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/LangOptions.h"
  22 #include "clang/Basic/PartialDiagnostic.h"
  23 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  24 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
  25 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  26 #include "clang/Sema/ParsedTemplate.h"
  27 #include "clang/Sema/Scope.h"
  28 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  29 #include "clang/Sema/Template.h"
  30 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  33 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  34 using namespace clang;
  35 using namespace sema;
  36
  37 // Exported for use by Parser.
  38 SourceRange
  39 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
  40                               unsigned N) {
  41   if (!N) return SourceRange();
  42   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
  43 }
  44
  45 /// \brief Determine whether the declaration found is acceptable as the name
  46 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
  47 /// returns NULL.
  48 static NamedDecl *isAcceptableTemplateName(ASTContext &Context,
  49                                            NamedDecl *Orig,
  50                                            bool AllowFunctionTemplates) {
  51   NamedDecl *D = Orig->getUnderlyingDecl();
  52
  53   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
  54     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
  55       return nullptr;
  56
  57     return Orig;
  58   }
  59
  60   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
  61     // C++ [temp.local]p1:
  62     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
  63     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
  64     //   can be used with or without a template-argument-list. When
  65     //   it is used without a template-argument-list, it is
  66     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
  67     //   template-parameters of the class template enclosed in
  68     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
  69     //   refers to the specified class template specialization,
  70     //   which could be the current specialization or another
  71     //   specialization.
  72     if (Record->isInjectedClassName()) {
  73       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
  74       if (Record->getDescribedClassTemplate())
  75         return Record->getDescribedClassTemplate();
  76
  77       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
  78             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
  79         return Spec->getSpecializedTemplate();
  80     }
  81
  82     return nullptr;
  83   }
  84
  85   return nullptr;
  86 }
  87
  88 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
  89                                          bool AllowFunctionTemplates) {
  90   // The set of class templates we've already seen.
  91   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
  92   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
  93   while (filter.hasNext()) {
  94     NamedDecl *Orig = filter.next();
  95     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig,
  96                                                AllowFunctionTemplates);
  97     if (!Repl)
  98       filter.erase();
  99     else if (Repl != Orig) {
 100
 101       // C++ [temp.local]p3:
 102       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
 103       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
 104       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
 105       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
 106       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
 107       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
 108       //   ambiguous.
 109       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
 110         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl)) {
 111           filter.erase();
 112           continue;
 113         }
 114
 115       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
 116       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
 117       // found this template through a particular injected class name,
 118       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
 119       // Pretending that access is public is *much* safer.
 120       filter.replace(Repl, AS_public);
 121     }
 122   }
 123   filter.done();
 124 }
 125
 126 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 127                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 128   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
 129     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
 130       return true;
 131
 132   return false;
 133 }
 134
 135 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 136                                       CXXScopeSpec &SS,
 137                                       bool hasTemplateKeyword,
 138                                       UnqualifiedId &Name,
 139                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 140                                       bool EnteringContext,
 141                                       TemplateTy &TemplateResult,
 142                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 143   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 144
 145   DeclarationName TName;
 146   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 147
 148   switch (Name.getKind()) {
 149   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
 150     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 151     break;
 152
 153   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
 154     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 155                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 156     break;
 157
 158   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
 159     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 160     break;
 161
 162   default:
 163     return TNK_Non_template;
 164   }
 165
 166   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 167
 168   LookupResult R(*this, TName, Name.getLocStart(), LookupOrdinaryName);
 169   LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 170                      MemberOfUnknownSpecialization);
 171   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
 172   if (R.isAmbiguous()) {
 173     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
 174     R.suppressDiagnostics();
 175
 176     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
 177     // should at least parse them properly!
 178     return TNK_Non_template;
 179   }
 180
 181   TemplateName Template;
 182   TemplateNameKind TemplateKind;
 183
 184   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 185   if (ResultCount > 1) {
 186     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 187     // template name in other ways.
 188     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 189     TemplateKind = TNK_Function_template;
 190
 191     // We'll do this lookup again later.
 192     R.suppressDiagnostics();
 193   } else {
 194     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
 195
 196     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 197       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 198       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 199                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 200     } else {
 201       Template = TemplateName(TD);
 202     }
 203
 204     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 205       TemplateKind = TNK_Function_template;
 206
 207       // We'll do this lookup again later.
 208       R.suppressDiagnostics();
 209     } else {
 210       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 211              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD));
 212       TemplateKind =
 213           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
 214     }
 215   }
 216
 217   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 218   return TemplateKind;
 219 }
 220
 221 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 222                                        SourceLocation IILoc,
 223                                        Scope *S,
 224                                        const CXXScopeSpec *SS,
 225                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 226                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 227   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 228   // template name.
 229   // FIXME: Typo correction?
 230   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 231       computeDeclContext(*SS))
 232     return false;
 233
 234   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 235   // name.
 236   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 237   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 238     << Qualifier << II.getName()
 239     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 240   SuggestedTemplate
 241     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 242   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 243   return true;
 244 }
 245
 246 void Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 247                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 248                               QualType ObjectType,
 249                               bool EnteringContext,
 250                               bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 251   // Determine where to perform name lookup
 252   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 253   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 254   bool isDependent = false;
 255   if (!ObjectType.isNull()) {
 256     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 257     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 258     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 259     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 260     isDependent = ObjectType->isDependentType();
 261     assert((isDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 262             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 263            "Caller should have completed object type");
 264
 265     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
 266     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
 267       Found.clear();
 268       return;
 269     }
 270   } else if (SS.isSet()) {
 271     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 272     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 273     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 274     isDependent = isDependentScopeSpecifier(SS);
 275
 276     // The declaration context must be complete.
 277     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 278       return;
 279   }
 280
 281   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 282   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 283   if (LookupCtx) {
 284     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 285     // computed, which is either the type of the base of a member access
 286     // expression or the declaration context associated with a prior
 287     // nested-name-specifier.
 288     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 289     if (!ObjectType.isNull() && Found.empty()) {
 290       // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 291       //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 292       //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 293       //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 294       //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 295       //   The identifier is first looked up in the class of the object
 296       //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 297       //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 298       //   or function template.
 299       if (S) LookupName(Found, S);
 300       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 301       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 302     }
 303   } else if (isDependent && (!S || ObjectType.isNull())) {
 304     // We cannot look into a dependent object type or nested nme
 305     // specifier.
 306     MemberOfUnknownSpecialization = true;
 307     return;
 308   } else {
 309     // Perform unqualified name lookup in the current scope.
 310     LookupName(Found, S);
 311
 312     if (!ObjectType.isNull())
 313       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 314   }
 315
 316   if (Found.empty() && !isDependent) {
 317     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 318     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 319     Found.clear();
 320     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 321     CorrectionCandidateCallback FilterCCC;
 322     FilterCCC.WantTypeSpecifiers = false;
 323     FilterCCC.WantExpressionKeywords = false;
 324     FilterCCC.WantRemainingKeywords = false;
 325     FilterCCC.WantCXXNamedCasts = true;
 326     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(Found.getLookupNameInfo(),
 327                                                Found.getLookupKind(), S, &SS,
 328                                                FilterCCC, CTK_ErrorRecovery,
 329                                                LookupCtx)) {
 330       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 331       if (Corrected.getCorrectionDecl())
 332         Found.addDecl(Corrected.getCorrectionDecl());
 333       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 334       if (!Found.empty()) {
 335         if (LookupCtx) {
 336           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 337           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 338                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 339           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 340                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 341                                     << SS.getRange());
 342         } else {
 343           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 344         }
 345       }
 346     } else {
 347       Found.setLookupName(Name);
 348     }
 349   }
 350
 351   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 352   if (Found.empty()) {
 353     if (isDependent)
 354       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 355     return;
 356   }
 357
 358   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 359       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 360     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 361     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 362     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 363     //   postfix-expression and [...]
 364     //
 365     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 366     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 367                             LookupOrdinaryName);
 368     LookupName(FoundOuter, S);
 369     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 370
 371     if (FoundOuter.empty()) {
 372       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 373       //     object expression is used, otherwise
 374     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
 375                FoundOuter.isAmbiguous()) {
 376       //   - if the name is found in the context of the entire
 377       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 378       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 379       FoundOuter.clear();
 380     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 381       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 382       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 383       //     otherwise the program is ill-formed.
 384       if (!Found.isSingleResult() ||
 385           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
 386             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
 387         Diag(Found.getNameLoc(),
 388              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 389           << Found.getLookupName()
 390           << ObjectType;
 391         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 392              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 393           << ObjectType;
 394         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 395              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 396
 397         // Recover by taking the template that we found in the object
 398         // expression's type.
 399       }
 400     }
 401   }
 402 }
 403
 404 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 405 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 406 /// specifier naming a dependent type.
 407 ExprResult
 408 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 409                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 410                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 411                                  bool isAddressOfOperand,
 412                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 413   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 414
 415   if (!isAddressOfOperand &&
 416       isa<CXXMethodDecl>(DC) &&
 417       cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 418     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
 419
 420     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 421     // perform the double-lookup check.
 422     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 423
 424     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 425         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 426         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 427         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 428   }
 429
 430   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 431 }
 432
 433 ExprResult
 434 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 435                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 436                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 437                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 438   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 439       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 440       TemplateArgs);
 441 }
 442
 443 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 444 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 445 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 446 /// an error, and false otherwise.
 447 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 448   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 449
 450   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 451   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 452     return;
 453
 454   // C++ [temp.local]p4:
 455   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 456   //   scope (including nested scopes).
 457   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 458     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 459   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 460   return;
 461 }
 462
 463 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 464 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 465 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 466 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 467   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 468     D = Temp->getTemplatedDecl();
 469     return Temp;
 470   }
 471   return nullptr;
 472 }
 473
 474 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 475                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 476   assert(Kind == Template &&
 477          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 478   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 479          "Template template argument pack expansion without packs");
 480   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 481   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 482   return Result;
 483 }
 484
 485 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 486                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 487
 488   switch (Arg.getKind()) {
 489   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 490     TypeSourceInfo *DI;
 491     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 492     if (!DI)
 493       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 494     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 495   }
 496
 497   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 498     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 499     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 500   }
 501
 502   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 503     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 504     TemplateArgument TArg;
 505     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 506       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 507     else
 508       TArg = Template;
 509     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 510                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 511                                                               SemaRef.Context),
 512                                Arg.getLocation(),
 513                                Arg.getEllipsisLoc());
 514   }
 515   }
 516
 517   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 518 }
 519
 520 /// \brief Translates template arguments as provided by the parser
 521 /// into template arguments used by semantic analysis.
 522 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 523                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 524  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 525    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 526                                                       TemplateArgsIn[I]));
 527 }
 528
 529 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 530                                                  SourceLocation Loc,
 531                                                  IdentifierInfo *Name) {
 532   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 533       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForRedeclaration);
 534   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 535     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 536 }
 537
 538 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 539 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 540 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 541 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 542 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 543 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 544 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 545 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 546 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 547 Decl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 548                                SourceLocation EllipsisLoc,
 549                                SourceLocation KeyLoc,
 550                                IdentifierInfo *ParamName,
 551                                SourceLocation ParamNameLoc,
 552                                unsigned Depth, unsigned Position,
 553                                SourceLocation EqualLoc,
 554                                ParsedType DefaultArg) {
 555   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 556          "Template type parameter not in template parameter scope!");
 557   bool Invalid = false;
 558
 559   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
 560   if (!ParamName)
 561     Loc = KeyLoc;
 562
 563   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 564   TemplateTypeParmDecl *Param
 565     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 566                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
 567                                    Typename, IsParameterPack);
 568   Param->setAccess(AS_public);
 569   if (Invalid)
 570     Param->setInvalidDecl();
 571
 572   if (ParamName) {
 573     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
 574
 575     // Add the template parameter into the current scope.
 576     S->AddDecl(Param);
 577     IdResolver.AddDecl(Param);
 578   }
 579
 580   // C++0x [temp.param]p9:
 581   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 582   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 583   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
 584     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 585     DefaultArg = ParsedType();
 586   }
 587
 588   // Handle the default argument, if provided.
 589   if (DefaultArg) {
 590     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
 591     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
 592
 593     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
 594
 595     // Check for unexpanded parameter packs.
 596     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
 597                                         UPPC_DefaultArgument))
 598       return Param;
 599
 600     // Check the template argument itself.
 601     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
 602       Param->setInvalidDecl();
 603       return Param;
 604     }
 605
 606     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo, false);
 607   }
 608
 609   return Param;
 610 }
 611
 612 /// \brief Check that the type of a non-type template parameter is
 613 /// well-formed.
 614 ///
 615 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
 616 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
 617 QualType
 618 Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T, SourceLocation Loc) {
 619   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
 620   // parameters.
 621   if (T->isVariablyModifiedType()) {
 622     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
 623       << T;
 624     return QualType();
 625   }
 626
 627   // C++ [temp.param]p4:
 628   //
 629   // A non-type template-parameter shall have one of the following
 630   // (optionally cv-qualified) types:
 631   //
 632   //       -- integral or enumeration type,
 633   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
 634       //   -- pointer to object or pointer to function,
 635       T->isPointerType() ||
 636       //   -- reference to object or reference to function,
 637       T->isReferenceType() ||
 638       //   -- pointer to member,
 639       T->isMemberPointerType() ||
 640       //   -- std::nullptr_t.
 641       T->isNullPtrType() ||
 642       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
 643       // assume that it is well-formed.
 644       T->isDependentType()) {
 645     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
 646     // are ignored when determining its type.
 647     return T.getUnqualifiedType();
 648   }
 649
 650   // C++ [temp.param]p8:
 651   //
 652   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
 653   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
 654   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
 655   else if (T->isArrayType())
 656     // FIXME: Keep the type prior to promotion?
 657     return Context.getArrayDecayedType(T);
 658   else if (T->isFunctionType())
 659     // FIXME: Keep the type prior to promotion?
 660     return Context.getPointerType(T);
 661
 662   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
 663     << T;
 664
 665   return QualType();
 666 }
 667
 668 Decl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
 669                                           unsigned Depth,
 670                                           unsigned Position,
 671                                           SourceLocation EqualLoc,
 672                                           Expr *Default) {
 673   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
 674   QualType T = TInfo->getType();
 675
 676   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 677          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
 678   bool Invalid = false;
 679
 680   T = CheckNonTypeTemplateParameterType(T, D.getIdentifierLoc());
 681   if (T.isNull()) {
 682     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
 683     Invalid = true;
 684   }
 685
 686   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
 687   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
 688   NonTypeTemplateParmDecl *Param
 689     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 690                                       D.getLocStart(),
 691                                       D.getIdentifierLoc(),
 692                                       Depth, Position, ParamName, T,
 693                                       IsParameterPack, TInfo);
 694   Param->setAccess(AS_public);
 695
 696   if (Invalid)
 697     Param->setInvalidDecl();
 698
 699   if (ParamName) {
 700     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
 701                                          ParamName);
 702
 703     // Add the template parameter into the current scope.
 704     S->AddDecl(Param);
 705     IdResolver.AddDecl(Param);
 706   }
 707
 708   // C++0x [temp.param]p9:
 709   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 710   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 711   if (Default && IsParameterPack) {
 712     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 713     Default = nullptr;
 714   }
 715
 716   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
 717   if (Default) {
 718     // Check for unexpanded parameter packs.
 719     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
 720       return Param;
 721
 722     TemplateArgument Converted;
 723     ExprResult DefaultRes = CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
 724     if (DefaultRes.isInvalid()) {
 725       Param->setInvalidDecl();
 726       return Param;
 727     }
 728     Default = DefaultRes.get();
 729
 730     Param->setDefaultArgument(Default, false);
 731   }
 732
 733   return Param;
 734 }
 735
 736 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
 737 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
 738 /// has been parsed. S is the current scope.
 739 Decl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
 740                                            SourceLocation TmpLoc,
 741                                            TemplateParameterList *Params,
 742                                            SourceLocation EllipsisLoc,
 743                                            IdentifierInfo *Name,
 744                                            SourceLocation NameLoc,
 745                                            unsigned Depth,
 746                                            unsigned Position,
 747                                            SourceLocation EqualLoc,
 748                                            ParsedTemplateArgument Default) {
 749   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 750          "Template template parameter not in template parameter scope!");
 751
 752   // Construct the parameter object.
 753   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 754   TemplateTemplateParmDecl *Param =
 755     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 756                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
 757                                      Depth, Position, IsParameterPack,
 758                                      Name, Params);
 759   Param->setAccess(AS_public);
 760
 761   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
 762   // into the scope and lookup mechanisms.
 763   if (Name) {
 764     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
 765
 766     S->AddDecl(Param);
 767     IdResolver.AddDecl(Param);
 768   }
 769
 770   if (Params->size() == 0) {
 771     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
 772     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
 773     Param->setInvalidDecl();
 774   }
 775
 776   // C++0x [temp.param]p9:
 777   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 778   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 779   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
 780     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 781     Default = ParsedTemplateArgument();
 782   }
 783
 784   if (!Default.isInvalid()) {
 785     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
 786     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
 787     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
 788     // be able to match now.
 789     //
 790     // If none of the template template parameter's template arguments mention
 791     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
 792     // However, it isn't worth doing.
 793     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
 794     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
 795       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_class_template)
 796         << DefaultArg.getSourceRange();
 797       return Param;
 798     }
 799
 800     // Check for unexpanded parameter packs.
 801     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
 802                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
 803                                         UPPC_DefaultArgument))
 804       return Param;
 805
 806     Param->setDefaultArgument(DefaultArg, false);
 807   }
 808
 809   return Param;
 810 }
 811
 812 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList that
 813 /// contains the template parameters in Params/NumParams.
 814 TemplateParameterList *
 815 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
 816                                  SourceLocation ExportLoc,
 817                                  SourceLocation TemplateLoc,
 818                                  SourceLocation LAngleLoc,
 819                                  Decl **Params, unsigned NumParams,
 820                                  SourceLocation RAngleLoc) {
 821   if (ExportLoc.isValid())
 822     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
 823
 824   return TemplateParameterList::Create(Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
 825                                        (NamedDecl**)Params, NumParams,
 826                                        RAngleLoc);
 827 }
 828
 829 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
 830   if (SS.isSet())
 831     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
 832 }
 833
 834 DeclResult
 835 Sema::CheckClassTemplate(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
 836                          SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
 837                          IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
 838                          AttributeList *Attr,
 839                          TemplateParameterList *TemplateParams,
 840                          AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
 841                          SourceLocation FriendLoc,
 842                          unsigned NumOuterTemplateParamLists,
 843                          TemplateParameterList** OuterTemplateParamLists) {
 844   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
 845          "No template parameters");
 846   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
 847   bool Invalid = false;
 848
 849   // Check that we can declare a template here.
