
6673 /// template template parameter.
6674 ///
6675 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
6676 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
6677 bool Sema::CheckTemplateTemplateArgument(TemplateParameterList *Params,
6678                                          TemplateArgumentLoc &Arg) {
6679   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
6680   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
6681   if (!Template) {
6682     // Any dependent template name is fine.
6683     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
6684     return false;
6685   }
6686
6687   if (Template->isInvalidDecl())
6688     return true;
6689
6690   // C++0x [temp.arg.template]p1:
6691   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
6692   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
6693   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
6694   //   primary class templates are considered when matching the
6695   //   template template argument with the corresponding parameter;
6696   //   partial specializations are not considered even if their
6697   //   parameter lists match that of the template template parameter.
6698   //
6699   // Note that we also allow template template parameters here, which
6700   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
6701   // partial specializations.
6702   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
6703       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
6704       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) &&
6705       !isa<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
6706     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
6707            "Only function templates are possible here");
6708     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template);
6709     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
6710       << Template;
6711   }
6712
6713   // C++1z [temp.arg.template]p3: (DR 150)
6714   //   A template-argument matches a template template-parameter P when P
6715   //   is at least as specialized as the template-argument A.
6716   if (getLangOpts().RelaxedTemplateTemplateArgs) {
6717     // Quick check for the common case:
6718     //   If P contains a parameter pack, then A [...] matches P if each of A's
6719     //   template parameters matches the corresponding template parameter in
6720     //   the template-parameter-list of P.
6721     if (TemplateParameterListsAreEqual(
6722             Template->getTemplateParameters(), Params, false,
6723             TPL_TemplateTemplateArgumentMatch, Arg.getLocation()))
6724       return false;
6725
6726     if (isTemplateTemplateParameterAtLeastAsSpecializedAs(Params, Template,
6727                                                           Arg.getLocation()))
6728       return false;
6729     // FIXME: Produce better diagnostics for deduction failures.
6730   }
6731
6732   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
6733                                          Params,
6734                                          true,
6735                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
6736                                          Arg.getLocation());
6737 }
6738
6739 /// Given a non-type template argument that refers to a
6740 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
6741 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
6742 /// declaration.
6743 ExprResult
6744 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6745                                               QualType ParamType,
6746                                               SourceLocation Loc) {
6747   // C++ [temp.param]p8:
6748   //
6749   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
6750   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
6751   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
6752   if (ParamType->isArrayType())
6753     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
6754   else if (ParamType->isFunctionType())
6755     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
6756
6757   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
6758   // parameter's type.
6759   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
6760     return ImpCastExprToType(
6761              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
6762                              ParamType,
6763                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
6764                                ? CK_NullToMemberPointer
6765                                : CK_NullToPointer);
6766   }
6767   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
6768          "Only declaration template arguments permitted here");
6769
6770   ValueDecl *VD = Arg.getAsDecl();
6771
6772   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
6773       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
6774        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
6775     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
6776     // Determine whether the non-type template template parameter is of
6777     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
6778     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
6779     // would refer to the member itself.
6780     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
6781       QualType ClassType
6782         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
6783       NestedNameSpecifier *Qualifier
6784         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
6785                                       ClassType.getTypePtr());
6786       CXXScopeSpec SS;
6787       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
6788
6789       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
6790       // internal consistency's sake, references to instance methods
6791       // are r-values.
6792       ExprValueKind VK = VK_LValue;
6793       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
6794         VK = VK_RValue;
6795
6796       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
6797                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
6798                                             VK,
6799                                             Loc,
6800                                             &SS);
6801       if (RefExpr.isInvalid())
6802         return ExprError();
6803
6804       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6805
6806       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
6807       // the element type on the parameter could be more qualified than the
6808       // element type in the expression we constructed.
6809       bool ObjCLifetimeConversion;
6810       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6811                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
6812                                     ObjCLifetimeConversion))
6813         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
6814
6815       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
6816              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6817                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
6818       return RefExpr;
6819     }
6820   }
6821
6822   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
6823
6824   if (ParamType->isPointerType()) {
6825     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
6826     // address of the declaration.
6827     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
6828     if (RefExpr.isInvalid())
6829       return ExprError();
6830
6831     if (!Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType->getPointeeType(), T) &&
6832         (T->isFunctionType() || T->isArrayType())) {
6833       // Decay functions and arrays unless we're forming a pointer to array.
6834       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
6835       if (RefExpr.isInvalid())
6836         return ExprError();
6837
6838       return RefExpr;
6839     }
6840
6841     // Take the address of everything else
6842     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6843   }
6844
6845   ExprValueKind VK = VK_RValue;
6846
6847   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
6848   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
6849   // type that the reference refers to.
6850   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6851     VK = VK_LValue;
6852     T = Context.getQualifiedType(T,
6853                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
6854   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
6855     // References to functions are always lvalues.
6856     VK = VK_LValue;
6857   }
6858
6859   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
6860 }
6861
6862 /// Construct a new expression that refers to the given
6863 /// integral template argument with the given source-location
6864 /// information.
6865 ///
6866 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
6867 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
6868 /// literal value.
6869 ExprResult
6870 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6871                                                   SourceLocation Loc) {
6872   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
6873          "Operation is only valid for integral template arguments");
6874   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
6875
6876   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
6877   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
6878   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
6879   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
6880   // type of literal for it.
6881   QualType T = OrigT;
6882   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
6883     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
6884
6885   Expr *E;
6886   if (T->isAnyCharacterType()) {
6887     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
6888     if (T->isWideCharType())
6889       Kind = CharacterLiteral::Wide;
6890     else if (T->isChar8Type() && getLangOpts().Char8)
6891       Kind = CharacterLiteral::UTF8;
6892     else if (T->isChar16Type())
6893       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
6894     else if (T->isChar32Type())
6895       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
6896     else
6897       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
6898
6899     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
6900                                        Kind, T, Loc);
6901   } else if (T->isBooleanType()) {
6902     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
6903                                          T, Loc);
6904   } else if (T->isNullPtrType()) {
6905     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
6906   } else {
6907     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
6908   }
6909
6910   if (OrigT->isEnumeralType()) {
6911     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
6912     // non-type template parameters.
6913     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
6914                                nullptr,
6915                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
6916                                Loc, Loc);
6917   }
6918
6919   return E;
6920 }
6921
6922 /// Match two template parameters within template parameter lists.
6923 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
6924                                        bool Complain,
6925                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6926                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
6927   // Check the actual kind (type, non-type, template).
6928   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
6929     if (Complain) {
6930       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
6931       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6932         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6933         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
6934       }
6935       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6936         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6937       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
6938         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6939     }
6940
6941     return false;
6942   }
6943
6944   // Check that both are parameter packs or neither are parameter packs.
6945   // However, if we are matching a template template argument to a
6946   // template template parameter, the template template parameter can have
6947   // a parameter pack where the template template argument does not.
6948   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
6949       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6950         Old->isTemplateParameterPack())) {
6951     if (Complain) {
6952       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
6953       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6954         S.Diag(TemplateArgLoc,
6955              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6956         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
6957       }
6958
6959       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
6960                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
6961                       : 2;
6962       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6963         << ParamKind << New->isParameterPack();
6964       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
6965         << ParamKind << Old->isParameterPack();
6966     }
6967
6968     return false;
6969   }
6970
6971   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
6972   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
6973                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
6974     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
6975
6976     // If we are matching a template template argument to a template
6977     // template parameter and one of the non-type template parameter types
6978     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
6979     // to actually compare the arguments.
6980     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6981         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
6982          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
6983       return true;
6984
6985     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
6986       if (Complain) {
6987         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
6988         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6989           S.Diag(TemplateArgLoc,
6990                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6991           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
6992         }
6993         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
6994           << NewNTTP->getType()
6995           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6996         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
6997                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
6998           << OldNTTP->getType();
6999       }
7000
7001       return false;
7002     }
7003
7004     return true;
7005   }
7006
7007   // For template template parameters, check the template parameter types.
7008   // The template parameter lists of template template
7009   // parameters must agree.
7010   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
7011                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
7012     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
7013     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
7014                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
7015                                             Complain,
7016                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
7017                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
7018                                            : Kind),
7019                                             TemplateArgLoc);
7020   }
7021
7022   return true;
7023 }
7024
7025 /// Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
7026 /// lists.
7027 static
7028 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
7029                                                 TemplateParameterList *New,
7030                                                 TemplateParameterList *Old,
7031                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
7032                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
7033   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
7034   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
7035     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
7036     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
7037   }
7038   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
7039     << (New->size() > Old->size())
7040     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
7041     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
7042   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
7043     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
7044     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
7045 }
7046
7047 /// Determine whether the given template parameter lists are
7048 /// equivalent.
7049 ///
7050 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
7051 /// source code as part of a new template declaration.
7052 ///
7053 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
7054 /// name lookup of the template declared with this template parameter
7055 /// list.
7056 ///
7057 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
7058 /// the template parameter lists are not equivalent.
7059 ///
7060 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
7061 ///
7062 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
7063 /// are actually checking the template parameter list of a template
7064 /// argument (New) against the template parameter list of its
7065 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
7066 /// slightly different diagnostics in this scenario.
7067 ///
7068 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
7069 /// otherwise.
7070 bool
7071 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
7072                                      TemplateParameterList *Old,
7073                                      bool Complain,
7074                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
7075                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
7076   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
7077     if (Complain)
7078       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
7079                                                  TemplateArgLoc);
7080
7081     return false;
7082   }
7083
7084   // C++0x [temp.arg.template]p3:
7085   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
7086   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
7087   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
7088   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
7089   //   template-parameter-list of P. [...]
7090   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
7091   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
7092   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
7093                                     OldParmEnd = Old->end();
7094        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
7095     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
7096         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
7097       if (NewParm == NewParmEnd) {
7098         if (Complain)
7099           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
7100                                                      TemplateArgLoc);
7101
7102         return false;
7103       }
7104
7105       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
7106                                       Kind, TemplateArgLoc))
7107         return false;
7108
7109       ++NewParm;
7110       continue;
7111     }
7112
7113     // C++0x [temp.arg.template]p3:
7114     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
7115     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
7116     //   template parameters or template parameter packs in the
7117     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
7118     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
7119     //   parameters are template parameter packs).
7120     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
7121       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
7122                                       Kind, TemplateArgLoc))
7123         return false;
7124     }
7125   }
7126
7127   // Make sure we exhausted all of the arguments.
7128   if (NewParm != NewParmEnd) {
7129     if (Complain)
7130       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
7131                                                  TemplateArgLoc);
7132
7133     return false;
7134   }
7135
7136   return true;
7137 }
7138
7139 /// Check whether a template can be declared within this scope.
7140 ///
7141 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
7142 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
7143 bool
7144 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
7145   if (!S)
7146     return false;
7147
7148   // Find the nearest enclosing declaration scope.
7149   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
7150          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
7151     S = S->getParent();
7152
7153   // C++ [temp]p4:
7154   //   A template [...] shall not have C linkage.
7155   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
7156   if (Ctx && Ctx->isExternCContext()) {
7157     Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
7158         << TemplateParams->getSourceRange();
7159     if (const LinkageSpecDecl *LSD = Ctx->getExternCContext())
7160       Diag(LSD->getExternLoc(), diag::note_extern_c_begins_here);
7161     return true;
7162   }
7163   Ctx = Ctx->getRedeclContext();
7164
7165   // C++ [temp]p2:
7166   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
7167   //   class scope declaration.
7168   if (Ctx) {
7169     if (Ctx->isFileContext())
7170       return false;
7171     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
7172       // C++ [temp.mem]p2:
7173       //   A local class shall not have member templates.
7174       if (RD->isLocalClass())
7175         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7176                     diag::err_template_inside_local_class)
7177           << TemplateParams->getSourceRange();
7178       else
7179         return false;
7180     }
7181   }
7182
7183   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7184               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
7185     << TemplateParams->getSourceRange();
7186 }
7187
7188 /// Determine what kind of template specialization the given declaration
7189 /// is.
7190 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
7191   if (!D)
7192     return TSK_Undeclared;
7193
7194   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
7195     return Record->getTemplateSpecializationKind();
7196   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7197     return Function->getTemplateSpecializationKind();
7198   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
7199     return Var->getTemplateSpecializationKind();
7200
7201   return TSK_Undeclared;
7202 }
7203
7204 /// Check whether a specialization is well-formed in the current
7205 /// context.
7206 ///
7207 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
7208 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
7209 ///
7210 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
7211 /// performed.
7212 ///
7213 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
7214 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
7215 /// a member of a class template (member function, static data member,
7216 /// member class).
7217 ///
7218 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
7219 ///
7220 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
7221 /// this entity.
7222 ///
7223 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
7224 /// a class template.
7225 ///
7226 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
7227 /// otherwise.
7228 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
7229                                              NamedDecl *Specialized,
7230                                              NamedDecl *PrevDecl,
7231                                              SourceLocation Loc,
7232                                              bool IsPartialSpecialization) {
7233   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
7234   // various diagnostics emitted by this routine.
7235   int EntityKind = 0;
7236   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
7237     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
7238   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
7239     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
7240   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
7241     EntityKind = 4;
7242   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
7243     EntityKind = 5;
7244   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
7245     EntityKind = 6;
7246   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
7247     EntityKind = 7;
7248   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
7249     EntityKind = 8;
7250   else {
7251     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
7252       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
7253     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7254     return true;
7255   }
7256
7257   // C++ [temp.expl.spec]p2:
7258   //   An explicit specialization may be declared in any scope in which
7259   //   the corresponding primary template may be defined.
7260   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
7261     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
7262       << Specialized;
7263     return true;
7264   }
7265
7266   // C++ [temp.class.spec]p6:
7267   //   A class template partial specialization may be declared in any
7268   //   scope in which the primary template may be defined.
7269   DeclContext *SpecializedContext =
7270       Specialized->getDeclContext()->getRedeclContext();
7271   DeclContext *DC = S.CurContext->getRedeclContext();
7272
7273   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in the same
7274   // scope or an enclosing namespace.
7275   if (!(DC->isFileContext() ? DC->Encloses(SpecializedContext)
7276                             : DC->Equals(SpecializedContext))) {
7277     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
7278       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
7279         << EntityKind << Specialized;
7280     else {
7281       auto *ND = cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
7282       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
7283       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt && !DC->isRecord())
7284         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
7285       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
7286                         << ND << isa<CXXRecordDecl>(ND);
7287     }
7288
7289     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7290
7291     // Don't allow specializing in the wrong class during error recovery.
7292     // Otherwise, things can go horribly wrong.
7293     if (DC->isRecord())
7294       return true;
7295   }
7296
7297   return false;
7298 }
7299
7300 static SourceRange findTemplateParameterInType(unsigned Depth, Expr *E) {
7301   if (!E->isTypeDependent())
7302     return SourceLocation();
7303   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7304   Checker.TraverseStmt(E);
7305   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7306     return E->getSourceRange();
7307   return Checker.MatchLoc;
7308 }
7309
7310 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
7311   if (!TL.getType()->isDependentType())
7312     return SourceLocation();
7313   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7314   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
7315   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7316     return TL.getSourceRange();
7317   return Checker.MatchLoc;
7318 }
7319
7320 /// Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
7321 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
7322 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7323     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
7324     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
7325   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
7326     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
7327       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7328               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
7329               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
7330         return true;
7331
7332       continue;
7333     }
7334
7335     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
7336       continue;
7337
7338     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
7339
7340     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
7341     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
7342       ArgExpr = Expansion->getPattern();
7343
7344     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
7345     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
7346       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
7347
7348     // C++ [temp.class.spec]p8:
7349     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
7350     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
7351     //   specialized.
7352     //
7353     // Below, we check the two conditions that only apply to
7354     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
7355     // arguments.
7356     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
7357       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
7358         continue;
7359
7360     // C++ [temp.class.spec]p9:
7361     //   Within the argument list of a class template partial
7362     //   specialization, the following restrictions apply:
7363     //     -- A partially specialized non-type argument expression
7364     //        shall not involve a template parameter of the partial
7365     //        specialization except when the argument expression is a
7366     //        simple identifier.
7367     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
7368     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
7369     //        parameter of the specialization.
7370     // DR1315 removes the first bullet, leaving an incoherent set of rules.
7371     // We implement a compromise between the original rules and DR1315:
7372     //     --  A specialized non-type template argument shall not be
7373     //         type-dependent and the corresponding template parameter
7374     //         shall have a non-dependent type.
7375     SourceRange ParamUseRange =
7376         findTemplateParameterInType(Param->getDepth(), ArgExpr);
7377     if (ParamUseRange.isValid()) {
7378       if (IsDefaultArgument) {
7379         S.Diag(TemplateNameLoc,
7380                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
7381         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7382                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
7383           << ParamUseRange;
7384       } else {
7385         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7386                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
7387           << ParamUseRange;
7388       }
7389       return true;
7390     }
7391
7392     ParamUseRange = findTemplateParameter(
7393         Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
7394     if (ParamUseRange.isValid()) {
7395       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getBeginLoc(),
7396              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
7397           << Param->getType();
7398       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
7399         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange())
7400         << ParamUseRange;
7401       return true;
7402     }
7403   }
7404
7405   return false;
7406 }
7407
7408 /// Check the non-type template arguments of a class template
7409 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
7410 ///
7411 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
7412 /// \param PrimaryTemplate the template parameters of the primary class
7413 ///        template.
7414 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
7415 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
7416 ///        partial specialization.
7417 ///
7418 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
7419 bool Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
7420     SourceLocation TemplateNameLoc, TemplateDecl *PrimaryTemplate,
7421     unsigned NumExplicit, ArrayRef<TemplateArgument> TemplateArgs) {
7422   // We have to be conservative when checking a template in a dependent
7423   // context.
7424   if (PrimaryTemplate->getDeclContext()->isDependentContext())
7425     return false;
7426
7427   TemplateParameterList *TemplateParams =
7428       PrimaryTemplate->getTemplateParameters();
7429   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7430     NonTypeTemplateParmDecl *Param
7431       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
7432     if (!Param)
7433       continue;
7434
7435     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(*this, TemplateNameLoc,
7436                                                       Param, &TemplateArgs[I],
7437                                                       1, I >= NumExplicit))
7438       return true;
7439   }
7440
7441   return false;
7442 }
7443
7444 DeclResult Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(
7445     Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK, SourceLocation KWLoc,
7446     SourceLocation ModulePrivateLoc, TemplateIdAnnotation &TemplateId,
7447     const ParsedAttributesView &Attr,
7448     MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists, SkipBodyInfo *SkipBody) {
7449   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
7450
7451   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
7452
7453   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
7454   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
7455   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
7456     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
7457   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
7458   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
7459   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
7460
7461   // Find the class template we're specializing
7462   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
7463   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
7464     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
7465
7466   if (!ClassTemplate) {
7467     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
7468       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
7469           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
7470     return true;
7471   }
7472
7473   bool isMemberSpecialization = false;
7474   bool isPartialSpecialization = false;
7475
7476   // Check the validity of the template headers that introduce this
7477   // template.
7478   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
7479   // friend declarations.
7480   bool Invalid = false;
7481   TemplateParameterList *TemplateParams =
7482       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
7483           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
7484           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isMemberSpecialization,
7485           Invalid);
7486   if (Invalid)
7487     return true;
7488
7489   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
7490     isPartialSpecialization = true;
7491
7492     if (TUK == TUK_Friend) {
7493       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
7494         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7495       return true;
7496     }
7497
7498     // C++ [temp.class.spec]p10:
7499     //   The template parameter list of a specialization shall not
7500     //   contain default template argument values.
7501     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7502       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
7503       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
7504         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7505           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
7506                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
7507           TTP->removeDefaultArgument();
7508         }
7509       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
7510                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
7511         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
7512           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
7513                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7514             << DefArg->getSourceRange();
7515           NTTP->removeDefaultArgument();
7516         }
7517       } else {
7518         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
7519         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7520           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
7521                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7522             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
7523           TTP->removeDefaultArgument();
7524         }
7525       }
7526     }
7527   } else if (TemplateParams) {
7528     if (TUK == TUK_Friend)
7529       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
7530         << FixItHint::CreateRemoval(
7531                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7532                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
7533         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7534   } else {
7535     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
7536   }
7537
7538   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7539   // original template.
7540   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7541   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
7542   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7543                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
7544                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7545     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7546       << ClassTemplate
7547       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7548                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7549     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7550          diag::note_previous_use);
7551     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7552   }
7553
7554   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7555   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7556       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
7557
7558   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
7559   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7560     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
7561                                         UPPC_PartialSpecialization))
7562       return true;
7563
7564   // Check that the template argument list is well-formed for this
7565   // template.
7566   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7567   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7568                                 TemplateArgs, false, Converted))
7569     return true;
7570
7571   // Find the class template (partial) specialization declaration that
7572   // corresponds to these arguments.
7573   if (isPartialSpecialization) {
7574     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, ClassTemplate,
7575                                                TemplateArgs.size(), Converted))
7576       return true;
7577
7578     // FIXME: Move this to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
7579     // also do it during instantiation.