 850   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
 851     return true;
 852
 853   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
 854   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
 855
 856   // There is no such thing as an unnamed class template.
 857   if (!Name) {
 858     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
 859     return true;
 860   }
 861
 862   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
 863   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
 864   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
 865   DeclContext *SemanticContext;
 866   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
 867                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
 868                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
 869                         ForRedeclaration);
 870   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
 871     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
 872     if (!SemanticContext) {
 873       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
 874       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
 875       // class templates, so don't complain here.
 876       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
 877                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
 878                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
 879           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
 880       return TUK != TUK_Friend;
 881     }
 882
 883     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
 884       return true;
 885
 886     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
 887     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
 888     // now that we know what the current instantiation is.
 889     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
 890       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
 891       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
 892         Invalid = true;
 893     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
 894       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc);
 895
 896     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
 897   } else {
 898     SemanticContext = CurContext;
 899     LookupName(Previous, S);
 900   }
 901
 902   if (Previous.isAmbiguous())
 903     return true;
 904
 905   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
 906   if (Previous.begin() != Previous.end())
 907     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
 908
 909   // If there is a previous declaration with the same name, check
 910   // whether this is a valid redeclaration.
 911   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate
 912     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
 913
 914   // We may have found the injected-class-name of a class template,
 915   // class template partial specialization, or class template specialization.
 916   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
 917   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
 918       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
 919     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
 920     PrevClassTemplate
 921       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
 922     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
 923       PrevClassTemplate
 924         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
 925             ->getSpecializedTemplate();
 926     }
 927   }
 928
 929   if (TUK == TUK_Friend) {
 930     // C++ [namespace.memdef]p3:
 931     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
 932     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
 933     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
 934     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
 935     if (!SS.isSet()) {
 936       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
 937       while (!OutermostContext->isFileContext())
 938         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
 939
 940       if (PrevDecl &&
 941           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
 942            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
 943         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
 944       } else {
 945         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
 946         // context we computed is the semantic context for our new
 947         // declaration.
 948         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
 949         SemanticContext = OutermostContext;
 950
 951         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
 952         // declaration of this name as a non-tag type.
 953         LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc, LookupOrdinaryName,
 954                               ForRedeclaration);
 955         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
 956         while (LookupContext->isTransparentContext())
 957           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
 958         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
 959
 960         if (Previous.isAmbiguous())
 961           return true;
 962
 963         if (Previous.begin() != Previous.end())
 964           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
 965       }
 966     }
 967   } else if (PrevDecl &&
 968              !isDeclInScope(PrevDecl, SemanticContext, S, SS.isValid()))
 969     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
 970
 971   if (PrevClassTemplate) {
 972     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
 973     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
 974     // could be dependent.
 975     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
 976         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
 977                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
 978                                         /*Complain=*/true,
 979                                         TPL_TemplateMatch))
 980       return true;
 981
 982     // C++ [temp.class]p4:
 983     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
 984     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
 985     //   the class-key shall agree in kind with the original class
 986     //   template declaration (7.1.5.3).
 987     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
 988     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
 989                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, *Name)) {
 990       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
 991         << Name
 992         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
 993       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
 994       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
 995     }
 996
 997     // Check for redefinition of this class template.
 998     if (TUK == TUK_Definition) {
 999       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1000         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1001         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1002         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1003         // definition, as part of error recovery?
1004         return true;
1005       }
1006     }
1007   } else if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1008     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1009     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1010     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1011     PrevDecl = nullptr;
1012   } else if (PrevDecl) {
1013     // C++ [temp]p5:
1014     //   A class template shall not have the same name as any other
1015     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1016     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1017     //   in (14.5.4).
1018     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1019     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1020     return true;
1021   }
1022
1023   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1024   // merging in the template parameter list from the previous class
1025   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1026   // context, because the template parameter list might be dependent.
1027   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1028       CheckTemplateParameterList(
1029           TemplateParams,
1030           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1031                             : nullptr,
1032           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1033            SemanticContext->isDependentContext())
1034               ? TPC_ClassTemplateMember
1035               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1036                                   : TPC_ClassTemplate))
1037     Invalid = true;
1038
1039   if (SS.isSet()) {
1040     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1041     // template out-of-line.
1042     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1043       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1044                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1045         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1046       Invalid = true;
1047     }
1048   }
1049
1050   CXXRecordDecl *NewClass =
1051     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1052                           PrevClassTemplate?
1053                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1054                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1055   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1056   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1057     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(Context,
1058                                             NumOuterTemplateParamLists,
1059                                             OuterTemplateParamLists);
1060
1061   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1062   // the ASTContext lays out the structure.
1063   if (TUK == TUK_Definition) {
1064     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1065     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1066   }
1067
1068   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1069     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1070                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1071                                 NewClass, PrevClassTemplate);
1072   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1073
1074   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1075     NewTemplate->setModulePrivate();
1076
1077   // Build the type for the class template declaration now.
1078   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1079   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1080   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1081   (void)T;
1082
1083   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1084   // class template, make a note of that.
1085   if (PrevClassTemplate &&
1086       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1087     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1088
1089   // Set the access specifier.
1090   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1091     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1092
1093   // Set the lexical context of these templates
1094   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1095   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1096
1097   if (TUK == TUK_Definition)
1098     NewClass->startDefinition();
1099
1100   if (Attr)
1101     ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1102
1103   if (PrevClassTemplate)
1104     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1105
1106   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1107
1108   if (TUK != TUK_Friend)
1109     PushOnScopeChains(NewTemplate, S);
1110   else {
1111     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1112       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1113       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1114     }
1115
1116     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1117
1118     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1119     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1120       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1121       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1122       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1123         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1124                           /* AddToContext = */ false);
1125     }
1126
1127     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1128         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1129     Friend->setAccess(AS_public);
1130     CurContext->addDecl(Friend);
1131   }
1132
1133   if (Invalid) {
1134     NewTemplate->setInvalidDecl();
1135     NewClass->setInvalidDecl();
1136   }
1137
1138   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1139
1140   return NewTemplate;
1141 }
1142
1143 /// \brief Diagnose the presence of a default template argument on a
1144 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
1145 ///
1146 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
1147 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
1148                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
1149                                             SourceLocation ParamLoc,
1150                                             SourceRange DefArgRange) {
1151   switch (TPC) {
1152   case Sema::TPC_ClassTemplate:
1153   case Sema::TPC_VarTemplate:
1154   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
1155     return false;
1156
1157   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
1158   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
1159     // C++ [temp.param]p9:
1160     //   A default template-argument shall not be specified in a
1161     //   function template declaration or a function template
1162     //   definition [...]
1163     //   If a friend function template declaration specifies a default
1164     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
1165     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
1166     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
1167     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
1168          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
1169            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
1170       << DefArgRange;
1171     return false;
1172
1173   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
1174     // C++0x [temp.param]p9:
1175     //   A default template-argument shall not be specified in the
1176     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
1177     //   class template that appears outside of the member's class.
1178     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
1179       << DefArgRange;
1180     return true;
1181
1182   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
1183   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
1184     // C++ [temp.param]p9:
1185     //   A default template-argument shall not be specified in a
1186     //   friend template declaration.
1187     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
1188       << DefArgRange;
1189     return true;
1190
1191     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
1192     // for friend function templates if there is only a single
1193     // declaration (and it is a definition). Strange!
1194   }
1195
1196   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
1197 }
1198
1199 /// \brief Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
1200 /// of a template template parameter, recursively.
1201 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
1202                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
1203   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
1204   // expansion.
1205   if (TTP->isParameterPack())
1206     return false;
1207
1208   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
1209   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
1210     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
1211     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
1212       if (!NTTP->isParameterPack() &&
1213           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
1214                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
1215                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
1216         return true;
1217
1218       continue;
1219     }
1220
1221     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
1222                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
1223       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
1224         return true;
1225   }
1226
1227   return false;
1228 }
1229
1230 /// \brief Checks the validity of a template parameter list, possibly
1231 /// considering the template parameter list from a previous
1232 /// declaration.
1233 ///
1234 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
1235 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
1236 /// template parameter list.
1237 ///
1238 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
1239 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
1240 /// default arguments that are carried through from the previous
1241 /// template parameter list.
1242 ///
1243 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
1244 /// previous declaration of the same template. Default template
1245 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
1246 /// the new template parameter list.
1247 ///
1248 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
1249 /// template parameter list.
1250 ///
1251 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
1252 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
1253                                       TemplateParameterList *OldParams,
1254                                       TemplateParamListContext TPC) {
1255   bool Invalid = false;
1256
1257   // C++ [temp.param]p10:
1258   //   The set of default template-arguments available for use with a
1259   //   template declaration or definition is obtained by merging the
1260   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
1261   //   declarations in scope in the same way default function
1262   //   arguments are (8.3.6).
1263   bool SawDefaultArgument = false;
1264   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
1265
1266   // Dummy initialization to avoid warnings.
1267   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
1268   if (OldParams)
1269     OldParam = OldParams->begin();
1270
1271   bool RemoveDefaultArguments = false;
1272   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
1273                                     NewParamEnd = NewParams->end();
1274        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
1275     // Variables used to diagnose redundant default arguments
1276     bool RedundantDefaultArg = false;
1277     SourceLocation OldDefaultLoc;
1278     SourceLocation NewDefaultLoc;
1279
1280     // Variable used to diagnose missing default arguments
1281     bool MissingDefaultArg = false;
1282
1283     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
1284     bool SawParameterPack = false;
1285
1286     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
1287           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
1288       // Check the presence of a default argument here.
1289       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1290           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1291                                           NewTypeParm->getLocation(),
1292                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
1293                                                        .getSourceRange()))
1294         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
1295
1296       // Merge default arguments for template type parameters.
1297       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
1298           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1299
1300       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
1301         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1302                "Parameter packs can't have a default argument!");
1303         SawParameterPack = true;
1304       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1305                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1306         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1307         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1308         SawDefaultArgument = true;
1309         RedundantDefaultArg = true;
1310         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1311       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1312         // Merge the default argument from the old declaration to the
1313         // new declaration.
1314         NewTypeParm->setDefaultArgument(OldTypeParm->getDefaultArgumentInfo(),
1315                                         true);
1316         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1317       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1318         SawDefaultArgument = true;
1319         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1320       } else if (SawDefaultArgument)
1321         MissingDefaultArg = true;
1322     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
1323                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
1324       // Check for unexpanded parameter packs.
1325       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
1326           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
1327                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
1328                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
1329         Invalid = true;
1330         continue;
1331       }
1332
1333       // Check the presence of a default argument here.
1334       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1335           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1336                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
1337                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
1338         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
1339       }
1340
1341       // Merge default arguments for non-type template parameters
1342       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
1343         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1344       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
1345         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1346                "Parameter packs can't have a default argument!");
1347         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
1348           SawParameterPack = true;
1349       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1350                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1351         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1352         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1353         SawDefaultArgument = true;
1354         RedundantDefaultArg = true;
1355         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1356       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1357         // Merge the default argument from the old declaration to the
1358         // new declaration.
1359         // FIXME: We need to create a new kind of "default argument"
1360         // expression that points to a previous non-type template
1361         // parameter.
1362         NewNonTypeParm->setDefaultArgument(
1363                                          OldNonTypeParm->getDefaultArgument(),
1364                                          /*Inherited=*/ true);
1365         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1366       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1367         SawDefaultArgument = true;
1368         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1369       } else if (SawDefaultArgument)
1370         MissingDefaultArg = true;
1371     } else {
1372       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
1373         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
1374
1375       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
1376       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
1377         Invalid = true;
1378         continue;
1379       }
1380
1381       // Check the presence of a default argument here.
1382       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
1383           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1384                                           NewTemplateParm->getLocation(),
1385                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
1386         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
1387
1388       // Merge default arguments for template template parameters
1389       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
1390         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1391       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
1392         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
1393                "Parameter packs can't have a default argument!");
1394         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
1395           SawParameterPack = true;
1396       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
1397           NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1398         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1399         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1400         SawDefaultArgument = true;
1401         RedundantDefaultArg = true;
1402         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1403       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1404         // Merge the default argument from the old declaration to the
1405         // new declaration.
1406         // FIXME: We need to create a new kind of "default argument" expression
1407         // that points to a previous template template parameter.
1408         NewTemplateParm->setDefaultArgument(
1409                                           OldTemplateParm->getDefaultArgument(),
1410                                           /*Inherited=*/ true);
1411         PreviousDefaultArgLoc
1412           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1413       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1414         SawDefaultArgument = true;
1415         PreviousDefaultArgLoc
1416           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1417       } else if (SawDefaultArgument)
1418         MissingDefaultArg = true;
1419     }
1420
1421     // C++11 [temp.param]p11:
1422     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
1423     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
1424     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
1425         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
1426          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
1427       Diag((*NewParam)->getLocation(),
1428            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
1429       Invalid = true;
1430     }
1431
1432     if (RedundantDefaultArg) {
1433       // C++ [temp.param]p12:
1434       //   A template-parameter shall not be given default arguments
1435       //   by two different declarations in the same scope.
1436       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
1437       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
1438       Invalid = true;
1439     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
1440       // C++ [temp.param]p11:
1441       //   If a template-parameter of a class template has a default
1442       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
1443       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
1444       //   pack.
1445       Diag((*NewParam)->getLocation(),
1446            diag::err_template_param_default_arg_missing);
1447       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
1448       Invalid = true;
1449       RemoveDefaultArguments = true;
1450     }
1451
1452     // If we have an old template parameter list that we're merging
1453     // in, move on to the next parameter.
1454     if (OldParams)
1455       ++OldParam;
1456   }
1457
1458   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
1459   // all of the default arguments.
1460   if (RemoveDefaultArguments) {
1461     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
1462                                       NewParamEnd = NewParams->end();
1463          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
1464       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
1465         TTP->removeDefaultArgument();
1466       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
1467                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
1468         NTTP->removeDefaultArgument();
1469       else
1470         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
1471     }
1472   }
1473
1474   return Invalid;
1475 }
1476
1477 namespace {
1478
1479 /// A class which looks for a use of a certain level of template
1480 /// parameter.
1481 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
1482   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
1483
1484   unsigned Depth;
1485   bool Match;
1486   SourceLocation MatchLoc;
1487
1488   DependencyChecker(unsigned Depth) : Depth(Depth), Match(false) {}
1489
1490   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params) : Match(false) {
1491     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
1492     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
1493       Depth = PD->getDepth();
1494     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
1495                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
1496       Depth = PD->getDepth();
1497     } else {
1498       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
1499     }
1500   }
1501
1502   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
1503     if (ParmDepth >= Depth) {
1504       Match = true;
1505       MatchLoc = Loc;
1506       return true;
1507     }
1508     return false;
1509   }
1510
1511   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
1512     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
1513   }
1514
1515   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
1516     return !Matches(T->getDepth());
1517   }
1518
1519   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
1520     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
1521           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
1522       if (Matches(PD->getDepth()))
1523         return false;
1524     return super::TraverseTemplateName(N);
1525   }
1526
1527   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
1528     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
1529           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
1530       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
1531         return false;
1532     return super::VisitDeclRefExpr(E);
1533   }
1534
1535   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
1536     return TraverseType(T->getReplacementType());
1537   }
1538
1539   bool
1540   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
1541     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
1542   }
1543
1544   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
1545     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
1546   }
1547 };
1548 }
1549
1550 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
1551 /// list.
1552 static bool
1553 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
1554   DependencyChecker Checker(Params);
1555   Checker.TraverseType(T);
1556   return Checker.Match;
1557 }
1558
1559 // Find the source range corresponding to the named type in the given
1560 // nested-name-specifier, if any.
1561 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
1562                                                        QualType T,
1563                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
1564   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
1565   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
1566     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
1567       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
1568         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
1569     } else
1570       break;
1571
1572     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
1573   }
1574
1575   return SourceRange();
1576 }
1577
1578 /// \brief Match the given template parameter lists to the given scope
1579 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
1580 /// name.
1581 ///
1582 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
1583 /// specifier or a template parameter list.
1584 ///
1585 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
1586 ///
1587 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
1588 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
1589 /// being declared.
1590 ///
1591 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
1592 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
1593 ///
1594 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
1595 /// innermost template parameter lists.
1596 ///
1597 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
1598 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
1599 /// declarations.
1600 ///
1601 /// \param IsExplicitSpecialization will be set true if the entity being
1602 /// declared is an explicit specialization, false otherwise.
1603 ///
1604 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
1605 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
1606 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
1607 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
1608 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
1609 /// itself a template).
1610 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
1611     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
1612     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
1613     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
1614     bool &IsExplicitSpecialization, bool &Invalid) {
1615   IsExplicitSpecialization = false;
1616   Invalid = false;
1617
1618   // The sequence of nested types to which we will match up the template
1619   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
1620   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
1621   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
1622   QualType T;
1623   if (SS.getScopeRep()) {
1624     if (CXXRecordDecl *Record
1625               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
1626       T = Context.getTypeDeclType(Record);
1627     else
1628       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
1629   }
1630
1631   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
1632   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
1633   // explicit specialization.
1634   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
1635
1636   while (!T.isNull()) {
1637     NestedTypes.push_back(T);
1638
1639     // Retrieve the parent of a record type.
1640     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
1641       // If this type is an explicit specialization, we're done.
1642       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
1643           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
1644         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
1645             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
1646           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
1647           break;
1648         }
1649       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
1650                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
1651         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
1652         break;
1653       }
1654
1655       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
1656         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1657       else
1658         T = QualType();
1659       continue;
1660     }
1661
1662     if (const TemplateSpecializationType *TST
1663                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
1664       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
1665         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
1666           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1667         else
1668           T = QualType();
1669         continue;
1670       }
1671     }
1672
1673     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
1674     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
1675                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
1676       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
1677         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
1678       else
1679         T = QualType();
1680       continue;
1681     }
1682
1683     // Look one step prior in a dependent name type.
1684     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
1685       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
1686         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
1687       else
1688         T = QualType();
1689       continue;
1690     }
1691
1692     // Retrieve the parent of an enumeration type.
1693     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
1694       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
1695       // check here.
1696       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
1697
1698       // Get to the parent type.
1699       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
1700         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1701       else
1702         T = QualType();
1703       continue;
1704     }
1705
1706     T = QualType();
1707   }
1708   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
1709   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
1710   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
1711
1712   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
1713   //   A member or a member template may be nested within many
1714   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
1715   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
1716   //   template<> for each enclosing class template that is
1717   //   explicitly specialized.
1718   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
1719
1720   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
1721     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
1722       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
1723         << !Recovery << Range;
1724       Invalid = true;
1725       IsExplicitSpecialization = false;
1726       return true;
1727     }
1728
1729     return false;
1730   };
1731
1732   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
1733     // Check that we can have an explicit specialization here.