7580     bool InstantiationDependent;
7581     if (!Name.isDependent() &&
7582         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
7583             TemplateArgs.arguments(), InstantiationDependent)) {
7584       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
7585         << ClassTemplate->getDeclName();
7586       isPartialSpecialization = false;
7587     }
7588   }
7589
7590   void *InsertPos = nullptr;
7591   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
7592
7593   if (isPartialSpecialization)
7594     // FIXME: Template parameter list matters, too
7595     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
7596   else
7597     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7598
7599   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7600
7601   // Check whether we can declare a class template specialization in
7602   // the current scope.
7603   if (TUK != TUK_Friend &&
7604       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
7605                                        TemplateNameLoc,
7606                                        isPartialSpecialization))
7607     return true;
7608
7609   // The canonical type
7610   QualType CanonType;
7611   if (isPartialSpecialization) {
7612     // Build the canonical type that describes the converted template
7613     // arguments of the class template partial specialization.
7614     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7615     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
7616                                                       Converted);
7617
7618     if (Context.hasSameType(CanonType,
7619                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
7620       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
7621       //
7622       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
7623       //      to the implicit argument list of the primary template.
7624       //
7625       // This rule has since been removed, because it's redundant given DR1495,
7626       // but we keep it because it produces better diagnostics and recovery.
7627       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
7628         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
7629         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
7630       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
7631                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
7632                                 TemplateNameLoc,
7633                                 Attr,
7634                                 TemplateParams,
7635                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7636                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
7637                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
7638                                 TemplateParameterLists.data());
7639     }
7640
7641     // Create a new class template partial specialization declaration node.
7642     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
7643       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
7644     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
7645       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7646                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7647                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
7648                                                        TemplateParams,
7649                                                        ClassTemplate,
7650                                                        Converted,
7651                                                        TemplateArgs,
7652                                                        CanonType,
7653                                                        PrevPartial);
7654     SetNestedNameSpecifier(*this, Partial, SS);
7655     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
7656       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
7657           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
7658     }
7659
7660     if (!PrevPartial)
7661       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
7662     Specialization = Partial;
7663
7664     // If we are providing an explicit specialization of a member class
7665     // template specialization, make a note of that.
7666     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
7667       PrevPartial->setMemberSpecialization();
7668
7669     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
7670   } else {
7671     // Create a new class template specialization declaration node for
7672     // this explicit specialization or friend declaration.
7673     Specialization
7674       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7675                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7676                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7677                                                 ClassTemplate,
7678                                                 Converted,
7679                                                 PrevDecl);
7680     SetNestedNameSpecifier(*this, Specialization, SS);
7681     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
7682       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
7683                                                     TemplateParameterLists);
7684     }
7685
7686     if (!PrevDecl)
7687       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7688
7689     if (CurContext->isDependentContext()) {
7690       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7691       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
7692           CanonTemplate, Converted);
7693     } else {
7694       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
7695     }
7696   }
7697
7698   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7699   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7700   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7701   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7702   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7703   //   use occurs; no diagnostic is required.
7704   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
7705     bool Okay = false;
7706     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7707       // Is there any previous explicit specialization declaration?
7708       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7709         Okay = true;
7710         break;
7711       }
7712     }
7713
7714     if (!Okay) {
7715       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7716       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7717         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
7718
7719       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7720            diag::note_instantiation_required_here)
7721         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
7722                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
7723       return true;
7724     }
7725   }
7726
7727   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
7728   if (TUK != TUK_Friend)
7729     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7730
7731   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
7732   if (TUK == TUK_Definition) {
7733     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
7734     NamedDecl *Hidden = nullptr;
7735     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
7736       SkipBody->ShouldSkip = true;
7737       SkipBody->Previous = Def;
7738       makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
7739     } else if (Def) {
7740       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7741       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition) << Specialization << Range;
7742       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
7743       Specialization->setInvalidDecl();
7744       return true;
7745     }
7746   }
7747
7748   ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7749
7750   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
7751   // the ASTContext lays out the structure.
7752   if (TUK == TUK_Definition && (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
7753     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
7754     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
7755   }
7756
7757   if (ModulePrivateLoc.isValid())
7758     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
7759       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
7760       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
7761
7762   // Build the fully-sugared type for this class template
7763   // specialization as the user wrote in the specialization
7764   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
7765   // from the specialization's declaration the way that the user
7766   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
7767   // name based on the "canonical" representation used to store the
7768   // template arguments in the specialization.
7769   TypeSourceInfo *WrittenTy
7770     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7771                                                 TemplateArgs, CanonType);
7772   if (TUK != TUK_Friend) {
7773     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7774     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7775   }
7776
7777   // C++ [temp.expl.spec]p9:
7778   //   A template explicit specialization is in the scope of the
7779   //   namespace in which the template was defined.
7780   //
7781   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
7782   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
7783   // but we also maintain the lexical context where the actual
7784   // definition occurs.
7785   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7786
7787   // We may be starting the definition of this specialization.
7788   if (TUK == TUK_Definition && (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip))
7789     Specialization->startDefinition();
7790
7791   if (TUK == TUK_Friend) {
7792     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
7793                                             TemplateNameLoc,
7794                                             WrittenTy,
7795                                             /*FIXME:*/KWLoc);
7796     Friend->setAccess(AS_public);
7797     CurContext->addDecl(Friend);
7798   } else {
7799     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
7800     // be seen when iterating through the list of declarations in that
7801     // context. However, specializations are not found by name lookup.
7802     CurContext->addDecl(Specialization);
7803   }
7804
7805   if (SkipBody && SkipBody->ShouldSkip)
7806     return SkipBody->Previous;
7807
7808   return Specialization;
7809 }
7810
7811 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
7812                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
7813                                     Declarator &D) {
7814   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
7815   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
7816   return NewDecl;
7817 }
7818
7819 /// Strips various properties off an implicit instantiation
7820 /// that has just been explicitly specialized.
7821 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
7822   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
7823   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
7824
7825   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7826     FD->setInlineSpecified(false);
7827 }
7828
7829 /// Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
7830 //  declaration or definition.
7831 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
7832     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
7833   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7834   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7835   // until a valid name loc is found.
7836   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
7837   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
7838        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7839     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
7840   }
7841   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
7842          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7843   return PrevDiagLoc;
7844 }
7845
7846 /// Diagnose cases where we have an explicit template specialization
7847 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
7848 /// for those cases where they are required and determining whether the
7849 /// new specialization/instantiation will have any effect.
7850 ///
7851 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
7852 /// instantiation.
7853 ///
7854 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
7855 ///
7856 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
7857 ///
7858 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
7859 ///
7860 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
7861 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
7862 ///
7863 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
7864 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
7865 ///
7866 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
7867 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
7868 bool
7869 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
7870                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
7871                                              NamedDecl *PrevDecl,
7872                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
7873                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
7874                                              bool &HasNoEffect) {
7875   HasNoEffect = false;
7876
7877   switch (NewTSK) {
7878   case TSK_Undeclared:
7879   case TSK_ImplicitInstantiation:
7880     assert(
7881         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
7882         "previous declaration must be implicit!");
7883     return false;
7884
7885   case TSK_ExplicitSpecialization:
7886     switch (PrevTSK) {
7887     case TSK_Undeclared:
7888     case TSK_ExplicitSpecialization:
7889       // Okay, we're just specializing something that is either already
7890       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
7891       // instantiation.
7892       return false;
7893
7894     case TSK_ImplicitInstantiation:
7895       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
7896         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
7897         // still okay to specialize it.
7898         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
7899         return false;
7900       }
7901       // Fall through
7902       LLVM_FALLTHROUGH;
7903
7904     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7905     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7906       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7907               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
7908              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7909
7910       // C++ [temp.expl.spec]p6:
7911       //   If a template, a member template or the member of a class template
7912       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
7913       //   before the first use of that specialization that would cause an
7914       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
7915       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
7916       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7917         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7918         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
7919           return false;
7920       }
7921
7922       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7923         << PrevDecl;
7924       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
7925         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
7926
7927       return true;
7928     }
7929     llvm_unreachable("The switch over PrevTSK must be exhaustive.");
7930
7931   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7932     switch (PrevTSK) {
7933     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7934       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
7935       HasNoEffect = true;
7936       return false;
7937
7938     case TSK_Undeclared:
7939     case TSK_ImplicitInstantiation:
7940       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7941       // implicitly instantiated; that's fine.
7942       return false;
7943
7944     case TSK_ExplicitSpecialization:
7945       // C++0x [temp.explicit]p4:
7946       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7947       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7948       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7949       //   effect.
7950       HasNoEffect = true;
7951       return false;
7952
7953     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7954       // C++0x [temp.explicit]p10:
7955       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
7956       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
7957       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
7958       Diag(NewLoc,
7959            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
7960
7961       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7962       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7963       // until a valid name loc is found.
7964       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7965            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
7966       HasNoEffect = true;
7967       return false;
7968     }
7969     llvm_unreachable("Unexpected TemplateSpecializationKind!");
7970
7971   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7972     switch (PrevTSK) {
7973     case TSK_Undeclared:
7974     case TSK_ImplicitInstantiation:
7975       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7976       // implicitly instantiated; that's fine.
7977       return false;
7978
7979     case TSK_ExplicitSpecialization:
7980       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
7981       //   For a given set of template parameters, if an explicit
7982       //   instantiation of a template appears after a declaration of
7983       //   an explicit specialization for that template, the explicit
7984       //   instantiation has no effect.
7985       Diag(NewLoc, diag::warn_explicit_instantiation_after_specialization)
7986         << PrevDecl;
7987       Diag(PrevDecl->getLocation(),
7988            diag::note_previous_template_specialization);
7989       HasNoEffect = true;
7990       return false;
7991
7992     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7993       // We're explicitly instantiating a definition for something for which we
7994       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
7995
7996       // C++0x [temp.explicit]p4:
7997       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7998       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7999       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
8000       //   effect.
8001       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
8002         // Is there any previous explicit specialization declaration?
8003         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
8004           HasNoEffect = true;
8005           break;
8006         }
8007       }
8008
8009       return false;
8010
8011     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
8012       // C++0x [temp.spec]p5:
8013       //   For a given template and a given set of template-arguments,
8014       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
8015       //       in a program,
8016
8017       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
8018       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
8019                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
8020                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
8021           << PrevDecl;
8022       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
8023            diag::note_previous_explicit_instantiation);
8024       HasNoEffect = true;
8025       return false;
8026     }
8027   }
8028
8029   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
8030 }
8031
8032 /// Perform semantic analysis for the given dependent function
8033 /// template specialization.
8034 ///
8035 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
8036 /// is with a friend declaration, like so:
8037 ///
8038 /// \code
8039 ///   template \<class T> void foo(T);
8040 ///   template \<class T> class A {
8041 ///     friend void foo<>(T);
8042 ///   };
8043 /// \endcode
8044 ///
8045 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
8046 /// just store the information.
8047 bool
8048 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
8049                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
8050                                                    LookupResult &Previous) {
8051   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
8052   // the correct context.