1734     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
1735       return true;
1736
1737     // We don't have a template header, but we should.
1738     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
1739     if (!ParamLists.empty())
1740       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
1741     else
1742       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
1743
1744     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
1745       << Range
1746       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
1747     return false;
1748   };
1749
1750   unsigned ParamIdx = 0;
1751   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
1752        ++TypeIdx) {
1753     T = NestedTypes[TypeIdx];
1754
1755     // Whether we expect a 'template<>' header.
1756     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
1757
1758     // Whether we expect a template header with parameters.
1759     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
1760
1761     // For a dependent type, the set of template parameters that we
1762     // expect to see.
1763     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
1764
1765     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
1766     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
1767     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
1768     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
1769     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
1770     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
1771       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
1772             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
1773         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
1774         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1775       } else if (Record->isDependentType()) {
1776         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
1777           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
1778                                                       ->getTemplateParameters();
1779           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1780         }
1781       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
1782                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
1783         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
1784         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
1785         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
1786         //   the template<> syntax.
1787         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
1788           NeedEmptyTemplateHeader = true;
1789         else
1790           continue;
1791       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
1792         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
1793                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
1794             TypeIdx == NumTypes - 1)
1795           IsExplicitSpecialization = true;
1796
1797         continue;
1798       }
1799     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
1800                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
1801       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
1802         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1803         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1804       }
1805     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
1806       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
1807       // against the corresponding template parameter list.
1808       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
1809     }
1810
1811     // C++ [temp.expl.spec]p16:
1812     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
1813     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
1814     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
1815     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
1816     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
1817     //   are not explicitly specialized as well.
1818     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1819       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
1820         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
1821                                         false))
1822           return nullptr;
1823       } else
1824         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
1825     }
1826
1827     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
1828       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
1829       // here, then it's an explicit specialization.
1830       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
1831         IsExplicitSpecialization = true;
1832
1833       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1834         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
1835           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
1836           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1837                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
1838             << T
1839             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
1840                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
1841             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
1842           Invalid = true;
1843           return nullptr;
1844         }
1845
1846         // Consume this template header.
1847         ++ParamIdx;
1848         continue;
1849       }
1850
1851       if (!IsFriend)
1852         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
1853                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
1854           return nullptr;
1855
1856       continue;
1857     }
1858
1859     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
1860       // In friend declarations we can have template-ids which don't
1861       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
1862       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
1863       // template-id.
1864       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
1865         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
1866             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
1867           ExpectedTemplateParams = nullptr;
1868         else
1869           continue;
1870       }
1871
1872       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1873         // Check the template parameter list, if we can.
1874         if (ExpectedTemplateParams &&
1875             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
1876                                             ExpectedTemplateParams,
1877                                             true, TPL_TemplateMatch))
1878           Invalid = true;
1879
1880         if (!Invalid &&
1881             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
1882                                        TPC_ClassTemplateMember))
1883           Invalid = true;
1884
1885         ++ParamIdx;
1886         continue;
1887       }
1888
1889       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
1890         << T
1891         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
1892       Invalid = true;
1893       continue;
1894     }
1895   }
1896
1897   // If there were at least as many template-ids as there were template
1898   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
1899   // the declaration itself.
1900   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
1901     if (TemplateId && !IsFriend) {
1902       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
1903       // should.
1904       IsExplicitSpecialization = true;
1905       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
1906                                                         TemplateId->RAngleLoc));
1907
1908       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
1909       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
1910                                            SourceLocation(), nullptr, 0,
1911                                            SourceLocation());
1912     }
1913
1914     return nullptr;
1915   }
1916
1917   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
1918   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
1919     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
1920     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
1921     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
1922       if (ParamLists[I]->size() == 0)
1923         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
1924       else
1925         AllExplicitSpecHeaders = false;
1926     }
1927
1928     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1929          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
1930                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
1931         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1932                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
1933
1934     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
1935     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
1936     // specialization occurred.
1937     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
1938       Diag(ExplicitSpecLoc,
1939            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
1940         << NestedTypes.back();
1941
1942     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
1943     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
1944     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
1945     if (!AllExplicitSpecHeaders)
1946       Invalid = true;
1947   }
1948
1949   // C++ [temp.expl.spec]p16:
1950   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
1951   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
1952   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
1953   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
1954   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
1955   //   are not explicitly specialized as well.
1956   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
1957       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
1958                                   false))
1959     return nullptr;
1960
1961   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
1962   // entity being declared.
1963   return ParamLists.back();
1964 }
1965
1966 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
1967   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
1968     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
1969         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
1970                 ? 0
1971                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
1972                       ? 1
1973                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
1974                             ? 2
1975                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
1976         << Template->getDeclName();
1977     return;
1978   }
1979
1980   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
1981     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
1982                                           IEnd = OST->end();
1983          I != IEnd; ++I)
1984       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
1985         << 0 << (*I)->getDeclName();
1986
1987     return;
1988   }
1989 }
1990
1991 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
1992                                    SourceLocation TemplateLoc,
1993                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
1994   DependentTemplateName *DTN
1995     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
1996   if (DTN && DTN->isIdentifier())
1997     // When building a template-id where the template-name is dependent,
1998     // assume the template is a type template. Either our assumption is
1999     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
2000     // dependent name is substituted.
2001     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2002                                                           DTN->getQualifier(),
2003                                                           DTN->getIdentifier(),
2004                                                           TemplateArgs);
2005
2006   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
2007   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
2008       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
2009     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
2010     // build a template specialization type for it.
2011     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
2012       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
2013
2014     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
2015       << Name;
2016     NoteAllFoundTemplates(Name);
2017     return QualType();
2018   }
2019
2020   // Check that the template argument list is well-formed for this
2021   // template.
2022   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2023   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
2024                                 false, Converted))
2025     return QualType();
2026
2027   QualType CanonType;
2028
2029   bool InstantiationDependent = false;
2030   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
2031           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
2032     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
2033     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
2034     if (Pattern->isInvalidDecl())
2035       return QualType();
2036
2037     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2038                                       Converted.data(), Converted.size());
2039
2040     // Only substitute for the innermost template argument list.
2041     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2042     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
2043     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
2044     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
2045       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
2046
2047     LocalInstantiationScope Scope(*this);
2048     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
2049     if (Inst.isInvalid())
2050       return QualType();
2051
2052     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
2053                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
2054                           AliasTemplate->getDeclName());
2055     if (CanonType.isNull())
2056       return QualType();
2057   } else if (Name.isDependent() ||
2058              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2059                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2060     // This class template specialization is a dependent
2061     // type. Therefore, its canonical type is another class template
2062     // specialization type that contains all of the converted
2063     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
2064     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
2065     //
2066     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
2067     TemplateName CanonName = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
2068     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonName,
2069                                                       Converted.data(),
2070                                                       Converted.size());
2071
2072     // FIXME: CanonType is not actually the canonical type, and unfortunately
2073     // it is a TemplateSpecializationType that we will never use again.
2074     // In the future, we need to teach getTemplateSpecializationType to only
2075     // build the canonical type and return that to us.
2076     CanonType = Context.getCanonicalType(CanonType);
2077
2078     // This might work out to be a current instantiation, in which
2079     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
2080     //
2081     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
2082     // changes to CurContext don't change the set of current
2083     // instantiations.
2084     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2085       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
2086         // If we get out to a namespace, we're done.
2087         if (Ctx->isFileContext()) break;
2088
2089         // If this isn't a record, keep looking.
2090         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
2091         if (!Record) continue;
2092
2093         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
2094         // and check whether it's the same template.
2095         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
2096             !Record->getDescribedClassTemplate())
2097           continue;
2098
2099         // Fetch the injected class name type and check whether its
2100         // injected type is equal to the type we just built.
2101         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
2102         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
2103           ->getInjectedSpecializationType();
2104
2105         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
2106           continue;
2107
2108         // If so, the canonical type of this TST is the injected
2109         // class name type of the record we just found.
2110         assert(ICNT.isCanonical());
2111         CanonType = ICNT;
2112         break;
2113       }
2114     }
2115   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
2116                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2117     // Find the class template specialization declaration that
2118     // corresponds to these arguments.
2119     void *InsertPos = nullptr;
2120     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
2121       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2122     if (!Decl) {
2123       // This is the first time we have referenced this class template
2124       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2125       // the set of specializations.
2126       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
2127                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
2128                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
2129                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
2130                                                 ClassTemplate->getLocation(),
2131                                                      ClassTemplate,
2132                                                      Converted.data(),
2133                                                      Converted.size(), nullptr);
2134       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
2135       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
2136         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
2137     }
2138
2139     // Diagnose uses of this specialization.
2140     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
2141
2142     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
2143     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
2144            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
2145   }
2146
2147   // Build the fully-sugared type for this class template
2148   // specialization, which refers back to the class template
2149   // specialization we created or found.
2150   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
2151 }
2152
2153 TypeResult
2154 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
2155                           TemplateTy TemplateD, SourceLocation TemplateLoc,
2156                           SourceLocation LAngleLoc,
2157                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2158                           SourceLocation RAngleLoc,
2159                           bool IsCtorOrDtorName) {
2160   if (SS.isInvalid())
2161     return true;
2162
2163   TemplateName Template = TemplateD.get();
2164
2165   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
2166   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
2167   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
2168
2169   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
2170     QualType T
2171       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2172                                                        DTN->getQualifier(),
2173                                                        DTN->getIdentifier(),
2174                                                        TemplateArgs);
2175     // Build type-source information.
2176     TypeLocBuilder TLB;
2177     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2178       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
2179     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
2180     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2181     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2182     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2183     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2184     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2185     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
2186       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
2187     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
2188   }
2189
2190   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
2191
2192   if (Result.isNull())
2193     return true;
2194
2195   // Build type-source information.
2196   TypeLocBuilder TLB;
2197   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2198     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
2199   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2200   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2201   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2202   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2203   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
2204     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
2205
2206   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
2207   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
2208   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
2209   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
2210     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
2211     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
2212     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
2213     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
2214     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2215   }
2216
2217   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
2218 }
2219
2220 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
2221                                         TypeSpecifierType TagSpec,
2222                                         SourceLocation TagLoc,
2223                                         CXXScopeSpec &SS,
2224                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
2225                                         TemplateTy TemplateD,
2226                                         SourceLocation TemplateLoc,
2227                                         SourceLocation LAngleLoc,
2228                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2229                                         SourceLocation RAngleLoc) {
2230   TemplateName Template = TemplateD.get();
2231
2232   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
2233   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
2234   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
2235
2236   // Determine the tag kind
2237   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
2238   ElaboratedTypeKeyword Keyword
2239     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
2240
2241   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
2242     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
2243                                                           DTN->getQualifier(),
2244                                                           DTN->getIdentifier(),
2245                                                                 TemplateArgs);
2246
2247     // Build type-source information.
2248     TypeLocBuilder TLB;
2249     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2250       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
2251     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
2252     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2253     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2254     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2255     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2256     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2257     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
2258       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
2259     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
2260   }
2261
2262   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
2263         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
2264     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
2265     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
2266     //   resolves to an alias template specialization, the
2267     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
2268     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << 4;
2269     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
2270   }
2271
2272   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
2273   if (Result.isNull())
2274     return TypeResult(true);
2275
2276   // Check the tag kind
2277   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
2278     RecordDecl *D = RT->getDecl();
2279
2280     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
2281     assert(Id && "templated class must have an identifier");
2282
2283     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
2284                                       TagLoc, *Id)) {
2285       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
2286         << Result
2287         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
2288       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
2289     }
2290   }
2291
2292   // Provide source-location information for the template specialization.
2293   TypeLocBuilder TLB;
2294   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2295     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
2296   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2297   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2298   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2299   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2300   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
2301     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
2302
2303   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
2304   // and tag keyword.
2305   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
2306   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
2307   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
2308   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2309   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
2310 }
2311
2312 static bool CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
2313     Sema &S, SourceLocation NameLoc, TemplateParameterList *TemplateParams,
2314     unsigned ExplicitArgs, SmallVectorImpl<TemplateArgument> &TemplateArgs);
2315
2316 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
2317                                              NamedDecl *PrevDecl,
2318                                              SourceLocation Loc,
2319                                              bool IsPartialSpecialization);
2320
2321 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
2322
2323 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
2324     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
2325   switch (Arg.getKind()) {
2326   case TemplateArgument::Null:
2327   case TemplateArgument::NullPtr:
2328   case TemplateArgument::Integral:
2329   case TemplateArgument::Declaration:
2330   case TemplateArgument::Pack:
2331   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
2332     return false;
2333
2334   case TemplateArgument::Type: {
2335     QualType Type = Arg.getAsType();
2336     const TemplateTypeParmType *TPT =
2337         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
2338     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
2339            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
2340   }
2341
2342   case TemplateArgument::Expression: {
2343     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
2344     if (!DRE || !DRE->getDecl())
2345       return false;
2346     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
2347         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
2348     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
2349   }
2350
2351   case TemplateArgument::Template:
2352     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
2353         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
2354             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
2355     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
2356   }
2357   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
2358 }
2359
2360 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
2361                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
2362   if (Params->size() != Args.size())
2363     return false;
2364
2365   unsigned Depth = Params->getDepth();
2366
2367   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
2368     TemplateArgument Arg = Args[I];
2369
2370     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
2371     // whose only element is a pack expansion.
2372     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
2373       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
2374           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
2375         return false;
2376       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
2377     }
2378
2379     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
2380       return false;
2381   }
2382
2383   return true;
2384 }
2385
2386 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
2387 static TemplateArgumentListInfo
2388 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
2389   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
2390                                         TemplateId.RAngleLoc);
2391   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
2392                                      TemplateId.NumArgs);
2393   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
2394   return TemplateArgs;
2395 }
2396
2397 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
2398     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
2399     TemplateParameterList *TemplateParams, VarDecl::StorageClass SC,
2400     bool IsPartialSpecialization) {
2401   // D must be variable template id.
2402   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId &&
2403          "Variable template specialization is declared with a template it.");
2404
2405   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
2406   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
2407       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
2408   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
2409   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
2410   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
2411
2412   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
2413
2414   // The template-id must name a variable template.
2415   VarTemplateDecl *VarTemplate =
2416       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
2417   if (!VarTemplate) {
2418     NamedDecl *FnTemplate;
2419     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
2420       FnTemplate = *OTS->begin();
2421     else
2422       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
2423     if (FnTemplate)
2424       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
2425                << FnTemplate->getDeclName();
2426     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
2427              << IsPartialSpecialization;
2428   }
2429
2430   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
2431   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
2432     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
2433                                         UPPC_PartialSpecialization))
2434       return true;
2435
2436   // Check that the template argument list is well-formed for this
2437   // template.
2438   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2439   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
2440                                 false, Converted))
2441     return true;
2442
2443   // Check that the type of this variable template specialization
2444   // matches the expected type.
2445   TypeSourceInfo *ExpectedDI;
2446   {
2447     // Do substitution on the type of the declaration
2448     TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
2449                                          Converted.data(), Converted.size());
2450     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateKWLoc, VarTemplate);
2451     if (Inst.isInvalid())
2452       return true;
2453     VarDecl *Templated = VarTemplate->getTemplatedDecl();
2454     ExpectedDI =
2455         SubstType(Templated->getTypeSourceInfo(),
2456                   MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgList),
2457                   Templated->getTypeSpecStartLoc(), Templated->getDeclName());
2458   }
2459   if (!ExpectedDI)
2460     return true;
2461
2462   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
2463   // corresponds to these arguments.
2464   if (IsPartialSpecialization) {
2465     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
2466             *this, TemplateNameLoc, VarTemplate->getTemplateParameters(),
2467             TemplateArgs.size(), Converted))
2468       return true;
2469
2470     bool InstantiationDependent;
2471     if (!Name.isDependent() &&
2472         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2473             TemplateArgs.getArgumentArray(), TemplateArgs.size(),
2474             InstantiationDependent)) {
2475       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
2476           << VarTemplate->getDeclName();
2477       IsPartialSpecialization = false;
2478     }
2479
2480     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
2481                                 Converted)) {
2482       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
2483       //
2484       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
2485       //      to the implicit argument list of the primary template.
2486       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
2487         << /*variable template*/ 1
2488         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
2489         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
2490       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
2491       // of the primary template.
2492       return true;
2493     }
2494   }
2495
2496   void *InsertPos = nullptr;
2497   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
2498
2499   if (IsPartialSpecialization)
2500     // FIXME: Template parameter list matters too
2501     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
2502   else
2503     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2504
2505   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
2506
2507   // Check whether we can declare a variable template specialization in
2508   // the current scope.
2509   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
2510                                        TemplateNameLoc,
2511                                        IsPartialSpecialization))
2512     return true;
2513
2514   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
2515     // Since the only prior variable template specialization with these
2516     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
2517     // declaration node as our own, updating its source location and
2518     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
2519     Specialization = PrevDecl;
2520     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
2521     PrevDecl = nullptr;
2522   } else if (IsPartialSpecialization) {
2523     // Create a new class template partial specialization declaration node.
2524     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
2525         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
2526     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
2527         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
2528             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
2529             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
2530             Converted.data(), Converted.size(), TemplateArgs);
2531
2532     if (!PrevPartial)
2533       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
2534     Specialization = Partial;
2535
2536     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
2537     // template specialization, make a note of that.
2538     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
2539       PrevPartial->setMemberSpecialization();
2540
2541     // Check that all of the template parameters of the variable template
2542     // partial specialization are deducible from the template
2543     // arguments. If not, this variable template partial specialization
2544     // will never be used.
2545     llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
2546     MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
2547                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
2548
2549     if (!DeducibleParams.all()) {
2550       unsigned NumNonDeducible =
2551           DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
2552       Diag(TemplateNameLoc, diag::warn_partial_specs_not_deducible)
2553         << /*variable template*/ 1 << (NumNonDeducible > 1)
2554         << SourceRange(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
2555       for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
2556         if (!DeducibleParams[I]) {
2557           NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
2558           if (Param->getDeclName())
2559             Diag(Param->getLocation(), diag::note_partial_spec_unused_parameter)
2560                 << Param->getDeclName();
2561           else
2562             Diag(Param->getLocation(), diag::note_partial_spec_unused_parameter)
2563                 << "(anonymous)";
2564         }
2565       }
2566     }
2567   } else {
2568     // Create a new class template specialization declaration node for
2569     // this explicit specialization or friend declaration.
2570     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
2571         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
2572         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted.data(), Converted.size());
2573     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
2574
2575     if (!PrevDecl)
2576       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
2577   }
2578
2579   // C++ [temp.expl.spec]p6:
2580   //   If a template, a member template or the member of a class template is
2581   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
2582   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
2583   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
2584   //   use occurs; no diagnostic is required.
2585   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
2586     bool Okay = false;
2587     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
2588       // Is there any previous explicit specialization declaration?
2589       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
2590         Okay = true;
2591         break;
2592       }
2593     }
2594
2595     if (!Okay) {
2596       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
2597       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
2598           << Name << Range;
2599
2600       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
2601            diag::note_instantiation_required_here)
2602           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
2603               TSK_ImplicitInstantiation);
2604       return true;
2605     }
2606   }
2607
2608   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2609   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
2610
2611   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
2612   // be seen when iterating through the list of declarations in that
2613   // context. However, specializations are not found by name lookup.
2614   CurContext->addDecl(Specialization);
2615
2616   // Note that this is an explicit specialization.
2617   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
2618
2619   if (PrevDecl) {
2620     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
2621     // merging with previous declarations.
2622     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
2623                           ForRedeclaration);
2624     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
2625     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
2626   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
2627              Specialization->isOutOfLine()) {
2628     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
2629   }
2630
2631   // Link instantiations of static data members back to the template from
2632   // which they were instantiated.
2633   if (Specialization->isStaticDataMember())
2634     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
2635         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
2636         Specialization->getSpecializationKind());
2637
2638   return Specialization;
2639 }
2640
2641 namespace {
2642 /// \brief A partial specialization whose template arguments have matched
2643 /// a given template-id.
2644 struct PartialSpecMatchResult {
2645   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
2646   TemplateArgumentList *Args;
2647 };
2648 }
2649
2650 DeclResult
2651 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
2652                          SourceLocation TemplateNameLoc,
2653                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2654   assert(Template && "A variable template id without template?");
2655
2656   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
2657   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2658   if (CheckTemplateArgumentList(
2659           Template, TemplateNameLoc,
2660           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
2661           Converted))
2662     return true;
2663
2664   // Find the variable template specialization declaration that
2665   // corresponds to these arguments.
2666   void *InsertPos = nullptr;
2667   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
2668           Converted, InsertPos))
2669     // If we already have a variable template specialization, return it.
2670     return Spec;
2671
2672   // This is the first time we have referenced this variable template
2673   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2674   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
2675   // that it represents. That is,
2676   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
2677   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
2678                                        Converted.data(), Converted.size());
2679   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
2680   bool AmbiguousPartialSpec = false;
2681   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
2682   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
2683   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
2684   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation);
2685
2686   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
2687   // specializes, if any.
2688   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
2689   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
2690   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
2691   // specializations yet.
2692   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
2693   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
2694   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
2695   bool InstantiationDependent = false;
2696   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2697           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2698
2699     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
2700     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
2701
2702     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
2703       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
2704       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
2705
2706       if (TemplateDeductionResult Result =
2707               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
2708         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
2709         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
2710         FailedCandidates.addCandidate()
2711             .set(Partial, MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
2712         (void)Result;
2713       } else {
2714         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
2715         Matched.back().Partial = Partial;
2716         Matched.back().Args = Info.take();
2717       }
2718     }
2719
2720     if (Matched.size() >= 1) {
2721       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
2722       if (Matched.size() == 1) {
2723         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
2724         //      instantiation is generated from that specialization.
2725         // We don't need to do anything for this.
2726       } else {
2727         //   -- If more than one matching specialization is found, the
2728         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
2729         //      whether one of the specializations is more specialized
2730         //      than the others. If none of the specializations is more
2731         //      specialized than all of the other matching
2732         //      specializations, then the use of the variable template is
2733         //      ambiguous and the program is ill-formed.
2734         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
2735                                                    PEnd = Matched.end();
2736              P != PEnd; ++P) {
2737           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
2738                                                       PointOfInstantiation) ==
2739               P->Partial)
2740             Best = P;
2741         }
2742
2743         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
2744         // the others.
2745         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
2746                                                    PEnd = Matched.end();
2747              P != PEnd; ++P) {
2748           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
2749                                P->Partial, Best->Partial,
2750                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
2751             AmbiguousPartialSpec = true;
2752             break;
2753           }
2754         }
2755       }
2756
2757       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
2758       InstantiationPattern = Best->Partial;
2759       InstantiationArgs = Best->Args;
2760     } else {
2761       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
2762       //      from the primary template.
2763       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
2764     }
2765   }
2766
2767   // 2. Create the canonical declaration.
2768   // Note that we do not instantiate the variable just yet, since
2769   // instantiation is handled in DoMarkVarDeclReferenced().
2770   // FIXME: LateAttrs et al.?
2771   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
2772       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
2773       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
2774   if (!Decl)
2775     return true;
2776
2777   if (AmbiguousPartialSpec) {
2778     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
2779     Decl->setInvalidDecl();
2780     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
2781         << Decl;
2782
2783     // Print the matching partial specializations.
2784     for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
2785                                                PEnd = Matched.end();
2786          P != PEnd; ++P)
2787       Diag(P->Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
2788           << getTemplateArgumentBindingsText(
2789                  P->Partial->getTemplateParameters(), *P->Args);
2790     return true;
2791   }
2792
2793   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
2794           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
2795     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
2796
2797   assert(Decl && "No variable template specialization?");
2798   return Decl;
2799 }
2800
2801 ExprResult
2802 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
2803                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
2804                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
2805                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2806
2807   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
2808                                        *TemplateArgs);
2809   if (Decl.isInvalid())
2810     return ExprError();
2811
2812   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
2813   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
2814     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
2815                                        NameInfo.getLoc());
2816
2817   // Build an ordinary singleton decl ref.
2818   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
2819                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
2820 }
2821
2822 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
2823                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
2824                                      LookupResult &R,
2825                                      bool RequiresADL,
2826                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2827   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
2828   // template arguments that we have against the template name, if the template
2829   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
2830   // though.
2831   // foo<int> could identify a single function unambiguously
2832   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
2833   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
2834   // i.e., template<class T> void f(double);
2835   //       vs template<class T, class U> void f(U);
2836
2837   // These should be filtered out by our callers.
2838   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
2839   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
2840
2841   // In C++1y, check variable template ids.
2842   bool InstantiationDependent;
2843   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() &&
2844       !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2845            *TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2846     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
2847                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
2848                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
2849   }
2850
2851   // We don't want lookup warnings at this point.
2852   R.suppressDiagnostics();
2853
2854   UnresolvedLookupExpr *ULE
2855     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
2856                                    SS.getWithLocInContext(Context),
2857                                    TemplateKWLoc,
2858                                    R.getLookupNameInfo(),
2859                                    RequiresADL, TemplateArgs,
2860                                    R.begin(), R.end());
2861
2862   return ULE;
2863 }
2864
2865 // We actually only call this from template instantiation.
2866 ExprResult
2867 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
2868                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
2869                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
2870                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2871
2872   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
2873   DeclContext *DC;
2874   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
2875       DC->isDependentContext() ||
2876       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
2877     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
2878
2879   bool MemberOfUnknownSpecialization;
2880   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
2881   LookupTemplateName(R, (Scope*)nullptr, SS, QualType(), /*Entering*/ false,
2882                      MemberOfUnknownSpecialization);
2883
2884   if (R.isAmbiguous())
2885     return ExprError();
2886
2887   if (R.empty()) {
2888     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
2889       << NameInfo.getName() << SS.getRange();
2890     return ExprError();
2891   }
2892
2893   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
2894     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
2895       << SS.getScopeRep()
2896       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
2897     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
2898     return ExprError();
2899   }
2900
2901   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
2902 }
2903
2904 /// \brief Form a dependent template name.
2905 ///
2906 /// This action forms a dependent template name given the template
2907 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
2908 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
2909 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
2910 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
2911 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
2912                                                   CXXScopeSpec &SS,
2913                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
2914                                                   UnqualifiedId &Name,
2915                                                   ParsedType ObjectType,
2916                                                   bool EnteringContext,
2917                                                   TemplateTy &Result) {
2918   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
2919     Diag(TemplateKWLoc,
2920          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
2921            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
2922            diag::ext_template_outside_of_template)
2923       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
2924
2925   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
2926   if (SS.isSet())
2927     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
2928   if (!LookupCtx && ObjectType)
2929     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
2930   if (LookupCtx) {
2931     // C++0x [temp.names]p5:
2932     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
2933     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
2934     //   template may not be applied to non-template members of class
2935     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
2936     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
2937     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
2938     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
2939     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
2940     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
2941     //
2942     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
2943     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
2944     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
2945     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
2946     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
2947     bool MemberOfUnknownSpecialization;
2948     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
2949                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
2950                                           MemberOfUnknownSpecialization);
2951     if (TNK == TNK_Non_template && LookupCtx->isDependentContext() &&
2952         isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx) &&
2953         (!cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasDefinition() ||
2954          cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasAnyDependentBases())) {
2955       // This is a dependent template. Handle it below.
2956     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
2957       Diag(Name.getLocStart(),
2958            diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
2959         << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
2960         << Name.getSourceRange()
2961         << TemplateKWLoc;
2962       return TNK_Non_template;
2963     } else {
2964       // We found something; return it.
2965       return TNK;
2966     }
2967   }
2968
2969   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
2970
2971   switch (Name.getKind()) {
2972   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
2973     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
2974                                                               Name.Identifier));
2975     return TNK_Dependent_template_name;
2976
2977   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
2978     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
2979                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
2980     return TNK_Function_template;
2981
2982   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
2983     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
2984
2985   default:
2986     break;
2987   }
2988
2989   Diag(Name.getLocStart(),
2990        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
2991     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
2992     << Name.getSourceRange()
2993     << TemplateKWLoc;
2994   return TNK_Non_template;
2995 }
2996
2997 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
2998                                      TemplateArgumentLoc &AL,
2999                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3000   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
3001   QualType ArgType;
3002   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
3003
3004   // Check template type parameter.
3005   switch(Arg.getKind()) {
3006   case TemplateArgument::Type:
3007     // C++ [temp.arg.type]p1:
3008     //   A template-argument for a template-parameter which is a
3009     //   type shall be a type-id.
3010     ArgType = Arg.getAsType();
3011     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
3012     break;
3013   case TemplateArgument::Template: {
3014     // We have a template type parameter but the template argument
3015     // is a template without any arguments.
3016     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3017     TemplateName Name = Arg.getAsTemplate();
3018     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_missing_args)
3019       << Name << SR;
3020     if (TemplateDecl *Decl = Name.getAsTemplateDecl())
3021       Diag(Decl->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3022
3023     return true;
3024   }
3025   case TemplateArgument::Expression: {
3026     // We have a template type parameter but the template argument is an
3027     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
3028     CXXScopeSpec SS;
3029     DeclarationNameInfo NameInfo;
3030
3031     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3032       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3033       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3034     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
3035                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3036       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3037       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3038     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
3039                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3040       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
3041         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3042         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
3043       }
3044     }
3045
3046     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
3047       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3048       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
3049
3050       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
3051           Result.getResultKind() ==
3052               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
3053         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
3054         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
3055         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
3056                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
3057                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
3058             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
3059         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3060
3061         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
3062         // already have.
3063         ArgType =
3064             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
3065         TypeLocBuilder TLB;
3066         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
3067         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
3068         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3069         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
3070         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
3071
3072         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
3073         // properly.
3074         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
3075                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
3076
3077         break;
3078       }
3079     }
3080     // fallthrough
3081   }
3082   default: {
3083     // We have a template type parameter but the template argument
3084     // is not a type.
3085     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3086     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
3087     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3088
3089     return true;
3090   }
3091   }
3092
3093   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
3094     return true;
3095
3096   // Add the converted template type argument.
3097   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
3098
3099   // Objective-C ARC:
3100   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
3101   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
3102   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
3103       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
3104       !ArgType.getObjCLifetime()) {
3105     Qualifiers Qs;
3106     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
3107     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
3108   }
3109
3110   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
3111   return false;
3112 }
3113
3114 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3115 /// the given template type parameter.
3116 ///
3117 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3118 /// the substitution.
3119 ///
3120 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3121 /// for.
3122 ///
3123 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3124 /// template-id we are checking.
3125 ///
3126 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3127 /// terminates the template-id.
3128 ///
3129 /// \param Param the template template parameter whose default we are
3130 /// substituting into.
3131 ///
3132 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3133 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3134 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3135 static TypeSourceInfo *
3136 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3137                              TemplateDecl *Template,
3138                              SourceLocation TemplateLoc,
3139                              SourceLocation RAngleLoc,
3140                              TemplateTypeParmDecl *Param,
3141                          SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3142   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
3143
3144   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
3145   // on the previously-computed template arguments.
3146   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
3147     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
3148                                      Template, Converted,
3149                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3150     if (Inst.isInvalid())
3151       return nullptr;
3152
3153     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3154                                       Converted.data(), Converted.size());
3155
3156     // Only substitute for the innermost template argument list.
3157     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3158     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3159     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3160       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3161
3162     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
3163     ArgType =
3164         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
3165                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
3166   }
3167
3168   return ArgType;
3169 }
3170
3171 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3172 /// the given non-type template parameter.
3173 ///
3174 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3175 /// the substitution.
3176 ///
3177 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3178 /// for.
3179 ///
3180 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3181 /// template-id we are checking.
3182 ///
3183 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3184 /// terminates the template-id.
3185 ///
3186 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
3187 /// substituting into.
3188 ///
3189 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3190 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3191 ///
3192 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3193 static ExprResult
3194 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3195                              TemplateDecl *Template,
3196                              SourceLocation TemplateLoc,
3197                              SourceLocation RAngleLoc,
3198                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
3199                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3200   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
3201                                    Template, Converted,
3202                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3203   if (Inst.isInvalid())
3204     return ExprError();
3205
3206   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3207                                     Converted.data(), Converted.size());
3208
3209   // Only substitute for the innermost template argument list.
3210   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3211   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3212   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3213     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3214
3215   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
3216   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(SemaRef, Sema::Unevaluated);
3217   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
3218 }
3219
3220 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3221 /// the given template template parameter.
3222 ///
3223 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3224 /// the substitution.
3225 ///
3226 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3227 /// for.
3228 ///
3229 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3230 /// template-id we are checking.
3231 ///
3232 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3233 /// terminates the template-id.
3234 ///
3235 /// \param Param the template template parameter whose default we are
3236 /// substituting into.
3237 ///
3238 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3239 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3240 ///
3241 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
3242 /// source-location information) that precedes the template name.
3243 ///
3244 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3245 static TemplateName
3246 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3247                              TemplateDecl *Template,
3248                              SourceLocation TemplateLoc,
3249                              SourceLocation RAngleLoc,
3250                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
3251                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3252                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
3253   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc, Template, Converted,
3254                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3255   if (Inst.isInvalid())
3256     return TemplateName();
3257
3258   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3259                                     Converted.data(), Converted.size());
3260
3261   // Only substitute for the innermost template argument list.
3262   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3263   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3264   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3265     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3266
3267   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
3268   // Substitute into the nested-name-specifier first,
3269   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
3270   if (QualifierLoc) {
3271     QualifierLoc =
3272         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
3273     if (!QualifierLoc)
3274       return TemplateName();
3275   }
3276
3277   return SemaRef.SubstTemplateName(
3278              QualifierLoc,
3279              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
3280              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
3281              TemplateArgLists);
3282 }
3283
3284 /// \brief If the given template parameter has a default template
3285 /// argument, substitute into that default template argument and
3286 /// return the corresponding template argument.
3287 TemplateArgumentLoc
3288 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
3289                                               SourceLocation TemplateLoc,
3290                                               SourceLocation RAngleLoc,
3291                                               Decl *Param,
3292                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
3293                                                 &Converted,
3294                                               bool &HasDefaultArg) {
3295   HasDefaultArg = false;
3296
3297   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
3298     if (!TypeParm->hasDefaultArgument())
3299       return TemplateArgumentLoc();
3300
3301     HasDefaultArg = true;
3302     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3303                                                       TemplateLoc,
3304                                                       RAngleLoc,
3305                                                       TypeParm,
3306                                                       Converted);
3307     if (DI)
3308       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
3309
3310     return TemplateArgumentLoc();
3311   }
3312
3313   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
3314         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3315     if (!NonTypeParm->hasDefaultArgument())
3316       return TemplateArgumentLoc();
3317
3318     HasDefaultArg = true;
3319     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3320                                                   TemplateLoc,
3321                                                   RAngleLoc,
3322                                                   NonTypeParm,
3323                                                   Converted);
3324     if (Arg.isInvalid())
3325       return TemplateArgumentLoc();
3326
3327     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
3328     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
3329   }
3330
3331   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
3332     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
3333   if (!TempTempParm->hasDefaultArgument())
3334     return TemplateArgumentLoc();
3335
3336   HasDefaultArg = true;
3337   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
3338   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3339                                                     TemplateLoc,
3340                                                     RAngleLoc,
3341                                                     TempTempParm,
3342                                                     Converted,
3343                                                     QualifierLoc);
3344   if (TName.isNull())
3345     return TemplateArgumentLoc();
3346
3347   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
3348                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
3349                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
3350 }
3351
3352 /// \brief Check that the given template argument corresponds to the given
3353 /// template parameter.
3354 ///
3355 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
3356 /// checked.
3357 ///
3358 /// \param Arg The template argument.
3359 ///
3360 /// \param Template The template in which the template argument resides.
3361 ///
3362 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
3363 /// whose argument list we're matching.
3364 ///
3365 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
3366 /// the template argument list.
3367 ///
3368 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
3369 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
3370 ///
3371 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
3372 /// end of this small vector.
3373 ///
3374 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
3375 /// explicitly written, deduced, etc.
3376 ///
3377 /// \returns true on error, false otherwise.
3378 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
3379                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
3380                                  NamedDecl *Template,
3381                                  SourceLocation TemplateLoc,
3382                                  SourceLocation RAngleLoc,
3383                                  unsigned ArgumentPackIndex,
3384                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3385                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
3386   // Check template type parameters.
3387   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
3388     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
3389
3390   // Check non-type template parameters.
3391   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3392     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
3393     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
3394     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
3395     QualType NTTPType = NTTP->getType();
3396     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
3397       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
3398
3399     if (NTTPType->isDependentType() &&
3400         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
3401         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
3402       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
3403       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
3404                                  NTTP, Converted,
3405                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3406       if (Inst.isInvalid())
3407         return true;
3408
3409       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3410                                         Converted.data(), Converted.size());
3411       NTTPType = SubstType(NTTPType,
3412                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
3413                            NTTP->getLocation(),
3414                            NTTP->getDeclName());
3415       // If that worked, check the non-type template parameter type
3416       // for validity.