8053   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
8054   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
8055   enum DiscardReason { NotAFunctionTemplate, NotAMemberOfEnclosing };
8056   SmallVector<std::pair<DiscardReason, Decl *>, 8> DiscardedCandidates;
8057   while (F.hasNext()) {
8058     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
8059     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D)) {
8060       F.erase();
8061       DiscardedCandidates.push_back(std::make_pair(NotAFunctionTemplate, D));
8062       continue;
8063     }
8064
8065     if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
8066             D->getDeclContext()->getRedeclContext())) {
8067       F.erase();
8068       DiscardedCandidates.push_back(std::make_pair(NotAMemberOfEnclosing, D));
8069       continue;
8070     }
8071   }
8072   F.done();
8073
8074   if (Previous.empty()) {
8075     Diag(FD->getLocation(),
8076          diag::err_dependent_function_template_spec_no_match);
8077     for (auto &P : DiscardedCandidates)
8078       Diag(P.second->getLocation(),
8079            diag::note_dependent_function_template_spec_discard_reason)
8080           << P.first;
8081     return true;
8082   }
8083
8084   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
8085                                          ExplicitTemplateArgs);
8086   return false;
8087 }
8088
8089 /// Perform semantic analysis for the given function template
8090 /// specialization.
8091 ///
8092 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8093 /// explicit function template specialization. On successful completion,
8094 /// the function declaration \p FD will become a function template
8095 /// specialization.
8096 ///
8097 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
8098 /// function template specialization.
8099 ///
8100 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
8101 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
8102 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
8103 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
8104 ///
8105 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
8106 /// this function specialization.
8107 ///
8108 /// \param QualifiedFriend whether this is a lookup for a qualified friend
8109 /// declaration with no explicit template argument list that might be
8110 /// befriending a function template specialization.
8111 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
8112     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
8113     LookupResult &Previous, bool QualifiedFriend) {
8114   // The set of function template specializations that could match this
8115   // explicit function template specialization.
8116   UnresolvedSet<8> Candidates;
8117   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
8118                                             /*ForTakingAddress=*/false);
8119
8120   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
8121       ConvertedTemplateArgs;
8122
8123   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
8124   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8125          I != E; ++I) {
8126     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
8127     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
8128       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
8129       // FD.
8130       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
8131                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
8132         continue;
8133
8134       // When matching a constexpr member function template specialization
8135       // against the primary template, we don't yet know whether the
8136       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
8137       // it will be a static member function until we know which template it
8138       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
8139       QualType FT = FD->getType();
8140       if (FD->isConstexpr()) {
8141         CXXMethodDecl *OldMD =
8142           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
8143         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
8144           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
8145           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
8146           EPI.TypeQuals.addConst();
8147           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
8148                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
8149         }
8150       }
8151
8152       TemplateArgumentListInfo Args;
8153       if (ExplicitTemplateArgs)
8154         Args = *ExplicitTemplateArgs;
8155
8156       // C++ [temp.expl.spec]p11:
8157       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
8158       //   template-id naming an explicit function template specialization
8159       //   provided it can be deduced from the function argument type.
8160       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
8161       // specializing this template.
8162       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
8163       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
8164       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
8165       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
8166               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
8167               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization,
8168               Info)) {
8169         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
8170         // that we can provide nifty diagnostics.
8171         FailedCandidates.addCandidate().set(
8172             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8173             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
8174         (void)TDK;
8175         continue;
8176       }
8177
8178       // Target attributes are part of the cuda function signature, so
8179       // the deduced template's cuda target must match that of the
8180       // specialization.  Given that C++ template deduction does not
8181       // take target attributes into account, we reject candidates
8182       // here that have a different target.
8183       if (LangOpts.CUDA &&
8184           IdentifyCUDATarget(Specialization,
8185                              /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
8186               IdentifyCUDATarget(FD, /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true)) {
8187         FailedCandidates.addCandidate().set(
8188             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8189             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
8190         continue;
8191       }
8192
8193       // Record this candidate.
8194       if (ExplicitTemplateArgs)
8195         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
8196       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
8197     }
8198   }
8199
8200   // For a qualified friend declaration (with no explicit marker to indicate
8201   // that a template specialization was intended), note all (template and
8202   // non-template) candidates.
8203   if (QualifiedFriend && Candidates.empty()) {
8204     Diag(FD->getLocation(), diag::err_qualified_friend_no_match)
8205         << FD->getDeclName() << FDLookupContext;
8206     // FIXME: We should form a single candidate list and diagnose all
8207     // candidates at once, to get proper sorting and limiting.
8208     for (auto *OldND : Previous) {
8209       if (auto *OldFD = dyn_cast<FunctionDecl>(OldND->getUnderlyingDecl()))
8210         NoteOverloadCandidate(OldND, OldFD, FD->getType(), false);
8211     }
8212     FailedCandidates.NoteCandidates(*this, FD->getLocation());
8213     return true;
8214   }
8215
8216   // Find the most specialized function template.
8217   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
8218       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates, FD->getLocation(),
8219       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
8220       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
8221           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
8222       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
8223
8224   if (Result == Candidates.end())
8225     return true;
8226
8227   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
8228   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
8229
8230   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
8231     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
8232   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
8233
8234   // Note: do not overwrite location info if previous template
8235   // specialization kind was explicit.
8236   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
8237   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
8238     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
8239     Specialization->setLexicalDeclContext(FD->getLexicalDeclContext());
8240     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
8241     // function can differ from the template declaration with respect to
8242     // the constexpr specifier.
8243     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8244     // FIXME: What if there are multiple such prior declarations (for instance,
8245     // from different modules)?
8246     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
8247   }
8248
8249   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
8250   // If so, we have run afoul of .
8251
8252   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
8253   // an explicit specialization.
8254   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
8255
8256   // Check the scope of this explicit specialization.
8257   if (!isFriend &&
8258       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8259                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
8260                                        Specialization, FD->getLocation(),
8261                                        false))
8262     return true;
8263
8264   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8265   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8266   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8267   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8268   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8269   //   use occurs; no diagnostic is required.
8270   bool HasNoEffect = false;
8271   if (!isFriend &&
8272       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
8273                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8274                                              Specialization,
8275                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8276                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
8277                                              HasNoEffect))
8278     return true;
8279
8280   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
8281   // clients know that this is an explicit specialization.
8282   if (!isFriend) {
8283     // Since explicit specializations do not inherit '=delete' from their
8284     // primary function template - check if the 'specialization' that was
8285     // implicitly generated (during template argument deduction for partial
8286     // ordering) from the most specialized of all the function templates that
8287     // 'FD' could have been specializing, has a 'deleted' definition.  If so,
8288     // first check that it was implicitly generated during template argument
8289     // deduction by making sure it wasn't referenced, and then reset the deleted
8290     // flag to not-deleted, so that we can inherit that information from 'FD'.
8291     if (Specialization->isDeleted() && !SpecInfo->isExplicitSpecialization() &&
8292         !Specialization->getCanonicalDecl()->isReferenced()) {
8293       // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8294       assert(
8295           Specialization->getCanonicalDecl() == Specialization &&
8296           "This must be the only existing declaration of this specialization");
8297       // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8298       Specialization->setDeletedAsWritten(false);
8299     }
8300     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8301     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8302     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
8303   }
8304
8305   // Turn the given function declaration into a function template
8306   // specialization, with the template arguments from the previous
8307   // specialization.
8308   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
8309   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
8310     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
8311   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
8312       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
8313       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8314       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
8315
8316   // A function template specialization inherits the target attributes
8317   // of its template.  (We require the attributes explicitly in the
8318   // code to match, but a template may have implicit attributes by
8319   // virtue e.g. of being constexpr, and it passes these implicit
8320   // attributes on to its specializations.)
8321   if (LangOpts.CUDA)
8322     inheritCUDATargetAttrs(FD, *Specialization->getPrimaryTemplate());
8323
8324   // The "previous declaration" for this function template specialization is
8325   // the prior function template specialization.
8326   Previous.clear();
8327   Previous.addDecl(Specialization);
8328   return false;
8329 }
8330
8331 /// Perform semantic analysis for the given non-template member
8332 /// specialization.
8333 ///
8334 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8335 /// explicit member function specialization. On successful completion,
8336 /// the function declaration \p FD will become a member function
8337 /// specialization.
8338 ///
8339 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
8340 /// specialization.
8341 ///
8342 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
8343 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
8344 /// redeclared member.
8345 bool
8346 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
8347   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
8348
8349   // Try to find the member we are instantiating.
8350   NamedDecl *FoundInstantiation = nullptr;
8351   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
8352   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
8353   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
8354
8355   if (Previous.empty()) {
8356     // Nowhere to look anyway.
8357   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8358     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8359            I != E; ++I) {
8360       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
8361       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
8362         QualType Adjusted = Function->getType();
8363         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
8364           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
8365         // This doesn't handle deduced return types, but both function
8366         // declarations should be undeduced at this point.
8367         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
8368           FoundInstantiation = *I;
8369           Instantiation = Method;
8370           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
8371           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
8372           break;
8373         }
8374       }
8375     }
8376   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
8377     VarDecl *PrevVar;
8378     if (Previous.isSingleResult() &&
8379         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
8380       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
8381         FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8382         Instantiation = PrevVar;
8383         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
8384         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
8385       }
8386   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
8387     CXXRecordDecl *PrevRecord;
8388     if (Previous.isSingleResult() &&
8389         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8390       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8391       Instantiation = PrevRecord;
8392       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
8393       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
8394     }
8395   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
8396     EnumDecl *PrevEnum;
8397     if (Previous.isSingleResult() &&
8398         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8399       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8400       Instantiation = PrevEnum;
8401       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
8402       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
8403     }
8404   }
8405
8406   if (!Instantiation) {
8407     // There is no previous declaration that matches. Since member
8408     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
8409     // this mismatch later.
8410     return false;
8411   }
8412
8413   // A member specialization in a friend declaration isn't really declaring
8414   // an explicit specialization, just identifying a specific (possibly implicit)
8415   // specialization. Don't change the template specialization kind.
8416   //
8417   // FIXME: Is this really valid? Other compilers reject.
8418   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
8419     // Preserve instantiation information.
8420     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
8421       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
8422                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
8423         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8424     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
8425       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
8426                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
8427         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8428     }
8429
8430     Previous.clear();
8431     Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8432     return false;
8433   }
8434
8435   // Make sure that this is a specialization of a member.
8436   if (!InstantiatedFrom) {
8437     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
8438       << Member;
8439     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
8440     return true;
8441   }
8442
8443   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8444   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8445   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8446   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8447   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8448   //   use occurs; no diagnostic is required.
8449   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
8450
8451   bool HasNoEffect = false;
8452   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
8453                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8454                                              Instantiation,
8455                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8456                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8457                                              HasNoEffect))
8458     return true;
8459
8460   // Check the scope of this explicit specialization.