3417       if (!NTTPType.isNull())
3418         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
3419                                                      NTTP->getLocation());
3420       if (NTTPType.isNull())
3421         return true;
3422     }
3423
3424     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
3425     case TemplateArgument::Null:
3426       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
3427
3428     case TemplateArgument::Expression: {
3429       TemplateArgument Result;
3430       ExprResult Res =
3431         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
3432                               Result, CTAK);
3433       if (Res.isInvalid())
3434         return true;
3435
3436       Converted.push_back(Result);
3437       break;
3438     }
3439
3440     case TemplateArgument::Declaration:
3441     case TemplateArgument::Integral:
3442     case TemplateArgument::NullPtr:
3443       // We've already checked this template argument, so just copy
3444       // it to the list of converted arguments.
3445       Converted.push_back(Arg.getArgument());
3446       break;
3447
3448     case TemplateArgument::Template:
3449     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3450       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
3451       // see below.
3452       if (DependentTemplateName *DTN
3453             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
3454                                               .getAsDependentTemplateName()) {
3455         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
3456         // parsed as a template template argument. However, since we now
3457         // know that we need a non-type template argument, convert this
3458         // template name into an expression.
3459
3460         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
3461                                      Arg.getTemplateNameLoc());
3462
3463         CXXScopeSpec SS;
3464         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
3465         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
3466         // so it was provided with a template keyword. However, its source
3467         // location is not stored in the template argument structure.
3468         SourceLocation TemplateKWLoc;
3469         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
3470             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
3471             nullptr);
3472
3473         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
3474         // pack expansion expression.
3475         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
3476           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
3477           if (E.isInvalid())
3478             return true;
3479         }
3480
3481         TemplateArgument Result;
3482         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
3483         if (E.isInvalid())
3484           return true;
3485
3486         Converted.push_back(Result);
3487         break;
3488       }
3489
3490       // We have a template argument that actually does refer to a class
3491       // template, alias template, or template template parameter, and
3492       // therefore cannot be a non-type template argument.
3493       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
3494         << Arg.getSourceRange();
3495
3496       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3497       return true;
3498
3499     case TemplateArgument::Type: {
3500       // We have a non-type template parameter but the template
3501       // argument is a type.
3502
3503       // C++ [temp.arg]p2:
3504       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
3505       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
3506       //   form of the corresponding template-parameter.
3507       //
3508       // We warn specifically about this case, since it can be rather
3509       // confusing for users.
3510       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
3511       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
3512       if (T->isFunctionType())
3513         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
3514       else
3515         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
3516       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3517       return true;
3518     }
3519
3520     case TemplateArgument::Pack:
3521       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
3522     }
3523
3524     return false;
3525   }
3526
3527
3528   // Check template template parameters.
3529   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
3530
3531   // Substitute into the template parameter list of the template
3532   // template parameter, since previously-supplied template arguments
3533   // may appear within the template template parameter.
3534   {
3535     // Set up a template instantiation context.
3536     LocalInstantiationScope Scope(*this);
3537     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
3538                                TempParm, Converted,
3539                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3540     if (Inst.isInvalid())
3541       return true;
3542
3543     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3544                                       Converted.data(), Converted.size());
3545     TempParm = cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3546                       SubstDecl(TempParm, CurContext,
3547                                 MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs)));
3548     if (!TempParm)
3549       return true;
3550   }
3551
3552   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
3553   case TemplateArgument::Null:
3554     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
3555
3556   case TemplateArgument::Template:
3557   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3558     if (CheckTemplateArgument(TempParm, Arg, ArgumentPackIndex))
3559       return true;
3560
3561     Converted.push_back(Arg.getArgument());
3562     break;
3563
3564   case TemplateArgument::Expression:
3565   case TemplateArgument::Type:
3566     // We have a template template parameter but the template
3567     // argument does not refer to a template.
3568     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
3569       << getLangOpts().CPlusPlus11;
3570     return true;
3571
3572   case TemplateArgument::Declaration:
3573     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
3574   case TemplateArgument::Integral:
3575     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
3576   case TemplateArgument::NullPtr:
3577     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
3578
3579   case TemplateArgument::Pack:
3580     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
3581   }
3582
3583   return false;
3584 }
3585
3586 /// \brief Diagnose an arity mismatch in the
3587 static bool diagnoseArityMismatch(Sema &S, TemplateDecl *Template,
3588                                   SourceLocation TemplateLoc,
3589                                   TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3590   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
3591   unsigned NumParams = Params->size();
3592   unsigned NumArgs = TemplateArgs.size();
3593
3594   SourceRange Range;
3595   if (NumArgs > NumParams)
3596     Range = SourceRange(TemplateArgs[NumParams].getLocation(),
3597                         TemplateArgs.getRAngleLoc());
3598   S.Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
3599     << (NumArgs > NumParams)
3600     << (isa<ClassTemplateDecl>(Template)? 0 :
3601         isa<FunctionTemplateDecl>(Template)? 1 :
3602         isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template)? 2 : 3)
3603     << Template << Range;
3604   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
3605     << Params->getSourceRange();
3606   return true;
3607 }
3608
3609 /// \brief Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
3610 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
3611 ///
3612 /// \code
3613 /// template<typename ...Ts> struct A {
3614 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
3615 /// };
3616 /// \endcode
3617 ///
3618 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
3619 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
3620 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
3621   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
3622         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3623     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
3624       return NTTP->getNumExpansionTypes();
3625   }
3626
3627   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
3628         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
3629     if (TTP->isExpandedParameterPack())
3630       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
3631   }
3632
3633   return None;
3634 }
3635
3636 /// \brief Check that the given template argument list is well-formed
3637 /// for specializing the given template.
3638 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(TemplateDecl *Template,
3639                                      SourceLocation TemplateLoc,
3640                                      TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs,
3641                                      bool PartialTemplateArgs,
3642                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3643   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
3644
3645   SourceLocation RAngleLoc = TemplateArgs.getRAngleLoc();
3646
3647   // C++ [temp.arg]p1:
3648   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
3649   //   a template-id shall match the type and form specified for the
3650   //   corresponding parameter declared by the template in its
3651   //   template-parameter-list.
3652   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
3653   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
3654   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = TemplateArgs.size();
3655   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
3656   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
3657                                        ParamEnd = Params->end();
3658        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
3659     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
3660     // many arguments.
3661     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
3662       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
3663         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
3664         // them to the list.
3665         Converted.push_back(
3666           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context,
3667                                            ArgumentPack.data(),
3668                                            ArgumentPack.size()));
3669         ArgumentPack.clear();
3670
3671         // This argument is assigned to the next parameter.
3672         ++Param;
3673         continue;
3674       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
3675         // Not enough arguments for this parameter pack.
3676         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
3677           << false
3678           << (isa<ClassTemplateDecl>(Template)? 0 :
3679               isa<FunctionTemplateDecl>(Template)? 1 :
3680               isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template)? 2 : 3)
3681           << Template;
3682         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
3683           << Params->getSourceRange();
3684         return true;
3685       }
3686     }
3687
3688     if (ArgIdx < NumArgs) {
3689       // Check the template argument we were given.
3690       if (CheckTemplateArgument(*Param, TemplateArgs[ArgIdx], Template,
3691                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
3692                                 ArgumentPack.size(), Converted))
3693         return true;
3694
3695       if (TemplateArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
3696           isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) &&
3697           !(Param + 1 == ParamEnd && (*Param)->isTemplateParameterPack() &&
3698             !getExpandedPackSize(*Param))) {
3699         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
3700         // alias template, and it's not part of a final parameter pack. This
3701         // can't be canonicalized, so reject it now.
3702         Diag(TemplateArgs[ArgIdx].getLocation(),
3703              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
3704           << TemplateArgs[ArgIdx].getSourceRange();
3705         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3706         return true;
3707       }
3708
3709       // We're now done with this argument.
3710       ++ArgIdx;
3711
3712       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
3713         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
3714         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
3715         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
3716         // arguments.
3717         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
3718       } else {
3719         // Move to the next template parameter.
3720         ++Param;
3721       }
3722
3723       // If we just saw a pack expansion, then directly convert the remaining
3724       // arguments, because we don't know what parameters they'll match up
3725       // with.
3726       if (TemplateArgs[ArgIdx-1].getArgument().isPackExpansion()) {
3727         bool InFinalParameterPack = Param != ParamEnd &&
3728                                     Param + 1 == ParamEnd &&
3729                                     (*Param)->isTemplateParameterPack() &&
3730                                     !getExpandedPackSize(*Param);
3731
3732         if (!InFinalParameterPack && !ArgumentPack.empty()) {
3733           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
3734           // fall back to just producing individual arguments.
3735           Converted.insert(Converted.end(),
3736                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
3737           ArgumentPack.clear();
3738         }
3739
3740         while (ArgIdx < NumArgs) {
3741           if (InFinalParameterPack)
3742             ArgumentPack.push_back(TemplateArgs[ArgIdx].getArgument());
3743           else
3744             Converted.push_back(TemplateArgs[ArgIdx].getArgument());
3745           ++ArgIdx;
3746         }
3747
3748         // Push the argument pack onto the list of converted arguments.
3749         if (InFinalParameterPack) {
3750           Converted.push_back(
3751             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context,
3752                                              ArgumentPack.data(),
3753                                              ArgumentPack.size()));
3754           ArgumentPack.clear();
3755         }
3756
3757         return false;
3758       }
3759
3760       continue;
3761     }
3762
3763     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
3764     if (PartialTemplateArgs) {
3765       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
3766         Converted.push_back(TemplateArgument::CreatePackCopy(Context,
3767                                                          ArgumentPack.data(),
3768                                                          ArgumentPack.size()));
3769
3770       return false;
3771     }
3772
3773     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
3774     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
3775     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
3776       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
3777              "Should have dealt with this already");
3778
3779       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
3780       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
3781       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
3782       if (Param + 1 != ParamEnd)
3783         return true;
3784
3785       Converted.push_back(TemplateArgument::CreatePackCopy(Context,
3786                                                        ArgumentPack.data(),
3787                                                        ArgumentPack.size()));
3788       ArgumentPack.clear();
3789
3790       ++Param;
3791       continue;
3792     }
3793
3794     // Check whether we have a default argument.
3795     TemplateArgumentLoc Arg;
3796
3797     // Retrieve the default template argument from the template
3798     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
3799     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
3800     // (when the template parameter was part of a nested template) into
3801     // the default argument.
3802     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
3803       if (!TTP->hasDefaultArgument())
3804         return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc,
3805                                      TemplateArgs);
3806
3807       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
3808                                                              Template,
3809                                                              TemplateLoc,
3810                                                              RAngleLoc,
3811                                                              TTP,
3812                                                              Converted);
3813       if (!ArgType)
3814         return true;
3815
3816       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
3817                                 ArgType);
3818     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
3819                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
3820       if (!NTTP->hasDefaultArgument())
3821         return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc,
3822                                      TemplateArgs);
3823
3824       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3825                                                               TemplateLoc,
3826                                                               RAngleLoc,
3827                                                               NTTP,
3828                                                               Converted);
3829       if (E.isInvalid())
3830         return true;
3831
3832       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
3833       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
3834     } else {
3835       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
3836         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
3837
3838       if (!TempParm->hasDefaultArgument())
3839         return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc,
3840                                      TemplateArgs);
3841
3842       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
3843       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3844                                                        TemplateLoc,
3845                                                        RAngleLoc,
3846                                                        TempParm,
3847                                                        Converted,
3848                                                        QualifierLoc);
3849       if (Name.isNull())
3850         return true;
3851
3852       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
3853                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
3854     }
3855
3856     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
3857     // the default template argument.
3858     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
3859                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3860     if (Inst.isInvalid())
3861       return true;
3862
3863     // Check the default template argument.
3864     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
3865                               RAngleLoc, 0, Converted))
3866       return true;
3867
3868     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
3869     // parameter, keep track of the default template arguments from the
3870     // template definition.
3871     if (isTemplateTemplateParameter)
3872       TemplateArgs.addArgument(Arg);
3873
3874     // Move to the next template parameter and argument.
3875     ++Param;
3876     ++ArgIdx;
3877   }
3878
3879   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
3880   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
3881   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
3882   // still dependent).
3883   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
3884       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
3885     while (ArgIdx < NumArgs &&
3886            TemplateArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
3887       Converted.push_back(TemplateArgs[ArgIdx++].getArgument());
3888   }
3889
3890   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
3891   // Complain and fail.
3892   if (ArgIdx < NumArgs)
3893     return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
3894
3895   return false;
3896 }
3897
3898 namespace {
3899   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
3900     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
3901   {
3902     Sema &S;
3903     SourceRange SR;
3904
3905     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
3906
3907   public:
3908     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
3909
3910     bool Visit(QualType T) {
3911       return inherited::Visit(T.getTypePtr());
3912     }
3913
3914 #define TYPE(Class, Parent) \
3915     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
3916 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
3917     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
3918 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
3919     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
3920 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
3921
3922     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
3923     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
3924   };
3925 }
3926
3927 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
3928   return false;
3929 }
3930
3931 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
3932   return Visit(T->getElementType());
3933 }
3934
3935 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
3936   return Visit(T->getPointeeType());
3937 }
3938
3939 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
3940                                                     const BlockPointerType* T) {
3941   return Visit(T->getPointeeType());
3942 }
3943
3944 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
3945                                                 const LValueReferenceType* T) {
3946   return Visit(T->getPointeeType());
3947 }
3948
3949 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
3950                                                 const RValueReferenceType* T) {
3951   return Visit(T->getPointeeType());
3952 }
3953
3954 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
3955                                                   const MemberPointerType* T) {
3956   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
3957 }
3958
3959 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
3960                                                   const ConstantArrayType* T) {
3961   return Visit(T->getElementType());
3962 }
3963
3964 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
3965                                                  const IncompleteArrayType* T) {
3966   return Visit(T->getElementType());
3967 }
3968
3969 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
3970                                                    const VariableArrayType* T) {
3971   return Visit(T->getElementType());
3972 }
3973
3974 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
3975                                             const DependentSizedArrayType* T) {
3976   return Visit(T->getElementType());
3977 }
3978
3979 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
3980                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
3981   return Visit(T->getElementType());
3982 }
3983
3984 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
3985   return Visit(T->getElementType());
3986 }
3987
3988 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
3989   return Visit(T->getElementType());
3990 }
3991
3992 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
3993                                                   const FunctionProtoType* T) {
3994   for (const auto &A : T->param_types()) {
3995     if (Visit(A))
3996       return true;
3997   }
3998
3999   return Visit(T->getReturnType());
4000 }
4001
4002 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
4003                                                const FunctionNoProtoType* T) {
4004   return Visit(T->getReturnType());
4005 }
4006
4007 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
4008                                                   const UnresolvedUsingType*) {
4009   return false;
4010 }
4011
4012 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
4013   return false;
4014 }
4015
4016 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
4017   return Visit(T->getUnderlyingType());
4018 }
4019
4020 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
4021   return false;
4022 }
4023
4024 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
4025                                                     const UnaryTransformType*) {
4026   return false;
4027 }
4028
4029 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
4030   return Visit(T->getDeducedType());
4031 }
4032
4033 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
4034   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4035 }
4036
4037 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
4038   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4039 }
4040
4041 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
4042                                                  const TemplateTypeParmType*) {
4043   return false;
4044 }
4045
4046 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
4047                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
4048   return false;
4049 }
4050
4051 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
4052                                             const TemplateSpecializationType*) {
4053   return false;
4054 }
4055
4056 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
4057                                               const InjectedClassNameType* T) {
4058   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4059 }
4060
4061 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
4062                                                    const DependentNameType* T) {
4063   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
4064 }
4065
4066 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
4067                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
4068   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
4069 }
4070
4071 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
4072                                                    const PackExpansionType* T) {
4073   return Visit(T->getPattern());
4074 }
4075
4076 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
4077   return false;
4078 }
4079
4080 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
4081                                                    const ObjCInterfaceType *) {
4082   return false;
4083 }
4084
4085 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
4086                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
4087   return false;
4088 }
4089
4090 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
4091   return Visit(T->getValueType());
4092 }
4093
4094 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
4095   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
4096     S.Diag(SR.getBegin(),
4097            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4098              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
4099              diag::ext_template_arg_local_type)
4100       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
4101     return true;
4102   }
4103
4104   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
4105     S.Diag(SR.getBegin(),
4106            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4107              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
4108              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
4109     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
4110     return true;
4111   }
4112
4113   return false;
4114 }
4115
4116 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
4117                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
4118   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
4119     return true;
4120
4121   switch (NNS->getKind()) {
4122   case NestedNameSpecifier::Identifier:
4123   case NestedNameSpecifier::Namespace:
4124   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
4125   case NestedNameSpecifier::Global:
4126     return false;
4127
4128   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
4129   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
4130     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
4131   }
4132   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
4133 }
4134
4135
4136 /// \brief Check a template argument against its corresponding
4137 /// template type parameter.
4138 ///
4139 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
4140 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
4141 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4142                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
4143   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
4144   QualType Arg = ArgInfo->getType();
4145   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
4146
4147   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
4148     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
4149   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
4150     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
4151   }
4152
4153   // C++03 [temp.arg.type]p2:
4154   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
4155   //   compounded from any of these types shall not be used as a
4156   //   template-argument for a template type-parameter.
4157   //
4158   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
4159   // a warning.
4160   bool NeedsCheck;
4161   if (LangOpts.CPlusPlus11)
4162     NeedsCheck =
4163         !Diags.isIgnored(diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type,
4164                          SR.getBegin()) ||
4165         !Diags.isIgnored(diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type,
4166                          SR.getBegin());
4167   else
4168     NeedsCheck = Arg->hasUnnamedOrLocalType();
4169
4170   if (NeedsCheck) {
4171     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
4172     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
4173   }
4174
4175   return false;
4176 }
4177
4178 enum NullPointerValueKind {
4179   NPV_NotNullPointer,
4180   NPV_NullPointer,
4181   NPV_Error
4182 };
4183
4184 /// \brief Determine whether the given template argument is a null pointer
4185 /// value of the appropriate type.
4186 static NullPointerValueKind
4187 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4188                                    QualType ParamType, Expr *Arg) {
4189   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
4190     return NPV_NotNullPointer;
4191
4192   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
4193     return NPV_NotNullPointer;
4194
4195   // Determine whether we have a constant expression.
4196   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
4197   if (ArgRV.isInvalid())
4198     return NPV_Error;
4199   Arg = ArgRV.get();
4200
4201   Expr::EvalResult EvalResult;
4202   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
4203   EvalResult.Diag = &Notes;
4204   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
4205       EvalResult.HasSideEffects) {
4206     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
4207
4208     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
4209     // the caret at its location rather than producing an essentially
4210     // redundant note.
4211     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
4212         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
4213       DiagLoc = Notes[0].first;
4214       Notes.clear();
4215     }
4216
4217     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
4218       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
4219     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
4220       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
4221
4222     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4223     return NPV_Error;
4224   }
4225
4226   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
4227   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
4228   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
4229     return NPV_NullPointer;
4230
4231   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
4232   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
4233   //     (4.11); or
4234   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
4235       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
4236        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
4237     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
4238     bool ObjCLifetimeConversion;
4239     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
4240         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
4241                                      ObjCLifetimeConversion))
4242       return NPV_NullPointer;
4243
4244     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
4245     // then recover as if the types were correct.
4246     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
4247       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4248     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4249     return NPV_NullPointer;
4250   }
4251
4252   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
4253   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
4254   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
4255     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
4256     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
4257         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
4258         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
4259                                       ")");
4260     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4261     return NPV_NullPointer;
4262   }
4263
4264   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
4265   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
4266   // be interpreted by the caller.
4267   return NPV_NotNullPointer;
4268 }
4269
4270 /// \brief Checks whether the given template argument is compatible with its
4271 /// template parameter.
4272 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
4273     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
4274     Expr *Arg, QualType ArgType) {
4275   bool ObjCLifetimeConversion;
4276   if (ParamType->isPointerType() &&
4277       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
4278       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
4279                                   ObjCLifetimeConversion)) {
4280     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
4281     // permitted.
4282   } else {
4283     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
4284       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
4285         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
4286         //   For a non-type template-parameter of type reference to
4287         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
4288         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
4289         //   identical) type of the template- argument. The
4290         //   template-parameter is bound directly to the
4291         //   template-argument, which shall be an lvalue.
4292
4293         // FIXME: Other qualifiers?
4294         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
4295         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
4296
4297         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
4298           S.Diag(Arg->getLocStart(),
4299                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
4300             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
4301           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4302           return true;
4303         }
4304       }
4305     }
4306
4307     // At this point, the template argument refers to an object or
4308     // function with external linkage. We now need to check whether the
4309     // argument and parameter types are compatible.
4310     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
4311                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
4312       // We can't perform this conversion or binding.
4313       if (ParamType->isReferenceType())
4314         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
4315           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
4316       else
4317         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
4318           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4319       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4320       return true;
4321     }
4322   }
4323
4324   return false;
4325 }
4326
4327 /// \brief Checks whether the given template argument is the address
4328 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
4329 static bool
4330 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
4331                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4332                                                QualType ParamType,
4333                                                Expr *ArgIn,
4334                                                TemplateArgument &Converted) {
4335   bool Invalid = false;
4336   Expr *Arg = ArgIn;
4337   QualType ArgType = Arg->getType();
4338
4339   bool AddressTaken = false;
4340   SourceLocation AddrOpLoc;
4341   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
4342     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
4343     // dereference and address-of operators.
4344     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
4345
4346     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
4347     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
4348     SourceLocation FirstOpLoc;
4349     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4350       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
4351       if (UnOpKind == UO_Deref)
4352         ExtWarnMSTemplateArg = true;
4353       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
4354         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
4355         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
4356           FirstOpKind = UnOpKind;
4357           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
4358         }
4359       } else
4360         break;
4361     }
4362     if (FirstOpLoc.isValid()) {
4363       if (ExtWarnMSTemplateArg)
4364         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
4365           << ArgIn->getSourceRange();
4366
4367       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
4368         AddressTaken = true;
4369       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
4370         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
4371         // constant expression.
4372         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
4373         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4374           << Arg->getSourceRange();
4375       }
4376     }
4377   } else {
4378     // See through any implicit casts we added to fix the type.
4379     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
4380
4381     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4382     //
4383     //   A template-argument for a non-type, non-template
4384     //   template-parameter shall be one of: [...]
4385     //
4386     //     -- the address of an object or function with external
4387     //        linkage, including function templates and function
4388     //        template-ids but excluding non-static class members,
4389     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
4390     //        the name refers to a function or array, or if the
4391     //        corresponding template-parameter is a reference; or
4392
4393     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
4394     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
4395     bool ExtraParens = false;
4396     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
4397       if (!Invalid && !ExtraParens) {
4398         S.Diag(Arg->getLocStart(),
4399                S.getLangOpts().CPlusPlus11
4400                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
4401                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
4402             << Arg->getSourceRange();
4403         ExtraParens = true;
4404       }
4405
4406       Arg = Parens->getSubExpr();
4407     }
4408
4409     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4410                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4411       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4412
4413     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4414       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
4415         Arg = UnOp->getSubExpr();
4416         AddressTaken = true;
4417         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
4418       }
4419     }
4420
4421     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4422                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4423       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4424   }
4425
4426   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
4427   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
4428
4429   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
4430   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
4431     NullPointerValueKind NPV;
4432     // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
4433     // arguments.
4434     if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
4435       NPV = NPV_NotNullPointer;
4436     else
4437       NPV = isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn);
4438     switch (NPV) {
4439     case NPV_NullPointer:
4440       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
4441       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
4442                                    /*isNullPtr=*/true);
4443       return false;
4444
4445     case NPV_Error:
4446       return true;
4447
4448     case NPV_NotNullPointer:
4449       break;
4450     }
4451   }
4452
4453   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
4454   // it should be checked when instantiated.
4455   if (Arg->isValueDependent()) {
4456     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
4457     return false;
4458   }
4459
4460   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
4461     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
4462                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
4463       return true;
4464
4465     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
4466     return false;
4467   }
4468
4469   if (!DRE) {
4470     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4471     << Arg->getSourceRange();
4472     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4473     return true;
4474   }
4475
4476   // Cannot refer to non-static data members
4477   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
4478     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
4479       << Entity << Arg->getSourceRange();
4480     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4481     return true;
4482   }
4483
4484   // Cannot refer to non-static member functions
4485   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
4486     if (!Method->isStatic()) {
4487       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
4488         << Method << Arg->getSourceRange();
4489       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4490       return true;
4491     }
4492   }
4493
4494   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
4495   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
4496
4497   // A non-type template argument must refer to an object or function.
4498   if (!Func && !Var) {
4499     // We found something, but we don't know specifically what it is.
4500     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
4501       << Arg->getSourceRange();
4502     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4503     return true;
4504   }
4505
4506   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
4507   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
4508     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4509              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
4510              diag::ext_template_arg_object_internal)
4511       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
4512     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
4513       << !Func;
4514   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
4515     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
4516       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
4517     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
4518       << !Func;
4519     return true;
4520   }
4521
4522   if (Func) {
4523     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
4524     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
4525       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
4526     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
4527       // If we originally had an address-of operator, but the
4528       // parameter has reference type, complain and (if things look
4529       // like they will work) drop the address-of operator.
4530       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
4531                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
4532         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4533           << ParamType;
4534         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4535         return true;
4536       }
4537
4538       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4539         << ParamType
4540         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
4541       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4542
4543       ArgType = Func->getType();
4544     }
4545   } else {
4546     // A value of reference type is not an object.
4547     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
4548       S.Diag(Arg->getLocStart(),
4549              diag::err_template_arg_reference_var)
4550         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
4551       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4552       return true;
4553     }
4554
4555     // A template argument must have static storage duration.
4556     if (Var->getTLSKind()) {
4557       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
4558         << Arg->getSourceRange();
4559       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4560       return true;
4561     }
4562
4563     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
4564     // the address of this object.
4565     if (ParamType->isReferenceType()) {
4566       if (AddressTaken) {
4567         // If we originally had an address-of operator, but the
4568         // parameter has reference type, complain and (if things look
4569         // like they will work) drop the address-of operator.
4570         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
4571                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
4572           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4573             << ParamType;
4574           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4575           return true;
4576         }
4577
4578         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4579           << ParamType
4580           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
4581         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4582
4583         ArgType = Var->getType();
4584       }
4585     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
4586       if (Var->getType()->isArrayType()) {
4587         // Array-to-pointer decay.
4588         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
4589       } else {
4590         // If the template parameter has pointer type but the address of
4591         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
4592         // taking the address of the entity.
4593         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
4594         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
4595           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
4596             << ParamType;
4597           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4598           return true;
4599         }
4600
4601         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
4602           << ParamType
4603           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
4604
4605         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4606       }
4607     }
4608   }
4609
4610   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
4611                                                      Arg, ArgType))
4612     return true;
4613
4614   // Create the template argument.
4615   Converted = TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()),
4616                                ParamType->isReferenceType());
4617   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
4618   return false;
4619 }
4620
4621 /// \brief Checks whether the given template argument is a pointer to
4622 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
4623 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
4624                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4625                                                  QualType ParamType,
4626                                                  Expr *&ResultArg,
4627                                                  TemplateArgument &Converted) {
4628   bool Invalid = false;
4629
4630   // Check for a null pointer value.
4631   Expr *Arg = ResultArg;
4632   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, Arg)) {
4633   case NPV_Error:
4634     return true;
4635   case NPV_NullPointer:
4636     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
4637     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
4638                                  /*isNullPtr*/true);
4639     if (S.Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft())
4640       S.RequireCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType, 0);
4641     return false;
4642   case NPV_NotNullPointer:
4643     break;
4644   }
4645
4646   bool ObjCLifetimeConversion;
4647   if (S.IsQualificationConversion(Arg->getType(),
4648                                   ParamType.getNonReferenceType(),
4649                                   false, ObjCLifetimeConversion)) {
4650     Arg = S.ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_NoOp,
4651                               Arg->getValueKind()).get();
4652     ResultArg = Arg;
4653   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(),
4654                 ParamType.getNonReferenceType())) {
4655     // We can't perform this conversion.
4656     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
4657       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4658     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4659     return true;
4660   }
4661
4662   // See through any implicit casts we added to fix the type.
4663   while (ImplicitCastExpr *Cast = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(Arg))
4664     Arg = Cast->getSubExpr();
4665
4666   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4667   //
4668   //   A template-argument for a non-type, non-template
4669   //   template-parameter shall be one of: [...]
4670   //
4671   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
4672   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
4673
4674   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
4675   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
4676   bool ExtraParens = false;
4677   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
4678     if (!Invalid && !ExtraParens) {
4679       S.Diag(Arg->getLocStart(),
4680              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4681                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
4682                diag::ext_template_arg_extra_parens)
4683         << Arg->getSourceRange();
4684       ExtraParens = true;
4685     }
4686
4687     Arg = Parens->getSubExpr();
4688   }
4689
4690   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4691            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4692     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4693
4694   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
4695   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4696     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
4697       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
4698       if (DRE && !DRE->getQualifier())
4699         DRE = nullptr;
4700     }
4701   }
4702   // A constant of pointer-to-member type.
4703   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
4704     if (ValueDecl *VD = dyn_cast<ValueDecl>(DRE->getDecl())) {
4705       if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
4706         if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
4707           if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
4708             Converted = TemplateArgument(Arg);
4709           } else {
4710             VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
4711             Converted = TemplateArgument(VD, /*isReferenceParam*/false);
4712           }
4713           return Invalid;
4714         }
4715       }
4716     }
4717
4718     DRE = nullptr;
4719   }
4720
4721   if (!DRE)
4722     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
4723                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
4724       << Arg->getSourceRange();
4725
4726   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4727       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4728       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
4729     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4730             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4731             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
4732            "Only non-static member pointers can make it here");
4733
4734     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
4735     // a member pointer constant.
4736     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
4737       Converted = TemplateArgument(Arg);
4738     } else {
4739       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
4740       Converted = TemplateArgument(D, /*isReferenceParam*/false);
4741     }
4742     return Invalid;
4743   }
4744
4745   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
4746   S.Diag(Arg->getLocStart(),
4747          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
4748     << Arg->getSourceRange();
4749   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4750   return true;
4751 }
4752
4753 /// \brief Check a template argument against its corresponding
4754 /// non-type template parameter.
4755 ///
4756 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
4757 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
4758 /// returns the converted template argument. \p
4759 /// InstantiatedParamType is the type of the non-type template
4760 /// parameter after it has been instantiated.
4761 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4762                                        QualType InstantiatedParamType, Expr *Arg,
4763                                        TemplateArgument &Converted,
4764                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4765   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
4766
4767   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
4768   // type-dependent, there's nothing we can check now.
4769   if (InstantiatedParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
4770     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
4771     Converted = TemplateArgument(Arg);
4772     return Arg;
4773   }
4774
4775   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
4776   //   The following conversions are performed on each expression used
4777   //   as a non-type template-argument. If a non-type
4778   //   template-argument cannot be converted to the type of the
4779   //   corresponding template-parameter then the program is
4780   //   ill-formed.
4781   QualType ParamType = InstantiatedParamType;
4782   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
4783     // C++11:
4784     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
4785     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
4786     //      constant expression are applied.
4787     //
4788     // C++98:
4789     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
4790     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
4791     //      conversions (4.7) are applied.
4792
4793     if (CTAK == CTAK_Deduced &&
4794         !Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType, Arg->getType())) {
4795       // C++ [temp.deduct.type]p17:
4796       //   If, in the declaration of a function template with a non-type
4797       //   template-parameter, the non-type template-parameter is used
4798       //   in an expression in the function parameter-list and, if the
4799       //   corresponding template-argument is deduced, the
4800       //   template-argument type shall match the type of the
4801       //   template-parameter exactly, except that a template-argument
4802       //   deduced from an array bound may be of any integral type.
4803       Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
4804         << Arg->getType().getUnqualifiedType()
4805         << ParamType.getUnqualifiedType();
4806       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4807       return ExprError();
4808     }
4809
4810     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
4811       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
4812       // FIXME: If there's no viable conversion to the template parameter type,
4813       // we should be able to diagnose that prior to instantiation.
4814       if (Arg->isValueDependent()) {
4815         Converted = TemplateArgument(Arg);
4816         return Arg;
4817       }
4818
4819       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4820       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4821       //   shall be one of:
4822       //
4823       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
4824       //        type, a converted constant expression of the type of the
4825       //        template-parameter; or
4826       llvm::APSInt Value;
4827       ExprResult ArgResult =
4828         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
4829                                          CCEK_TemplateArg);
4830       if (ArgResult.isInvalid())
4831         return ExprError();
4832
4833       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
4834       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
4835       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
4836       QualType IntegerType = ParamType;
4837       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
4838         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
4839       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
4840
4841       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
4842                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
4843       return ArgResult;
4844     }
4845
4846     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
4847     if (ArgResult.isInvalid())
4848       return ExprError();
4849     Arg = ArgResult.get();
4850
4851     QualType ArgType = Arg->getType();
4852
4853     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4854     //   A template-argument for a non-type, non-template
4855     //   template-parameter shall be one of:
4856     //
4857     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
4858     //        type; or
4859     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
4860     SourceLocation NonConstantLoc;
4861     llvm::APSInt Value;
4862     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
4863       Diag(Arg->getLocStart(),
4864            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
4865         << ArgType << Arg->getSourceRange();
4866       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4867       return ExprError();
4868     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
4869       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
4870         QualType T;
4871
4872       public:
4873         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
4874
4875         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
4876                             SourceRange SR) override {
4877           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
4878         }
4879       } Diagnoser(ArgType);
4880
4881       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
4882                                             false).get();
4883       if (!Arg)
4884         return ExprError();
4885     }
4886
4887     // From here on out, all we care about are the unqualified forms
4888     // of the parameter and argument types.
4889     ParamType = ParamType.getUnqualifiedType();
4890     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
4891
4892     // Try to convert the argument to the parameter's type.
4893     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
4894       // Okay: no conversion necessary
4895     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
4896       // This is an integral-to-boolean conversion.
4897       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
4898     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
4899                !ParamType->isEnumeralType()) {
4900       // This is an integral promotion or conversion.
4901       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
4902     } else {
4903       // We can't perform this conversion.
4904       Diag(Arg->getLocStart(),
4905            diag::err_template_arg_not_convertible)
4906         << Arg->getType() << InstantiatedParamType << Arg->getSourceRange();
4907       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4908       return ExprError();
4909     }
4910
4911     // Add the value of this argument to the list of converted
4912     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
4913     // parameter.
4914     if (Arg->isValueDependent()) {
4915       // The argument is value-dependent. Create a new
4916       // TemplateArgument with the converted expression.
4917       Converted = TemplateArgument(Arg);
4918       return Arg;
4919     }
4920
4921     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
4922     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
4923       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
4924
4925     if (ParamType->isBooleanType()) {
4926       // Value must be zero or one.
4927       Value = Value != 0;
4928       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
4929       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
4930         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
4931       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
4932     } else {
4933       llvm::APSInt OldValue = Value;
4934
4935       // Coerce the template argument's value to the value it will have
4936       // based on the template parameter's type.
4937       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
4938       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
4939         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
4940       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
4941
4942       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
4943       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
4944                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
4945         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
4946           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
4947           << Arg->getSourceRange();
4948         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4949       }
4950
4951       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
4952       unsigned RequiredBits;
4953       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
4954         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
4955       else if (OldValue.isUnsigned())
4956         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
4957       else
4958         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
4959       if (RequiredBits > AllowedBits) {
4960         Diag(Arg->getLocStart(),
4961              diag::warn_template_arg_too_large)
4962           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
4963           << Arg->getSourceRange();
4964         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4965       }
4966     }
4967
4968     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
4969                                  ParamType->isEnumeralType()
4970                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
4971                                    : IntegerType);
4972     return Arg;
4973   }
4974
4975   QualType ArgType = Arg->getType();
4976   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
4977
4978   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
4979   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
4980   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
4981       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
4982       //    applied. If the template-argument represents a set of
4983       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
4984       //    function is selected from the set (13.4).
4985       (ParamType->isPointerType() &&
4986        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
4987       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
4988       //    function, no conversions apply. If the template-argument
4989       //    represents a set of overloaded functions, the matching
4990       //    function is selected from the set (13.4).
4991       (ParamType->isReferenceType() &&
4992        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
4993       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
4994       //    member function, no conversions apply. If the
4995       //    template-argument represents a set of overloaded member
4996       //    functions, the matching member function is selected from
4997       //    the set (13.4).
4998       (ParamType->isMemberPointerType() &&
4999        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
5000          ->isFunctionType())) {
5001
5002     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
5003       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
5004                                                                 true,
5005                                                                 FoundResult)) {
5006         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
5007           return ExprError();
5008
5009         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
5010         ArgType = Arg->getType();
5011       } else
5012         return ExprError();
5013     }
5014
5015     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
5016       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5017                                                          ParamType,
5018                                                          Arg, Converted))
5019         return ExprError();
5020       return Arg;
5021     }
5022
5023     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
5024                                              Converted))
5025       return ExprError();
5026     return Arg;
5027   }
5028
5029   if (ParamType->isPointerType()) {
5030     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
5031     //      object, qualification conversions (4.4) and the
5032     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
5033     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
5034     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
5035            "Only object pointers allowed here");
5036
5037     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5038                                                        ParamType,
5039                                                        Arg, Converted))
5040       return ExprError();
5041     return Arg;
5042   }
5043
5044   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5045     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
5046     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
5047     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5048     //      identical) type of the template-argument. The
5049     //      template-parameter is bound directly to the
5050     //      template-argument, which must be an lvalue.