8461   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8462                                        InstantiatedFrom,
8463                                        Instantiation, Member->getLocation(),
8464                                        false))
8465     return true;
8466
8467   // Note that this member specialization is an "instantiation of" the
8468   // corresponding member of the original template.
8469   if (auto *MemberFunction = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8470     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
8471     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
8472           TSK_ImplicitInstantiation) {
8473       // Explicit specializations of member functions of class templates do not
8474       // inherit '=delete' from the member function they are specializing.
8475       if (InstantiationFunction->isDeleted()) {
8476         // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8477         assert(InstantiationFunction->getCanonicalDecl() ==
8478                InstantiationFunction);
8479         // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8480         InstantiationFunction->setDeletedAsWritten(false);
8481       }
8482     }
8483
8484     MemberFunction->setInstantiationOfMemberFunction(
8485         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8486   } else if (auto *MemberVar = dyn_cast<VarDecl>(Member)) {
8487     MemberVar->setInstantiationOfStaticDataMember(
8488         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8489   } else if (auto *MemberClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Member)) {
8490     MemberClass->setInstantiationOfMemberClass(
8491         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8492   } else if (auto *MemberEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Member)) {
8493     MemberEnum->setInstantiationOfMemberEnum(
8494         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8495   } else {
8496     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8497   }
8498
8499   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
8500   // this specialization matches.
8501   Previous.clear();
8502   Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8503   return false;
8504 }
8505
8506 /// Complete the explicit specialization of a member of a class template by
8507 /// updating the instantiated member to be marked as an explicit specialization.
8508 ///
8509 /// \param OrigD The member declaration instantiated from the template.
8510 /// \param Loc The location of the explicit specialization of the member.
8511 template<typename DeclT>
8512 static void completeMemberSpecializationImpl(Sema &S, DeclT *OrigD,
8513                                              SourceLocation Loc) {
8514   if (OrigD->getTemplateSpecializationKind() != TSK_ImplicitInstantiation)
8515     return;
8516
8517   // FIXME: Inform AST mutation listeners of this AST mutation.
8518   // FIXME: If there are multiple in-class declarations of the member (from
8519   // multiple modules, or a declaration and later definition of a member type),
8520   // should we update all of them?
8521   OrigD->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8522   OrigD->setLocation(Loc);
8523 }
8524
8525 void Sema::CompleteMemberSpecialization(NamedDecl *Member,
8526                                         LookupResult &Previous) {
8527   NamedDecl *Instantiation = cast<NamedDecl>(Member->getCanonicalDecl());
8528   if (Instantiation == Member)
8529     return;
8530
8531   if (auto *Function = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Instantiation))
8532     completeMemberSpecializationImpl(*this, Function, Member->getLocation());
8533   else if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Instantiation))
8534     completeMemberSpecializationImpl(*this, Var, Member->getLocation());
8535   else if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Instantiation))
8536     completeMemberSpecializationImpl(*this, Record, Member->getLocation());
8537   else if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Instantiation))
8538     completeMemberSpecializationImpl(*this, Enum, Member->getLocation());
8539   else
8540     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8541 }
8542
8543 /// Check the scope of an explicit instantiation.
8544 ///
8545 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
8546 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
8547                                             SourceLocation InstLoc,
8548                                             bool WasQualifiedName) {
8549   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
8550   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
8551
8552   if (CurContext->isRecord()) {
8553     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
8554       << D;
8555     return true;
8556   }
8557
8558   // C++11 [temp.explicit]p3:
8559   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
8560   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
8561   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
8562   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
8563   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
8564   //
8565   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
8566   if (WasQualifiedName) {
8567     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
8568       return false;
8569   } else {
8570     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
8571       return false;
8572   }
8573
8574   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
8575     if (WasQualifiedName)
8576       S.Diag(InstLoc,
8577              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8578                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
8579                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
8580         << D << NS;
8581     else
8582       S.Diag(InstLoc,
8583              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8584                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
8585                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
8586         << D << NS;
8587   } else
8588     S.Diag(InstLoc,
8589            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8590              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
8591              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
8592       << D;
8593   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8594   return false;
8595 }
8596
8597 /// Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
8598 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
8599   if (!SS.isSet())
8600     return false;
8601
8602   // C++11 [temp.explicit]p3:
8603   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8604   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8605   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8606   //   name shall be a simple-template-id.
8607   //
8608   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8609   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
8610        NNS = NNS->getPrefix())
8611     if (const Type *T = NNS->getAsType())
8612       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
8613         return true;
8614
8615   return false;
8616 }
8617
8618 /// Make a dllexport or dllimport attr on a class template specialization take
8619 /// effect.
8620 static void dllExportImportClassTemplateSpecialization(
8621     Sema &S, ClassTemplateSpecializationDecl *Def) {
8622   auto *A = cast_or_null<InheritableAttr>(getDLLAttr(Def));
8623   assert(A && "dllExportImportClassTemplateSpecialization called "
8624               "on Def without dllexport or dllimport");
8625
8626   // We reject explicit instantiations in class scope, so there should
8627   // never be any delayed exported classes to worry about.
8628   assert(S.DelayedDllExportClasses.empty() &&
8629          "delayed exports present at explicit instantiation");
8630   S.checkClassLevelDLLAttribute(Def);
8631
8632   // Propagate attribute to base class templates.
8633   for (auto &B : Def->bases()) {
8634     if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8635             B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
8636       S.propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getBeginLoc());
8637   }
8638
8639   S.referenceDLLExportedClassMethods();
8640 }
8641
8642 // Explicit instantiation of a class template specialization
8643 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(
8644     Scope *S, SourceLocation ExternLoc, SourceLocation TemplateLoc,
8645     unsigned TagSpec, SourceLocation KWLoc, const CXXScopeSpec &SS,
8646     TemplateTy TemplateD, SourceLocation TemplateNameLoc,
8647     SourceLocation LAngleLoc, ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8648     SourceLocation RAngleLoc, const ParsedAttributesView &Attr) {
8649   // Find the class template we're specializing
8650   TemplateName Name = TemplateD.get();
8651   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
8652   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
8653   // original template.
8654   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
8655   assert(Kind != TTK_Enum &&
8656          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
8657
8658   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(TD);
8659
8660   if (!ClassTemplate) {
8661     NonTagKind NTK = getNonTagTypeDeclKind(TD, Kind);
8662     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << TD << NTK << Kind;
8663     Diag(TD->getLocation(), diag::note_previous_use);
8664     return true;
8665   }
8666
8667   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
8668                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
8669                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
8670     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
8671       << ClassTemplate
8672       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
8673                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
8674     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
8675          diag::note_previous_use);
8676     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
8677   }
8678
8679   // C++0x [temp.explicit]p2:
8680   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8681   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8682   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8683   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
8684                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8685                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8686
8687   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
8688     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
8689     for (const ParsedAttr &AL : Attr) {
8690       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLExport) {
8691         Diag(ExternLoc,
8692              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8693         Diag(AL.getLoc(), diag::note_attribute);
8694         break;
8695       }
8696     }
8697
8698     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
8699       Diag(ExternLoc,
8700            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8701       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
8702     }
8703   }
8704
8705   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
8706   // instantiation declarations for most purposes.
8707   bool DLLImportExplicitInstantiationDef = false;
8708   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
8709       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
8710     // Check for dllimport class template instantiation definitions.
8711     bool DLLImport =
8712         ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLImportAttr>();
8713     for (const ParsedAttr &AL : Attr) {
8714       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLImport)
8715         DLLImport = true;
8716       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLExport) {
8717         // dllexport trumps dllimport here.
8718         DLLImport = false;
8719         break;
8720       }
8721     }
8722     if (DLLImport) {
8723       TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8724       DLLImportExplicitInstantiationDef = true;
8725     }
8726   }
8727
8728   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8729   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8730   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8731
8732   // Check that the template argument list is well-formed for this
8733   // template.
8734   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
8735   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8736                                 TemplateArgs, false, Converted))
8737     return true;
8738
8739   // Find the class template specialization declaration that
8740   // corresponds to these arguments.
8741   void *InsertPos = nullptr;
8742   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
8743     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
8744
8745   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
8746     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
8747
8748   // C++0x [temp.explicit]p2:
8749   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8750   //   namespace of its template. [...]
8751   //
8752   // This is C++ DR 275.
8753   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8754                                       SS.isSet()))
8755     return true;
8756
8757   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
8758
8759   bool HasNoEffect = false;
8760   if (PrevDecl) {
8761     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
8762                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
8763                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
8764                                                HasNoEffect))
8765       return PrevDecl;
8766
8767     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
8768     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
8769
8770     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
8771         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
8772       // Since the only prior class template specialization with these
8773       // arguments was referenced but not declared, reuse that
8774       // declaration node as our own, updating the source location
8775       // for the template name to reflect our new declaration.
8776       // (Other source locations will be updated later.)
8777       Specialization = PrevDecl;
8778       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
8779       PrevDecl = nullptr;
8780     }
8781
8782     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8783         DLLImportExplicitInstantiationDef) {
8784       // The new specialization might add a dllimport attribute.
8785       HasNoEffect = false;
8786     }
8787   }
8788
8789   if (!Specialization) {
8790     // Create a new class template specialization declaration node for
8791     // this explicit specialization.
8792     Specialization
8793       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
8794                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
8795                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
8796                                                 ClassTemplate,
8797                                                 Converted,
8798                                                 PrevDecl);
8799     SetNestedNameSpecifier(*this, Specialization, SS);
8800
8801     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
8802       // Insert the new specialization.
8803       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
8804     }
8805   }
8806
8807   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
8808   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
8809   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
8810   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
8811   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
8812   // on the "canonical" representation used to store the template
8813   // arguments in the specialization.
8814   TypeSourceInfo *WrittenTy
8815     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
8816                                                 TemplateArgs,
8817                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
8818   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
8819
8820   // Set source locations for keywords.
8821   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
8822   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
8823   Specialization->setBraceRange(SourceRange());
8824
8825   bool PreviouslyDLLExported = Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8826   ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
8827
8828   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
8829   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
8830   // just put it into the declaration context directly.
8831   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
8832   CurContext->addDecl(Specialization);
8833
8834   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
8835   if (HasNoEffect) {
8836     // Set the template specialization kind.
8837     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8838     return Specialization;
8839   }
8840
8841   // C++ [temp.explicit]p3:
8842   //   A definition of a class template or class member template
8843   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
8844   //   the class template or class member template.
8845   //
8846   // This check comes when we actually try to perform the
8847   // instantiation.
8848   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
8849     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8850                                               Specialization->getDefinition());
8851   if (!Def)
8852     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
8853   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
8854     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
8855     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
8856   }
8857
8858   // Instantiate the members of this class template specialization.