5051     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
5052            "Only object references allowed here");
5053
5054     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
5055       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
5056                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
5057                                                                 true,
5058                                                                 FoundResult)) {
5059         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
5060           return ExprError();
5061
5062         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
5063         ArgType = Arg->getType();
5064       } else
5065         return ExprError();
5066     }
5067
5068     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5069                                                        ParamType,
5070                                                        Arg, Converted))
5071       return ExprError();
5072     return Arg;
5073   }
5074
5075   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
5076   if (ParamType->isNullPtrType()) {
5077     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5078       Converted = TemplateArgument(Arg);
5079       return Arg;
5080     }
5081
5082     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
5083     case NPV_NotNullPointer:
5084       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5085         << Arg->getType() << ParamType;
5086       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5087       return ExprError();
5088
5089     case NPV_Error:
5090       return ExprError();
5091
5092     case NPV_NullPointer:
5093       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5094       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
5095                                    /*isNullPtr*/true);
5096       return Arg;
5097     }
5098   }
5099
5100   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
5101   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
5102   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
5103
5104   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
5105                                            Converted))
5106     return ExprError();
5107   return Arg;
5108 }
5109
5110 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5111 /// template template parameter.
5112 ///
5113 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
5114 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
5115 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTemplateParmDecl *Param,
5116                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
5117                                  unsigned ArgumentPackIndex) {
5118   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
5119   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
5120   if (!Template) {
5121     // Any dependent template name is fine.
5122     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
5123     return false;
5124   }
5125
5126   // C++0x [temp.arg.template]p1:
5127   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
5128   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
5129   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
5130   //   primary class templates are considered when matching the
5131   //   template template argument with the corresponding parameter;
5132   //   partial specializations are not considered even if their
5133   //   parameter lists match that of the template template parameter.
5134   //
5135   // Note that we also allow template template parameters here, which
5136   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
5137   // partial specializations.
5138   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
5139       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
5140       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
5141     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
5142            "Only function templates are possible here");
5143     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_class_template);
5144     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
5145       << Template;
5146   }
5147
5148   TemplateParameterList *Params = Param->getTemplateParameters();
5149   if (Param->isExpandedParameterPack())
5150     Params = Param->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
5151
5152   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
5153                                          Params,
5154                                          true,
5155                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
5156                                          Arg.getLocation());
5157 }
5158
5159 /// \brief Given a non-type template argument that refers to a
5160 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
5161 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
5162 /// declaration.
5163 ExprResult
5164 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
5165                                               QualType ParamType,
5166                                               SourceLocation Loc) {
5167   // C++ [temp.param]p8:
5168   //
5169   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
5170   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
5171   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
5172   if (ParamType->isArrayType())
5173     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
5174   else if (ParamType->isFunctionType())
5175     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
5176
5177   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
5178   // parameter's type.
5179   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
5180     return ImpCastExprToType(
5181              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
5182                              ParamType,
5183                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
5184                                ? CK_NullToMemberPointer
5185                                : CK_NullToPointer);
5186   }
5187   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
5188          "Only declaration template arguments permitted here");
5189
5190   ValueDecl *VD = cast<ValueDecl>(Arg.getAsDecl());
5191
5192   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
5193       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
5194        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
5195     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
5196     // Determine whether the non-type template template parameter is of
5197     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
5198     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
5199     // would refer to the member itself.
5200     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
5201       QualType ClassType
5202         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
5203       NestedNameSpecifier *Qualifier
5204         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
5205                                       ClassType.getTypePtr());
5206       CXXScopeSpec SS;
5207       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
5208
5209       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
5210       // internal consistency's sake, references to instance methods
5211       // are r-values.
5212       ExprValueKind VK = VK_LValue;
5213       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
5214         VK = VK_RValue;
5215
5216       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
5217                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
5218                                             VK,
5219                                             Loc,
5220                                             &SS);
5221       if (RefExpr.isInvalid())
5222         return ExprError();
5223
5224       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
5225
5226       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
5227       // the element type on the parameter could be more qualified than the
5228       // element type in the expression we constructed.
5229       bool ObjCLifetimeConversion;
5230       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
5231                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
5232                                     ObjCLifetimeConversion))
5233         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
5234
5235       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
5236              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
5237                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
5238       return RefExpr;
5239     }
5240   }
5241
5242   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
5243
5244   if (ParamType->isPointerType()) {
5245     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
5246     // address of the declaration.
5247     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
5248     if (RefExpr.isInvalid())
5249       return ExprError();
5250
5251     if (T->isFunctionType() || T->isArrayType()) {
5252       // Decay functions and arrays.
5253       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
5254       if (RefExpr.isInvalid())
5255         return ExprError();
5256
5257       return RefExpr;
5258     }
5259
5260     // Take the address of everything else
5261     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
5262   }
5263
5264   ExprValueKind VK = VK_RValue;
5265
5266   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
5267   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
5268   // type that the reference refers to.
5269   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5270     VK = VK_LValue;
5271     T = Context.getQualifiedType(T,
5272                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
5273   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
5274     // References to functions are always lvalues.
5275     VK = VK_LValue;
5276   }
5277
5278   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
5279 }
5280
5281 /// \brief Construct a new expression that refers to the given
5282 /// integral template argument with the given source-location
5283 /// information.
5284 ///
5285 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
5286 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
5287 /// literal value.
5288 ExprResult
5289 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
5290                                                   SourceLocation Loc) {
5291   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
5292          "Operation is only valid for integral template arguments");
5293   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
5294
5295   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
5296   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
5297   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
5298   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
5299   // type of literal for it.
5300   QualType T = OrigT;
5301   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
5302     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
5303
5304   Expr *E;
5305   if (T->isAnyCharacterType()) {
5306     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
5307     if (T->isWideCharType())
5308       Kind = CharacterLiteral::Wide;
5309     else if (T->isChar16Type())
5310       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
5311     else if (T->isChar32Type())
5312       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
5313     else
5314       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
5315
5316     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
5317                                        Kind, T, Loc);
5318   } else if (T->isBooleanType()) {
5319     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
5320                                          T, Loc);
5321   } else if (T->isNullPtrType()) {
5322     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
5323   } else {
5324     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
5325   }
5326
5327   if (OrigT->isEnumeralType()) {
5328     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
5329     // non-type template parameters.
5330     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
5331                                nullptr,
5332                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
5333                                Loc, Loc);
5334   }
5335
5336   return E;
5337 }
5338
5339 /// \brief Match two template parameters within template parameter lists.
5340 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
5341                                        bool Complain,
5342                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
5343                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
5344   // Check the actual kind (type, non-type, template).
5345   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
5346     if (Complain) {
5347       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
5348       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5349         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5350         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
5351       }
5352       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
5353         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5354       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
5355         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5356     }
5357
5358     return false;
5359   }
5360
5361   // Check that both are parameter packs are neither are parameter packs.
5362   // However, if we are matching a template template argument to a
5363   // template template parameter, the template template parameter can have
5364   // a parameter pack where the template template argument does not.
5365   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
5366       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
5367         Old->isTemplateParameterPack())) {
5368     if (Complain) {
5369       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
5370       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5371         S.Diag(TemplateArgLoc,
5372              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5373         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
5374       }
5375
5376       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
5377                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
5378                       : 2;
5379       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
5380         << ParamKind << New->isParameterPack();
5381       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
5382         << ParamKind << Old->isParameterPack();
5383     }
5384
5385     return false;
5386   }
5387
5388   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
5389   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
5390                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
5391     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
5392
5393     // If we are matching a template template argument to a template
5394     // template parameter and one of the non-type template parameter types
5395     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
5396     // to actually compare the arguments.
5397     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
5398         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
5399          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
5400       return true;
5401
5402     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
5403       if (Complain) {
5404         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
5405         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5406           S.Diag(TemplateArgLoc,
5407                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5408           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
5409         }
5410         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
5411           << NewNTTP->getType()
5412           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5413         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
5414                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
5415           << OldNTTP->getType();
5416       }
5417
5418       return false;
5419     }
5420
5421     return true;
5422   }
5423
5424   // For template template parameters, check the template parameter types.
5425   // The template parameter lists of template template
5426   // parameters must agree.
5427   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
5428                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
5429     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
5430     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
5431                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
5432                                             Complain,
5433                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
5434                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
5435                                            : Kind),
5436                                             TemplateArgLoc);
5437   }
5438
5439   return true;
5440 }
5441
5442 /// \brief Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
5443 /// lists.
5444 static
5445 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
5446                                                 TemplateParameterList *New,
5447                                                 TemplateParameterList *Old,
5448                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
5449                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
5450   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
5451   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5452     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5453     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
5454   }
5455   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
5456     << (New->size() > Old->size())
5457     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
5458     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
5459   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
5460     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
5461     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
5462 }
5463
5464 /// \brief Determine whether the given template parameter lists are
5465 /// equivalent.
5466 ///
5467 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
5468 /// source code as part of a new template declaration.
5469 ///
5470 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
5471 /// name lookup of the template declared with this template parameter
5472 /// list.
5473 ///
5474 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
5475 /// the template parameter lists are not equivalent.
5476 ///
5477 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
5478 ///
5479 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
5480 /// are actually checking the template parameter list of a template
5481 /// argument (New) against the template parameter list of its
5482 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
5483 /// slightly different diagnostics in this scenario.
5484 ///
5485 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
5486 /// otherwise.
5487 bool
5488 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
5489                                      TemplateParameterList *Old,
5490                                      bool Complain,
5491                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
5492                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
5493   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
5494     if (Complain)
5495       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5496                                                  TemplateArgLoc);
5497
5498     return false;
5499   }
5500
5501   // C++0x [temp.arg.template]p3:
5502   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
5503   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
5504   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
5505   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
5506   //   template-parameter-list of P. [...]
5507   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
5508   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
5509   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
5510                                     OldParmEnd = Old->end();
5511        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
5512     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
5513         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
5514       if (NewParm == NewParmEnd) {
5515         if (Complain)
5516           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5517                                                      TemplateArgLoc);
5518
5519         return false;
5520       }
5521
5522       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
5523                                       Kind, TemplateArgLoc))
5524         return false;
5525
5526       ++NewParm;
5527       continue;
5528     }
5529
5530     // C++0x [temp.arg.template]p3:
5531     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
5532     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
5533     //   template parameters or template parameter packs in the
5534     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
5535     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
5536     //   parameters are template parameter packs).
5537     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
5538       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
5539                                       Kind, TemplateArgLoc))
5540         return false;
5541     }
5542   }
5543
5544   // Make sure we exhausted all of the arguments.
5545   if (NewParm != NewParmEnd) {
5546     if (Complain)
5547       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5548                                                  TemplateArgLoc);
5549
5550     return false;
5551   }
5552
5553   return true;
5554 }
5555
5556 /// \brief Check whether a template can be declared within this scope.
5557 ///
5558 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
5559 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
5560 bool
5561 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
5562   if (!S)
5563     return false;
5564
5565   // Find the nearest enclosing declaration scope.
5566   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
5567          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
5568     S = S->getParent();
5569
5570   // C++ [temp]p4:
5571   //   A template [...] shall not have C linkage.
5572   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
5573   if (Ctx && Ctx->isExternCContext())
5574     return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
5575              << TemplateParams->getSourceRange();
5576
5577   while (Ctx && isa<LinkageSpecDecl>(Ctx))
5578     Ctx = Ctx->getParent();
5579
5580   // C++ [temp]p2:
5581   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
5582   //   class scope declaration.
5583   if (Ctx) {
5584     if (Ctx->isFileContext())
5585       return false;
5586     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
5587       // C++ [temp.mem]p2:
5588       //   A local class shall not have member templates.
5589       if (RD->isLocalClass())
5590         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
5591                     diag::err_template_inside_local_class)
5592           << TemplateParams->getSourceRange();
5593       else
5594         return false;
5595     }
5596   }
5597
5598   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
5599               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
5600     << TemplateParams->getSourceRange();
5601 }
5602
5603 /// \brief Determine what kind of template specialization the given declaration
5604 /// is.
5605 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
5606   if (!D)
5607     return TSK_Undeclared;
5608
5609   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
5610     return Record->getTemplateSpecializationKind();
5611   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
5612     return Function->getTemplateSpecializationKind();
5613   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
5614     return Var->getTemplateSpecializationKind();
5615
5616   return TSK_Undeclared;
5617 }
5618
5619 /// \brief Check whether a specialization is well-formed in the current
5620 /// context.
5621 ///
5622 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
5623 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
5624 ///
5625 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
5626 /// performed.
5627 ///
5628 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
5629 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
5630 /// a member of a class template (member function, static data member,
5631 /// member class).
5632 ///
5633 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
5634 ///
5635 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
5636 /// this entity.
5637 ///
5638 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
5639 /// a class template.
5640 ///
5641 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
5642 /// otherwise.
5643 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
5644                                              NamedDecl *Specialized,
5645                                              NamedDecl *PrevDecl,
5646                                              SourceLocation Loc,
5647                                              bool IsPartialSpecialization) {
5648   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
5649   // various diagnostics emitted by this routine.
5650   int EntityKind = 0;
5651   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
5652     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
5653   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
5654     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
5655   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
5656     EntityKind = 4;
5657   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
5658     EntityKind = 5;
5659   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
5660     EntityKind = 6;
5661   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
5662     EntityKind = 7;
5663   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5664     EntityKind = 8;
5665   else {
5666     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
5667       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
5668     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5669     return true;
5670   }
5671
5672   // C++ [temp.expl.spec]p2:
5673   //   An explicit specialization shall be declared in the namespace
5674   //   of which the template is a member, or, for member templates, in
5675   //   the namespace of which the enclosing class or enclosing class
5676   //   template is a member. An explicit specialization of a member
5677   //   function, member class or static data member of a class
5678   //   template shall be declared in the namespace of which the class
5679   //   template is a member. Such a declaration may also be a
5680   //   definition. If the declaration is not a definition, the
5681   //   specialization may be defined later in the name- space in which
5682   //   the explicit specialization was declared, or in a namespace
5683   //   that encloses the one in which the explicit specialization was
5684   //   declared.
5685   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5686     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
5687       << Specialized;
5688     return true;
5689   }
5690
5691   if (S.CurContext->isRecord() && !IsPartialSpecialization) {
5692     if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5693       // Do not warn for class scope explicit specialization during
5694       // instantiation, warning was already emitted during pattern
5695       // semantic analysis.
5696       if (!S.ActiveTemplateInstantiations.size())
5697         S.Diag(Loc, diag::ext_function_specialization_in_class)
5698           << Specialized;
5699     } else {
5700       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
5701         << Specialized;
5702       return true;
5703     }
5704   }
5705
5706   if (S.CurContext->isRecord() &&
5707       !S.CurContext->Equals(Specialized->getDeclContext())) {
5708     // Make sure that we're specializing in the right record context.
5709     // Otherwise, things can go horribly wrong.
5710     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
5711       << Specialized;
5712     return true;
5713   }
5714
5715   // C++ [temp.class.spec]p6:
5716   //   A class template partial specialization may be declared or redeclared
5717   //   in any namespace scope in which its definition may be defined (14.5.1
5718   //   and 14.5.2).
5719   DeclContext *SpecializedContext
5720     = Specialized->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
5721   DeclContext *DC = S.CurContext->getEnclosingNamespaceContext();
5722
5723   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in an enclosing
5724   // namespace.
5725   // Note that HandleDeclarator() performs this check for explicit
5726   // specializations of function templates, static data members, and member
5727   // functions, so we skip the check here for those kinds of entities.
5728   // FIXME: HandleDeclarator's diagnostics aren't quite as good, though.
5729   // Should we refactor that check, so that it occurs later?
5730   if (!DC->Encloses(SpecializedContext) &&
5731       !(isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized) ||
5732         isa<FunctionDecl>(Specialized) ||
5733         isa<VarTemplateDecl>(Specialized) ||
5734         isa<VarDecl>(Specialized))) {
5735     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
5736       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
5737         << EntityKind << Specialized;
5738     else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext))
5739       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope)
5740         << EntityKind << Specialized
5741         << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
5742     else
5743       llvm_unreachable("unexpected namespace context for specialization");
5744
5745     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5746   } else if ((!PrevDecl ||
5747               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) == TSK_Undeclared ||
5748               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) ==
5749                   TSK_ImplicitInstantiation)) {
5750     // C++ [temp.exp.spec]p2:
5751     //   An explicit specialization shall be declared in the namespace of which
5752     //   the template is a member, or, for member templates, in the namespace
5753     //   of which the enclosing class or enclosing class template is a member.
5754     //   An explicit specialization of a member function, member class or
5755     //   static data member of a class template shall be declared in the
5756     //   namespace of which the class template is a member.
5757     //
5758     // C++11 [temp.expl.spec]p2:
5759     //   An explicit specialization shall be declared in a namespace enclosing
5760     //   the specialized template.
5761     // C++11 [temp.explicit]p3:
5762     //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
5763     //   template.
5764     if (!DC->InEnclosingNamespaceSetOf(SpecializedContext)) {
5765       bool IsCPlusPlus11Extension = DC->Encloses(SpecializedContext);
5766       if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext)) {
5767         assert(!IsCPlusPlus11Extension &&
5768                "DC encloses TU but isn't in enclosing namespace set");
5769         S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_out_of_scope_global)
5770           << EntityKind << Specialized;
5771       } else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
5772         int Diag;
5773         if (!IsCPlusPlus11Extension)
5774           Diag = diag::err_template_spec_decl_out_of_scope;
5775         else if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5776           Diag = diag::ext_template_spec_decl_out_of_scope;
5777         else
5778           Diag = diag::warn_cxx98_compat_template_spec_decl_out_of_scope;
5779         S.Diag(Loc, Diag)
5780           << EntityKind << Specialized << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
5781       }
5782
5783       S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5784     }
5785   }
5786
5787   return false;
5788 }
5789
5790 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, Expr *E) {
5791   if (!E->isInstantiationDependent())
5792     return SourceLocation();
5793   DependencyChecker Checker(Depth);
5794   Checker.TraverseStmt(E);
5795   if (Checker.Match && Checker.MatchLoc.isInvalid())
5796     return E->getSourceRange();
5797   return Checker.MatchLoc;
5798 }
5799
5800 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
5801   if (!TL.getType()->isDependentType())
5802     return SourceLocation();
5803   DependencyChecker Checker(Depth);
5804   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
5805   if (Checker.Match && Checker.MatchLoc.isInvalid())
5806     return TL.getSourceRange();
5807   return Checker.MatchLoc;
5808 }
5809
5810 /// \brief Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
5811 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
5812 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
5813     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5814     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
5815   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
5816     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
5817       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
5818               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
5819               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
5820         return true;
5821
5822       continue;
5823     }
5824
5825     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
5826       continue;
5827
5828     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
5829
5830     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
5831     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
5832       ArgExpr = Expansion->getPattern();
5833
5834     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
5835     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
5836       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
5837
5838     // C++ [temp.class.spec]p8:
5839     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
5840     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
5841     //   specialized.