8859   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8860                                        Specialization->getDefinition());
8861   if (Def) {
8862     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
8863     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
8864     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8865     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8866         (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition ||
8867          DLLImportExplicitInstantiationDef)) {
8868       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
8869       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8870
8871       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
8872           (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8873            Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8874         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8875         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
8876         // MinGW doesn't allow this.
8877         auto *A = cast<InheritableAttr>(
8878             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
8879         A->setInherited(true);
8880         Def->addAttr(A);
8881         dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8882       }
8883     }
8884
8885     // Fix a TSK_ImplicitInstantiation followed by a
8886     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8887     bool NewlyDLLExported =
8888         !PreviouslyDLLExported && Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8889     if (Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation && NewlyDLLExported &&
8890         (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8891          Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8892       // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8893       // attribute to a template with a previous implicit instantiation.
8894       // MinGW doesn't allow this. We limit clang to only adding dllexport, to
8895       // avoid potentially strange codegen behavior.  For example, if we extend
8896       // this conditional to dllimport, and we have a source file calling a
8897       // method on an implicitly instantiated template class instance and then
8898       // declaring a dllimport explicit instantiation definition for the same
8899       // template class, the codegen for the method call will not respect the
8900       // dllimport, while it will with cl. The Def will already have the DLL
8901       // attribute, since the Def and Specialization will be the same in the
8902       // case of Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation, and we already added the
8903       // attribute to the Specialization; we just need to make it take effect.
8904       assert(Def == Specialization &&
8905              "Def and Specialization should match for implicit instantiation");
8906       dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8907     }
8908
8909     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
8910     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
8911     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8912     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
8913   } else {
8914
8915     // Set the template specialization kind.
8916     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8917   }
8918
8919   return Specialization;
8920 }
8921
8922 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
8923 DeclResult
8924 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S, SourceLocation ExternLoc,
8925                                  SourceLocation TemplateLoc, unsigned TagSpec,
8926                                  SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
8927                                  IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
8928                                  const ParsedAttributesView &Attr) {
8929
8930   bool Owned = false;
8931   bool IsDependent = false;
8932   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
8933                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
8934                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
8935                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
8936                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
8937                         /*IsTypeSpecifier*/false,
8938                         /*IsTemplateParamOrArg*/false);
8939   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
8940
8941   if (!TagD)
8942     return true;
8943
8944   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
8945   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
8946
8947   if (Tag->isInvalidDecl())
8948     return true;
8949
8950   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
8951   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
8952   if (!Pattern) {
8953     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
8954       << Context.getTypeDeclType(Record);
8955     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
8956     return true;
8957   }
8958
8959   // C++0x [temp.explicit]p2:
8960   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
8961   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
8962   //   simple-template-id.
8963   //
8964   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8965   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
8966     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8967       << Record << SS.getRange();
8968
8969   // C++0x [temp.explicit]p2:
8970   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8971   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8972   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8973   TemplateSpecializationKind TSK
8974     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8975                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8976
8977   // C++0x [temp.explicit]p2:
8978   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8979   //   namespace of its template. [...]
8980   //
8981   // This is C++ DR 275.
8982   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
8983
8984   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
8985   CXXRecordDecl *PrevDecl
8986     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
8987   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
8988     PrevDecl = Record;
8989   if (PrevDecl) {
8990     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
8991     bool HasNoEffect = false;
8992     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
8993     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
8994                                                PrevDecl,
8995                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8996                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8997                                                HasNoEffect))
8998       return true;
8999     if (HasNoEffect)
9000       return TagD;
9001   }
9002
9003   CXXRecordDecl *RecordDef
9004     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
9005   if (!RecordDef) {
9006     // C++ [temp.explicit]p3:
9007     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
9008     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
9009     CXXRecordDecl *Def
9010       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
9011     if (!Def) {
9012       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
9013         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
9014       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
9015         << Pattern;
9016       return true;
9017     } else {
9018       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
9019                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
9020                            TSK))
9021         return true;
9022
9023       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
9024       if (!RecordDef)
9025         return true;
9026     }
9027   }
9028
9029   // Instantiate all of the members of the class.
9030   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
9031                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
9032
9033   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9034     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
9035
9036   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
9037   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
9038   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
9039   // the source code.
9040   return TagD;
9041 }
9042
9043 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
9044                                             SourceLocation ExternLoc,
9045                                             SourceLocation TemplateLoc,
9046                                             Declarator &D) {
9047   // Explicit instantiations always require a name.
9048   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
9049   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
9050   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
9051   if (!Name) {
9052     if (!D.isInvalidType())
9053       Diag(D.getDeclSpec().getBeginLoc(),
9054            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
9055           << D.getDeclSpec().getSourceRange() << D.getSourceRange();
9056
9057     return true;
9058   }
9059
9060   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
9061   // we find one that is.
9062   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
9063          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
9064     S = S->getParent();
9065
9066   // Determine the type of the declaration.
9067   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
9068   QualType R = T->getType();
9069   if (R.isNull())
9070     return true;
9071
9072   // C++ [dcl.stc]p1:
9073   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
9074   //   instantiation (14.7.2) directive.
9075   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
9076     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
9077       << Name;
9078     return true;
9079   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
9080                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
9081     // Complain about then remove the storage class specifier.
9082     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
9083       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
9084
9085     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
9086   }
9087
9088   // C++0x [temp.explicit]p1:
9089   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
9090   //   inline or constexpr specifiers.
9091   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
9092   // well.
9093   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
9094     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
9095          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9096            diag::err_explicit_instantiation_inline :
9097            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
9098       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
9099   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
9100     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
9101     // not already specified.
9102     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
9103          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
9104
9105   // A deduction guide is not on the list of entities that can be explicitly
9106   // instantiated.
9107   if (Name.getNameKind() == DeclarationName::CXXDeductionGuideName) {
9108     Diag(D.getDeclSpec().getBeginLoc(), diag::err_deduction_guide_specialized)
9109         << /*explicit instantiation*/ 0;
9110     return true;
9111   }
9112
9113   // C++0x [temp.explicit]p2:
9114   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
9115   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
9116   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
9117   TemplateSpecializationKind TSK
9118     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
9119                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9120
9121   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
9122   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
9123
9124   if (!R->isFunctionType()) {
9125     // C++ [temp.explicit]p1:
9126     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
9127     //   instantiated from the member definition associated with its class
9128     //   template.
9129     // C++1y [temp.explicit]p1:
9130     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
9131     //   instantiated from its template.
9132     if (Previous.isAmbiguous())
9133       return true;
9134
9135     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
9136     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
9137
9138     if (!PrevTemplate) {
9139       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
9140         // We expect to see a data data member here.
9141         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
9142             << Name;
9143         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9144              P != PEnd; ++P)
9145           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9146         return true;
9147       }
9148
9149       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
9150         // FIXME: Check for explicit specialization?
9151         Diag(D.getIdentifierLoc(),
9152              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
9153             << Prev;
9154         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9155         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
9156         return true;
9157       }
9158     } else {
9159       // Explicitly instantiate a variable template.
9160
9161       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
9162       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
9163       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
9164       //
9165       // This includes auto-typed variable template instantiations.
9166       if (R->isUndeducedType()) {
9167         Diag(T->getTypeLoc().getBeginLoc(),
9168              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
9169         return true;
9170       }
9171
9172       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId) {
9173         // C++1y [temp.explicit]p3:
9174         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
9175         //   in the declaration shall be a template-id.
9176         Diag(D.getIdentifierLoc(),
9177              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
9178           << PrevTemplate;
9179         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
9180              diag::note_explicit_instantiation_here);
9181         return true;
9182       }
9183
9184       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
9185       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
9186           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9187
9188       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
9189                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
9190       if (Res.isInvalid())
9191         return true;
9192
9193       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
9194       // checking.
9195       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
9196     }
9197
9198     // C++0x [temp.explicit]p2:
9199     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9200     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9201     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9202     //   name shall be a simple-template-id.
9203     //
9204     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9205     //
9206     // This does not apply to variable template specializations, where the
9207     // template-id is in the unqualified-id instead.
9208     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
9209       Diag(D.getIdentifierLoc(),
9210            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9211         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9212
9213     // Check the scope of this explicit instantiation.
9214     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
9215
9216     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
9217     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
9218     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
9219     bool HasNoEffect = false;
9220     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
9221                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
9222       return true;
9223
9224     if (!HasNoEffect) {
9225       // Instantiate static data member or variable template.
9226       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9227       // Merge attributes.
9228       ProcessDeclAttributeList(S, Prev, D.getDeclSpec().getAttributes());
9229       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9230         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
9231     }
9232
9233     // Check the new variable specialization against the parsed input.
9234     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
9235       Diag(T->getTypeLoc().getBeginLoc(),
9236            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
9237           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
9238       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
9239           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
9240       return true;
9241     }
9242
9243     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
9244     return (Decl*) nullptr;
9245   }
9246
9247   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
9248   // argument list into our AST format.
9249   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
9250   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
9251   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId) {
9252     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9253     HasExplicitTemplateArgs = true;
9254   }
9255
9256   // C++ [temp.explicit]p1:
9257   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
9258   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
9259   //  instantiated from the member definition associated with its class
9260   //  template.
9261   UnresolvedSet<8> TemplateMatches;
9262   FunctionDecl *NonTemplateMatch = nullptr;
9263   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
9264   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9265        P != PEnd; ++P) {
9266     NamedDecl *Prev = *P;
9267     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
9268       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
9269         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType(),
9270                                                 /*AdjustExceptionSpec*/true);
9271         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
9272           if (Method->getPrimaryTemplate()) {
9273             TemplateMatches.addDecl(Method, P.getAccess());
9274           } else {
9275             // FIXME: Can this assert ever happen?  Needs a test.
9276             assert(!NonTemplateMatch && "Multiple NonTemplateMatches");
9277             NonTemplateMatch = Method;
9278           }
9279         }
9280       }
9281     }
9282
9283     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
9284     if (!FunTmpl)
9285       continue;
9286
9287     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
9288     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
9289     if (TemplateDeductionResult TDK
9290           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
9291                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
9292                                                         : nullptr),
9293                                     R, Specialization, Info)) {
9294       // Keep track of almost-matches.
9295       FailedCandidates.addCandidate()
9296           .set(P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9297                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
9298       (void)TDK;
9299       continue;
9300     }
9301
9302     // Target attributes are part of the cuda function signature, so
9303     // the cuda target of the instantiated function must match that of its
9304     // template.  Given that C++ template deduction does not take
9305     // target attributes into account, we reject candidates here that
9306     // have a different target.
9307     if (LangOpts.CUDA &&
9308         IdentifyCUDATarget(Specialization,
9309                            /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
9310             IdentifyCUDATarget(D.getDeclSpec().getAttributes())) {
9311       FailedCandidates.addCandidate().set(
9312           P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9313           MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
9314       continue;
9315     }
9316
9317     TemplateMatches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
9318   }
9319
9320   FunctionDecl *Specialization = NonTemplateMatch;
9321   if (!Specialization) {
9322     // Find the most specialized function template specialization.
9323     UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
9324         TemplateMatches.begin(), TemplateMatches.end(), FailedCandidates,
9325         D.getIdentifierLoc(),
9326         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
9327         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
9328         PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
9329
9330     if (Result == TemplateMatches.end())
9331       return true;
9332
9333     // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
9334     Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
9335   }
9336
9337   // C++11 [except.spec]p4
9338   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
9339   // but is not required.
9340   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
9341   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
9342   // other declarations of that function.
9343   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
9344     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
9345       unsigned DiagID =
9346           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9347       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
9348         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9349       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
9350           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
9351           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
9352           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
9353           Specialization->getLocation(), FPT, D.getBeginLoc());
9354       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
9355       // warning.
9356       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
9357         return true;
9358     }
9359
9360   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
9361     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9362          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
9363       << Specialization
9364       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
9365           TSK_ExplicitSpecialization);
9366     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9367     return true;
9368   }
9369
9370   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
9371   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
9372     PrevDecl = Specialization;
9373
9374   if (PrevDecl) {
9375     bool HasNoEffect = false;
9376     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
9377                                                PrevDecl,
9378                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
9379                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
9380                                                HasNoEffect))
9381       return true;
9382
9383     // FIXME: We may still want to build some representation of this
9384     // explicit specialization.
9385     if (HasNoEffect)
9386       return (Decl*) nullptr;
9387   }
9388
9389   ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, D.getDeclSpec().getAttributes());
9390
9391   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
9392   // instantiation declarations.
9393   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
9394       Specialization->hasAttr<DLLImportAttr>() &&
9395       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft())
9396     TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9397
9398   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9399
9400   if (Specialization->isDefined()) {
9401     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
9402     // instantiated now, and its linkage might have changed.
9403     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
9404   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9405     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
9406
9407   // C++0x [temp.explicit]p2:
9408   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9409   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9410   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9411   //   name shall be a simple-template-id.
9412   //
9413   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9414   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
9415   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
9416       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
9417       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
9418     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9419          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9420     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9421
9422   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
9423                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
9424                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
9425                                   D.getIdentifierLoc(),
9426                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
9427
9428   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
9429   return (Decl*) nullptr;
9430 }
9431
9432 TypeResult
9433 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
9434                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
9435                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
9436   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
9437   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
9438
9439   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
9440   if (!NNS)
9441     return true;
9442
9443   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
9444
9445   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
9446     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
9447       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
9448     return true;
9449   }
9450
9451   // Create the resulting type.
9452   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
9453   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
9454
9455   // Create type-source location information for this type.
9456   TypeLocBuilder TLB;
9457   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
9458   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
9459   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9460   TL.setNameLoc(NameLoc);
9461   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
9462 }
9463
9464 TypeResult
9465 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
9466                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
9467                         SourceLocation IdLoc) {
9468   if (SS.isInvalid())
9469     return true;
9470
9471   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9472     Diag(TypenameLoc,
9473          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9474            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9475            diag::ext_typename_outside_of_template)
9476       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9477
9478   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9479   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
9480                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
9481   if (T.isNull())
9482     return true;
9483
9484   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
9485   if (isa<DependentNameType>(T)) {
9486     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
9487     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9488     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9489     TL.setNameLoc(IdLoc);
9490   } else {
9491     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
9492     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9493     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9494     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
9495   }
9496
9497   return CreateParsedType(T, TSI);
9498 }
9499
9500 TypeResult
9501 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
9502                         SourceLocation TypenameLoc,
9503                         const CXXScopeSpec &SS,
9504                         SourceLocation TemplateKWLoc,
9505                         TemplateTy TemplateIn,
9506                         IdentifierInfo *TemplateII,
9507                         SourceLocation TemplateIILoc,
9508                         SourceLocation LAngleLoc,
9509                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
9510                         SourceLocation RAngleLoc) {
9511   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9512     Diag(TypenameLoc,
9513          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9514            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9515            diag::ext_typename_outside_of_template)
9516       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9517
9518   // Strangely, non-type results are not ignored by this lookup, so the
9519   // program is ill-formed if it finds an injected-class-name.
9520   if (TypenameLoc.isValid()) {
9521     auto *LookupRD =
9522         dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, false));
9523     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
9524       Diag(TemplateIILoc,
9525            diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9526         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
9527         << (TemplateKWLoc.isValid() ? 1 : 0 /*'template'/'typename' keyword*/);
9528     }
9529   }
9530
9531   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
9532   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
9533   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
9534
9535   TemplateName Template = TemplateIn.get();
9536   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
9537     // Construct a dependent template specialization type.
9538     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
9539     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
9540     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
9541                                                           DTN->getQualifier(),
9542                                                           DTN->getIdentifier(),
9543                                                                 TemplateArgs);
9544
9545     // Create source-location information for this type.
9546     TypeLocBuilder Builder;
9547     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9548     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9549     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9550     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9551     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9552     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9553     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9554     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9555     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9556       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9557     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
9558   }
9559
9560   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
9561   if (T.isNull())
9562     return true;
9563
9564   // Provide source-location information for the template specialization type.
9565   TypeLocBuilder Builder;
9566   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9567     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9568   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9569   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9570   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9571   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9572   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9573     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9574
9575   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
9576   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
9577   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9578   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9579
9580   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
9581   return CreateParsedType(T, TSI);
9582 }
9583
9584
9585 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
9586 /// disabled by a usage of std::enable_if.
9587 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
9588                        SourceRange &CondRange, Expr *&Cond) {
9589   // We must be looking for a ::type...
9590   if (!II.isStr("type"))
9591     return false;
9592
9593   // ... within an explicitly-written template specialization...
9594   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
9595     return false;
9596   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
9597   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
9598       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
9599   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
9600     return false;
9601   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST = EnableIfTSTLoc.getTypePtr();
9602
9603   // ... which names a complete class template declaration...
9604   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
9605     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
9606   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
9607     return false;
9608
9609   // ... called "enable_if".
9610   const IdentifierInfo *EnableIfII =
9611     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
9612   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
9613     return false;
9614
9615   // Assume the first template argument is the condition.
9616   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
9617
9618   // Dig out the condition.
9619   Cond = nullptr;
9620   if (EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getArgument().getKind()
9621         != TemplateArgument::Expression)
9622     return true;
9623
9624   Cond = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceExpression();
9625
9626   // Ignore Boolean literals; they add no value.
9627   if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(Cond->IgnoreParenCasts()))
9628     Cond = nullptr;
9629
9630   return true;
9631 }
9632
9633 /// Build the type that describes a C++ typename specifier,
9634 /// e.g., "typename T::type".
9635 QualType
9636 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
9637                         SourceLocation KeywordLoc,
9638                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
9639                         const IdentifierInfo &II,
9640                         SourceLocation IILoc) {
9641   CXXScopeSpec SS;
9642   SS.Adopt(QualifierLoc);
9643
9644   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
9645   if (!Ctx) {
9646     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
9647     // resolved to a type, build a typename type.
9648     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
9649     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9650                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9651                                         &II);
9652   }
9653
9654   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
9655   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
9656   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
9657   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
9658   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
9659
9660   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
9661     return QualType();
9662
9663   DeclarationName Name(&II);
9664   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
9665   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
9666   unsigned DiagID = 0;
9667   Decl *Referenced = nullptr;
9668   switch (Result.getResultKind()) {
9669   case LookupResult::NotFound: {
9670     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
9671     // a more specific diagnostic.
9672     SourceRange CondRange;
9673     Expr *Cond = nullptr;
9674     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange, Cond)) {
9675       // If we have a condition, narrow it down to the specific failed
9676       // condition.
9677       if (Cond) {
9678         Expr *FailedCond;
9679         std::string FailedDescription;
9680         std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
9681           findFailedBooleanCondition(Cond);
9682
9683         Diag(FailedCond->getExprLoc(),
9684              diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
9685           << FailedDescription
9686           << FailedCond->getSourceRange();
9687         return QualType();
9688       }
9689
9690       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
9691           << Ctx << CondRange;
9692       return QualType();
9693     }
9694
9695     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
9696     break;
9697   }
9698
9699   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
9700     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
9701     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
9702     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9703                           IILoc);
9704     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
9705       << Name << Ctx << FullRange;
9706     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
9707           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
9708       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
9709       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
9710         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
9711     }
9712   }
9713   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
9714   // better.
9715   LLVM_FALLTHROUGH;
9716
9717   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
9718     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
9719     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9720                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9721                                         &II);
9722
9723   case LookupResult::Found:
9724     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
9725       // C++ [class.qual]p2:
9726       //   In a lookup in which function names are not ignored and the
9727       //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
9728       //   after the nested-name-specifier, when looked up in C, is the
9729       //   injected-class-name of C [...] then the name is instead considered
9730       //   to name the constructor of class C.
9731       //
9732       // Unlike in an elaborated-type-specifier, function names are not ignored
9733       // in typename-specifier lookup. However, they are ignored in all the
9734       // contexts where we form a typename type with no keyword (that is, in
9735       // mem-initializer-ids, base-specifiers, and elaborated-type-specifiers).
9736       //
9737       // FIXME: That's not strictly true: mem-initializer-id lookup does not
9738       // ignore functions, but that appears to be an oversight.
9739       auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(Ctx);
9740       auto *FoundRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Type);
9741       if (Keyword == ETK_Typename && LookupRD && FoundRD &&
9742           FoundRD->isInjectedClassName() &&
9743           declaresSameEntity(LookupRD, cast<Decl>(FoundRD->getParent())))
9744         Diag(IILoc, diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9745             << &II << 1 << 0 /*'typename' keyword used*/;
9746
9747       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
9748       // typename-specifier was just sugar.
9749       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
9750       return Context.getElaboratedType(Keyword,
9751                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9752                                        Context.getTypeDeclType(Type));
9753     }
9754
9755     // C++ [dcl.type.simple]p2:
9756     //   A type-specifier of the form
9757     //     typename[opt] nested-name-specifier[opt] template-name
9758     //   is a placeholder for a deduced class type [...].
9759     if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
9760       if (auto *TD = getAsTypeTemplateDecl(Result.getFoundDecl())) {
9761         return Context.getElaboratedType(
9762             Keyword, QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9763             Context.getDeducedTemplateSpecializationType(TemplateName(TD),
9764                                                          QualType(), false));
9765       }
9766     }
9767
9768     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9769     Referenced = Result.getFoundDecl();
9770     break;
9771
9772   case LookupResult::FoundOverloaded:
9773     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9774     Referenced = *Result.begin();
9775     break;
9776
9777   case LookupResult::Ambiguous:
9778     return QualType();
9779   }
9780
9781   // If we get here, it's because name lookup did not find a
9782   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
9783   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9784                         IILoc);
9785   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
9786   if (Referenced)
9787     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
9788       << Name;
9789   return QualType();
9790 }
9791
9792 namespace {
9793   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
9794   class CurrentInstantiationRebuilder
9795     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
9796     SourceLocation Loc;
9797     DeclarationName Entity;
9798
9799   public:
9800     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
9801
9802     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
9803                                   SourceLocation Loc,
9804                                   DeclarationName Entity)
9805     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
9806       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
9807
9808     /// Determine whether the given type \p T has already been
9809     /// transformed.
9810     ///
9811     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
9812     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
9813     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
9814       return T.isNull() || !T->isDependentType();
9815     }
9816
9817     /// Returns the location of the entity whose type is being
9818     /// rebuilt.
9819     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
9820
9821     /// Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
9822     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
9823
9824     /// Sets the "base" location and entity when that
9825     /// information is known based on another transformation.
9826     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
9827       this->Loc = Loc;
9828       this->Entity = Entity;
9829     }
9830
9831     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
9832       // Lambdas never need to be transformed.
9833       return E;
9834     }
9835   };
9836 } // end anonymous namespace
9837
9838 /// Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
9839 ///
9840 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
9841 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
9842 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
9843 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
9844 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
9845 /// canonical types, e.g.,
9846 ///
9847 /// \code
9848 /// template<typename T>
9849 /// struct X {
9850 ///   typedef T* pointer;
9851 ///   pointer data();
9852 /// };
9853 ///
9854 /// template<typename T>
9855 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
9856 /// \endcode
9857 ///
9858 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
9859 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
9860 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
9861 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
9862 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
9863 /// definition and the declaration to match.
9864 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
9865                                                         SourceLocation Loc,
9866                                                         DeclarationName Name) {
9867   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
9868     return T;
9869
9870   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
9871   return Rebuilder.TransformType(T);
9872 }
9873
9874 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
9875   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
9876                                           DeclarationName());
9877   return Rebuilder.TransformExpr(E);
9878 }
9879
9880 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
9881   if (SS.isInvalid())
9882     return true;
9883
9884   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9885   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
9886                                           DeclarationName());
9887   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
9888     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
9889   if (!Rebuilt)
9890     return true;
9891
9892   SS.Adopt(Rebuilt);
9893   return false;
9894 }
9895
9896 /// Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
9897 /// instantiation.
9898 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9899                                                TemplateParameterList *Params) {
9900   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9901     Decl *Param = Params->getParam(I);
9902
9903     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
9904     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
9905       continue;
9906
9907     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
9908     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
9909         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
9910       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9911             TTP->getTemplateParameters()))
9912         return true;
9913
9914       continue;
9915     }
9916
9917     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
9918     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
9919     TypeSourceInfo *NewTSI
9920       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
9921                                           NTTP->getLocation(),
9922                                           NTTP->getDeclName());
9923     if (!NewTSI)
9924       return true;
9925
9926     if (NewTSI->getType()->isUndeducedType()) {
9927       // C++17 [temp.dep.expr]p3:
9928       //   An id-expression is type-dependent if it contains
9929       //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
9930       //      template-parameter declared with a type that contains a
9931       //      placeholder type (7.1.7.4),
9932       NewTSI = SubstAutoTypeSourceInfo(NewTSI, Context.DependentTy);
9933     }
9934
9935     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
9936       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
9937       NTTP->setType(NewTSI->getType());
9938     }
9939   }
9940
9941   return false;
9942 }
9943
9944 /// Produces a formatted string that describes the binding of
9945 /// template parameters to template arguments.
9946 std::string
9947 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9948                                       const TemplateArgumentList &Args) {
9949   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
9950 }
9951
9952 std::string
9953 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9954                                       const TemplateArgument *Args,
9955                                       unsigned NumArgs) {
9956   SmallString<128> Str;
9957   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
9958
9959   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
9960     return std::string();
9961
9962   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9963     if (I >= NumArgs)
9964       break;
9965
9966     if (I == 0)
9967       Out << "[with ";
9968     else
9969       Out << ", ";
9970
9971     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
9972       Out << Id->getName();
9973     } else {
9974       Out << '$' << I;
9975     }
9976
9977     Out << " = ";
9978     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
9979   }
9980
9981   Out << ']';
9982   return Out.str();
9983 }
9984
9985 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
9986                                     CachedTokens &Toks) {
9987   if (!FD)
9988     return;
9989
9990   auto LPT = llvm::make_unique<LateParsedTemplate>();
9991
9992   // Take tokens to avoid allocations
9993   LPT->Toks.swap(Toks);
9994   LPT->D = FnD;
9995   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, std::move(LPT)));
9996
9997   FD->setLateTemplateParsed(true);
9998 }
9999
10000 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
10001   if (!FD)
10002     return;
10003   FD->setLateTemplateParsed(false);
10004 }
10005
10006 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
10007   DeclContext *DC = CurContext;
10008
10009   while (DC) {
10010     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
10011       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
10012       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
10013     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
10014       return false;
10015
10016     DC = DC->getParent();
10017   }
10018   return false;
10019 }
10020
10021 namespace {
10022 /// Walk the path from which a declaration was instantiated, and check
10023 /// that every explicit specialization along that path is visible. This enforces
10024 /// C++ [temp.expl.spec]/6:
10025 ///
10026 ///   If a template, a member template or a member of a class template is
10027 ///   explicitly specialized then that specialization shall be declared before
10028 ///   the first use of that specialization that would cause an implicit
10029 ///   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
10030 ///   use occurs; no diagnostic is required.
10031 ///
10032 /// and also C++ [temp.class.spec]/1:
10033 ///
10034 ///   A partial specialization shall be declared before the first use of a
10035 ///   class template specialization that would make use of the partial
10036 ///   specialization as the result of an implicit or explicit instantiation
10037 ///   in every translation unit in which such a use occurs; no diagnostic is
10038 ///   required.
10039 class ExplicitSpecializationVisibilityChecker {
10040   Sema &S;
10041   SourceLocation Loc;
10042   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
10043
10044 public:
10045   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(Sema &S, SourceLocation Loc)
10046       : S(S), Loc(Loc) {}
10047
10048   void check(NamedDecl *ND) {
10049     if (auto *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(ND))
10050       return checkImpl(FD);
10051     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ND))
10052       return checkImpl(RD);
10053     if (auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND))
10054       return checkImpl(VD);
10055     if (auto *ED = dyn_cast<EnumDecl>(ND))
10056       return checkImpl(ED);
10057   }
10058
10059 private:
10060   void diagnose(NamedDecl *D, bool IsPartialSpec) {
10061     auto Kind = IsPartialSpec ? Sema::MissingImportKind::PartialSpecialization
10062                               : Sema::MissingImportKind::ExplicitSpecialization;
10063     const bool Recover = true;
10064
10065     // If we got a custom set of modules (because only a subset of the
10066     // declarations are interesting), use them, otherwise let
10067     // diagnoseMissingImport intelligently pick some.
10068     if (Modules.empty())
10069       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, Kind, Recover);
10070     else
10071       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, D->getLocation(), Modules, Kind, Recover);
10072   }
10073
10074   // Check a specific declaration. There are three problematic cases:
10075   //
10076   //  1) The declaration is an explicit specialization of a template
10077   //     specialization.
10078   //  2) The declaration is an explicit specialization of a member of an
10079   //     templated class.
10080   //  3) The declaration is an instantiation of a template, and that template
10081   //     is an explicit specialization of a member of a templated class.
10082   //
10083   // We don't need to go any deeper than that, as the instantiation of the
10084   // surrounding class / etc is not triggered by whatever triggered this
10085   // instantiation, and thus should be checked elsewhere.
10086   template<typename SpecDecl>
10087   void checkImpl(SpecDecl *Spec) {
10088     bool IsHiddenExplicitSpecialization = false;
10089     if (Spec->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
10090       IsHiddenExplicitSpecialization =
10091           Spec->getMemberSpecializationInfo()
10092               ? !S.hasVisibleMemberSpecialization(Spec, &Modules)
10093               : !S.hasVisibleExplicitSpecialization(Spec, &Modules);
10094     } else {
10095       checkInstantiated(Spec);
10096     }
10097
10098     if (IsHiddenExplicitSpecialization)
10099       diagnose(Spec->getMostRecentDecl(), false);
10100   }
10101
10102   void checkInstantiated(FunctionDecl *FD) {
10103     if (auto *TD = FD->getPrimaryTemplate())
10104       checkTemplate(TD);
10105   }
10106
10107   void checkInstantiated(CXXRecordDecl *RD) {
10108     auto *SD = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RD);
10109     if (!SD)
10110       return;
10111
10112     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
10113     if (auto *TD = From.dyn_cast<ClassTemplateDecl *>())
10114       checkTemplate(TD);
10115     else if (auto *TD =
10116                  From.dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
10117       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
10118         diagnose(TD, true);
10119       checkTemplate(TD);
10120     }
10121   }
10122
10123   void checkInstantiated(VarDecl *RD) {
10124     auto *SD = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(RD);
10125     if (!SD)
10126       return;
10127
10128     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
10129     if (auto *TD = From.dyn_cast<VarTemplateDecl *>())
10130       checkTemplate(TD);
10131     else if (auto *TD =
10132                  From.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
10133       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
10134         diagnose(TD, true);
10135       checkTemplate(TD);
10136     }
10137   }
10138
10139   void checkInstantiated(EnumDecl *FD) {}
10140
10141   template<typename TemplDecl>
10142   void checkTemplate(TemplDecl *TD) {
10143     if (TD->isMemberSpecialization()) {
10144       if (!S.hasVisibleMemberSpecialization(TD, &Modules))
10145         diagnose(TD->getMostRecentDecl(), false);
10146     }
10147   }
10148 };
10149 } // end anonymous namespace
10150
10151 void Sema::checkSpecializationVisibility(SourceLocation Loc, NamedDecl *Spec) {
10152   if (!getLangOpts().Modules)
10153     return;
10154
10155   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(*this, Loc).check(Spec);
10156 }
10157
10158 /// Check whether a template partial specialization that we've discovered
10159 /// is hidden, and produce suitable diagnostics if so.
10160 void Sema::checkPartialSpecializationVisibility(SourceLocation Loc,
10161                                                 NamedDecl *Spec) {
10162   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
10163   if (!hasVisibleDeclaration(Spec, &Modules))
10164     diagnoseMissingImport(Loc, Spec, Spec->getLocation(), Modules,
10165                           MissingImportKind::PartialSpecialization,
10166                           /*Recover*/true);
10167 }