5842     //
5843     // Below, we check the two conditions that only apply to
5844     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
5845     // arguments.
5846     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
5847       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
5848         continue;
5849
5850     // C++ [temp.class.spec]p9:
5851     //   Within the argument list of a class template partial
5852     //   specialization, the following restrictions apply:
5853     //     -- A partially specialized non-type argument expression
5854     //        shall not involve a template parameter of the partial
5855     //        specialization except when the argument expression is a
5856     //        simple identifier.
5857     SourceRange ParamUseRange =
5858         findTemplateParameter(Param->getDepth(), ArgExpr);
5859     if (ParamUseRange.isValid()) {
5860       if (IsDefaultArgument) {
5861         S.Diag(TemplateNameLoc,
5862                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
5863         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
5864                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
5865           << ParamUseRange;
5866       } else {
5867         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
5868                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
5869           << ParamUseRange;
5870       }
5871       return true;
5872     }
5873
5874     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
5875     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
5876     //        parameter of the specialization.
5877     //
5878     // FIXME: We need to delay this check until instantiation in some cases:
5879     //
5880     //   template<template<typename> class X> struct A {
5881     //     template<typename T, X<T> N> struct B;
5882     //     template<typename T> struct B<T, 0>;
5883     //   };
5884     //   template<typename> using X = int;
5885     //   A<X>::B<int, 0> b;
5886     ParamUseRange = findTemplateParameter(
5887             Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
5888     if (ParamUseRange.isValid()) {
5889       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
5890              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
5891         << Param->getType() << ParamUseRange;
5892       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
5893         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange());
5894       return true;
5895     }
5896   }
5897
5898   return false;
5899 }
5900
5901 /// \brief Check the non-type template arguments of a class template
5902 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
5903 ///
5904 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
5905 /// \param TemplateParams the template parameters of the primary class
5906 ///        template.
5907 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
5908 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
5909 ///        partial specialization.
5910 ///
5911 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
5912 static bool CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
5913     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc,
5914     TemplateParameterList *TemplateParams, unsigned NumExplicit,
5915     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &TemplateArgs) {
5916   const TemplateArgument *ArgList = TemplateArgs.data();
5917
5918   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
5919     NonTypeTemplateParmDecl *Param
5920       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
5921     if (!Param)
5922       continue;
5923
5924     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
5925             S, TemplateNameLoc, Param, &ArgList[I], 1, I >= NumExplicit))
5926       return true;
5927   }
5928
5929   return false;
5930 }
5931
5932 DeclResult
5933 Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(Scope *S, unsigned TagSpec,
5934                                        TagUseKind TUK,
5935                                        SourceLocation KWLoc,
5936                                        SourceLocation ModulePrivateLoc,
5937                                        TemplateIdAnnotation &TemplateId,
5938                                        AttributeList *Attr,
5939                                MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists) {
5940   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
5941
5942   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
5943
5944   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
5945   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
5946   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
5947     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
5948   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
5949   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
5950   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
5951
5952   // Find the class template we're specializing
5953   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
5954   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
5955     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
5956
5957   if (!ClassTemplate) {
5958     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
5959       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
5960           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
5961     return true;
5962   }
5963
5964   bool isExplicitSpecialization = false;
5965   bool isPartialSpecialization = false;
5966
5967   // Check the validity of the template headers that introduce this
5968   // template.
5969   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
5970   // friend declarations.
5971   bool Invalid = false;
5972   TemplateParameterList *TemplateParams =
5973       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
5974           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
5975           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isExplicitSpecialization,
5976           Invalid);
5977   if (Invalid)
5978     return true;
5979
5980   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
5981     isPartialSpecialization = true;
5982
5983     if (TUK == TUK_Friend) {
5984       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
5985         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
5986       return true;
5987     }
5988
5989     // C++ [temp.class.spec]p10:
5990     //   The template parameter list of a specialization shall not
5991     //   contain default template argument values.
5992     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
5993       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
5994       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
5995         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
5996           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
5997                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
5998           TTP->removeDefaultArgument();
5999         }
6000       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
6001                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
6002         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
6003           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
6004                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
6005             << DefArg->getSourceRange();
6006           NTTP->removeDefaultArgument();
6007         }
6008       } else {
6009         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
6010         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
6011           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
6012                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
6013             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
6014           TTP->removeDefaultArgument();
6015         }
6016       }
6017     }
6018   } else if (TemplateParams) {
6019     if (TUK == TUK_Friend)
6020       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
6021         << FixItHint::CreateRemoval(
6022                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6023                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
6024         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
6025     else
6026       isExplicitSpecialization = true;
6027   } else {
6028     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
6029   }
6030
6031   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
6032   // original template.
6033   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
6034   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
6035   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
6036                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
6037                                     *ClassTemplate->getIdentifier())) {
6038     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
6039       << ClassTemplate
6040       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
6041                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
6042     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
6043          diag::note_previous_use);
6044     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
6045   }
6046
6047   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
6048   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
6049       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
6050
6051   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
6052   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
6053     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
6054                                         UPPC_PartialSpecialization))
6055       return true;
6056
6057   // Check that the template argument list is well-formed for this
6058   // template.
6059   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
6060   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
6061                                 TemplateArgs, false, Converted))
6062     return true;
6063
6064   // Find the class template (partial) specialization declaration that
6065   // corresponds to these arguments.
6066   if (isPartialSpecialization) {
6067     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
6068             *this, TemplateNameLoc, ClassTemplate->getTemplateParameters(),
6069             TemplateArgs.size(), Converted))
6070       return true;
6071
6072     bool InstantiationDependent;
6073     if (!Name.isDependent() &&
6074         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
6075                                              TemplateArgs.getArgumentArray(),
6076                                                          TemplateArgs.size(),
6077                                                      InstantiationDependent)) {
6078       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
6079         << ClassTemplate->getDeclName();
6080       isPartialSpecialization = false;
6081     }
6082   }
6083
6084   void *InsertPos = nullptr;
6085   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
6086
6087   if (isPartialSpecialization)
6088     // FIXME: Template parameter list matters, too
6089     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
6090   else
6091     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
6092
6093   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
6094
6095   // Check whether we can declare a class template specialization in
6096   // the current scope.
6097   if (TUK != TUK_Friend &&
6098       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
6099                                        TemplateNameLoc,
6100                                        isPartialSpecialization))
6101     return true;
6102
6103   // The canonical type
6104   QualType CanonType;
6105   if (isPartialSpecialization) {
6106     // Build the canonical type that describes the converted template
6107     // arguments of the class template partial specialization.
6108     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
6109     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
6110                                                       Converted.data(),
6111                                                       Converted.size());
6112
6113     if (Context.hasSameType(CanonType,
6114                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
6115       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
6116       //
6117       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
6118       //      to the implicit argument list of the primary template.
6119       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
6120         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
6121         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
6122       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
6123                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
6124                                 TemplateNameLoc,
6125                                 Attr,
6126                                 TemplateParams,
6127                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
6128                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
6129                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
6130                                 TemplateParameterLists.data());
6131     }
6132
6133     // Create a new class template partial specialization declaration node.
6134     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
6135       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
6136     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
6137       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
6138                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
6139                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
6140                                                        TemplateParams,
6141                                                        ClassTemplate,
6142                                                        Converted.data(),
6143                                                        Converted.size(),
6144                                                        TemplateArgs,
6145                                                        CanonType,
6146                                                        PrevPartial);
6147     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
6148     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
6149       Partial->setTemplateParameterListsInfo(Context,
6150                                              TemplateParameterLists.size() - 1,
6151                                              TemplateParameterLists.data());
6152     }
6153
6154     if (!PrevPartial)
6155       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
6156     Specialization = Partial;
6157
6158     // If we are providing an explicit specialization of a member class
6159     // template specialization, make a note of that.
6160     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
6161       PrevPartial->setMemberSpecialization();
6162
6163     // Check that all of the template parameters of the class template
6164     // partial specialization are deducible from the template
6165     // arguments. If not, this class template partial specialization
6166     // will never be used.
6167     llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
6168     MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
6169                                TemplateParams->getDepth(),
6170                                DeducibleParams);
6171
6172     if (!DeducibleParams.all()) {
6173       unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size()-DeducibleParams.count();
6174       Diag(TemplateNameLoc, diag::warn_partial_specs_not_deducible)
6175         << /*class template*/0 << (NumNonDeducible > 1)
6176         << SourceRange(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6177       for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
6178         if (!DeducibleParams[I]) {
6179           NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
6180           if (Param->getDeclName())
6181             Diag(Param->getLocation(),
6182                  diag::note_partial_spec_unused_parameter)
6183               << Param->getDeclName();
6184           else
6185             Diag(Param->getLocation(),
6186                  diag::note_partial_spec_unused_parameter)
6187               << "(anonymous)";
6188         }
6189       }
6190     }
6191   } else {
6192     // Create a new class template specialization declaration node for
6193     // this explicit specialization or friend declaration.
6194     Specialization
6195       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
6196                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
6197                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
6198                                                 ClassTemplate,
6199                                                 Converted.data(),
6200                                                 Converted.size(),
6201                                                 PrevDecl);
6202     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
6203     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
6204       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
6205                                               TemplateParameterLists.size(),
6206                                               TemplateParameterLists.data());
6207     }
6208
6209     if (!PrevDecl)
6210       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
6211
6212     CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
6213   }
6214
6215   // C++ [temp.expl.spec]p6:
6216   //   If a template, a member template or the member of a class template is
6217   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
6218   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
6219   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
6220   //   use occurs; no diagnostic is required.
6221   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
6222     bool Okay = false;
6223     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6224       // Is there any previous explicit specialization declaration?
6225       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
6226         Okay = true;
6227         break;
6228       }
6229     }
6230
6231     if (!Okay) {
6232       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6233       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
6234         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
6235
6236       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
6237            diag::note_instantiation_required_here)
6238         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
6239                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
6240       return true;
6241     }
6242   }
6243
6244   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
6245   if (TUK != TUK_Friend)
6246     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
6247
6248   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
6249   if (TUK == TUK_Definition) {
6250     if (RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition()) {
6251       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6252       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition)
6253         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
6254       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
6255       Specialization->setInvalidDecl();
6256       return true;
6257     }
6258   }
6259
6260   if (Attr)
6261     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
6262
6263   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
6264   // the ASTContext lays out the structure.
6265   if (TUK == TUK_Definition) {
6266     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
6267     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
6268   }
6269
6270   if (ModulePrivateLoc.isValid())
6271     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
6272       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
6273       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
6274
6275   // Build the fully-sugared type for this class template
6276   // specialization as the user wrote in the specialization
6277   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
6278   // from the specialization's declaration the way that the user
6279   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
6280   // name based on the "canonical" representation used to store the
6281   // template arguments in the specialization.
6282   TypeSourceInfo *WrittenTy
6283     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
6284                                                 TemplateArgs, CanonType);
6285   if (TUK != TUK_Friend) {
6286     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
6287     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
6288   }
6289
6290   // C++ [temp.expl.spec]p9:
6291   //   A template explicit specialization is in the scope of the
6292   //   namespace in which the template was defined.
6293   //
6294   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
6295   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
6296   // but we also maintain the lexical context where the actual
6297   // definition occurs.
6298   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
6299
6300   // We may be starting the definition of this specialization.
6301   if (TUK == TUK_Definition)
6302     Specialization->startDefinition();
6303
6304   if (TUK == TUK_Friend) {
6305     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
6306                                             TemplateNameLoc,
6307                                             WrittenTy,
6308                                             /*FIXME:*/KWLoc);
6309     Friend->setAccess(AS_public);
6310     CurContext->addDecl(Friend);
6311   } else {
6312     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
6313     // be seen when iterating through the list of declarations in that
6314     // context. However, specializations are not found by name lookup.
6315     CurContext->addDecl(Specialization);
6316   }
6317   return Specialization;
6318 }
6319
6320 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
6321                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
6322                                     Declarator &D) {
6323   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
6324   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
6325   return NewDecl;
6326 }
6327
6328 Decl *Sema::ActOnStartOfFunctionTemplateDef(Scope *FnBodyScope,
6329                                MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
6330                                             Declarator &D) {
6331   assert(getCurFunctionDecl() == nullptr && "Function parsing confused");
6332   DeclaratorChunk::FunctionTypeInfo &FTI = D.getFunctionTypeInfo();
6333
6334   if (FTI.hasPrototype) {
6335     // FIXME: Diagnose arguments without names in C.
6336   }
6337
6338   Scope *ParentScope = FnBodyScope->getParent();
6339
6340   D.setFunctionDefinitionKind(FDK_Definition);
6341   Decl *DP = HandleDeclarator(ParentScope, D,
6342                               TemplateParameterLists);
6343   return ActOnStartOfFunctionDef(FnBodyScope, DP);
6344 }
6345
6346 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
6347 /// that has just been explicitly specialized.
6348 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
6349   D->dropAttrs();
6350
6351   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D)) {
6352     FD->setInlineSpecified(false);
6353
6354     for (auto I : FD->params())
6355       I->dropAttrs();
6356   }
6357 }
6358
6359 /// \brief Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
6360 //  declaration or definition.
6361 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
6362     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
6363   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
6364   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
6365   // until a valid name loc is found.
6366   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
6367   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
6368        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6369     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
6370   }
6371   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
6372          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
6373   return PrevDiagLoc;
6374 }
6375
6376 /// \brief Diagnose cases where we have an explicit template specialization
6377 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
6378 /// for those cases where they are required and determining whether the
6379 /// new specialization/instantiation will have any effect.
6380 ///
6381 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
6382 /// instantiation.
6383 ///
6384 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
6385 ///
6386 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
6387 ///
6388 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
6389 ///
6390 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
6391 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
6392 ///
6393 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
6394 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
6395 ///
6396 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
6397 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
6398 bool
6399 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
6400                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
6401                                              NamedDecl *PrevDecl,
6402                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
6403                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
6404                                              bool &HasNoEffect) {
6405   HasNoEffect = false;
6406
6407   switch (NewTSK) {
6408   case TSK_Undeclared:
6409   case TSK_ImplicitInstantiation:
6410     assert(
6411         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
6412         "previous declaration must be implicit!");
6413     return false;
6414
6415   case TSK_ExplicitSpecialization:
6416     switch (PrevTSK) {
6417     case TSK_Undeclared:
6418     case TSK_ExplicitSpecialization:
6419       // Okay, we're just specializing something that is either already
6420       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
6421       // instantiation.
6422       return false;
6423
6424     case TSK_ImplicitInstantiation:
6425       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
6426         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
6427         // still okay to specialize it.
6428         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
6429         return false;
6430       }
6431       // Fall through
6432
6433     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6434     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6435       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
6436               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
6437              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
6438
6439       // C++ [temp.expl.spec]p6:
6440       //   If a template, a member template or the member of a class template
6441       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
6442       //   before the first use of that specialization that would cause an
6443       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
6444       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
6445       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6446         // Is there any previous explicit specialization declaration?
6447         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
6448           return false;
6449       }
6450
6451       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
6452         << PrevDecl;
6453       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
6454         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
6455
6456       return true;
6457     }
6458
6459   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6460     switch (PrevTSK) {
6461     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6462       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
6463       HasNoEffect = true;
6464       return false;
6465
6466     case TSK_Undeclared:
6467     case TSK_ImplicitInstantiation:
6468       // We're explicitly instantiating something that may have already been
6469       // implicitly instantiated; that's fine.
6470       return false;
6471
6472     case TSK_ExplicitSpecialization:
6473       // C++0x [temp.explicit]p4:
6474       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
6475       //   of a template appears after a declaration of an explicit
6476       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
6477       //   effect.
6478       HasNoEffect = true;
6479       return false;
6480
6481     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6482       // C++0x [temp.explicit]p10:
6483       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
6484       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
6485       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
6486       Diag(NewLoc,
6487            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
6488
6489       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
6490       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
6491       // until a valid name loc is found.
6492       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
6493            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
6494       HasNoEffect = true;
6495       return false;
6496     }
6497
6498   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6499     switch (PrevTSK) {
6500     case TSK_Undeclared:
6501     case TSK_ImplicitInstantiation:
6502       // We're explicitly instantiating something that may have already been
6503       // implicitly instantiated; that's fine.
6504       return false;
6505
6506     case TSK_ExplicitSpecialization:
6507       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
6508       //   For a given set of template parameters, if an explicit
6509       //   instantiation of a template appears after a declaration of
6510       //   an explicit specialization for that template, the explicit
6511       //   instantiation has no effect.
6512       //
6513       // In C++98/03 mode, we only give an extension warning here, because it
6514       // is not harmful to try to explicitly instantiate something that
6515       // has been explicitly specialized.
6516       Diag(NewLoc, getLangOpts().CPlusPlus11 ?
6517            diag::warn_cxx98_compat_explicit_instantiation_after_specialization :
6518            diag::ext_explicit_instantiation_after_specialization)
6519         << PrevDecl;
6520       Diag(PrevDecl->getLocation(),
6521            diag::note_previous_template_specialization);
6522       HasNoEffect = true;
6523       return false;
6524
6525     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6526       // We're explicity instantiating a definition for something for which we
6527       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
6528
6529       // C++0x [temp.explicit]p4:
6530       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
6531       //   of a template appears after a declaration of an explicit
6532       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
6533       //   effect.
6534       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6535         // Is there any previous explicit specialization declaration?
6536         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
6537           HasNoEffect = true;
6538           break;
6539         }
6540       }
6541
6542       return false;
6543
6544     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6545       // C++0x [temp.spec]p5:
6546       //   For a given template and a given set of template-arguments,
6547       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
6548       //       in a program,
6549
6550       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
6551       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
6552                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
6553                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
6554           << PrevDecl;
6555       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
6556            diag::note_previous_explicit_instantiation);
6557       HasNoEffect = true;
6558       return false;
6559     }
6560   }
6561
6562   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
6563 }
6564
6565 /// \brief Perform semantic analysis for the given dependent function
6566 /// template specialization.
6567 ///
6568 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
6569 /// is with a friend declaration, like so:
6570 ///
6571 /// \code
6572 ///   template \<class T> void foo(T);
6573 ///   template \<class T> class A {
6574 ///     friend void foo<>(T);
6575 ///   };
6576 /// \endcode
6577 ///
6578 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
6579 /// just store the information.
6580 bool
6581 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
6582                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
6583                                                    LookupResult &Previous) {
6584   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
6585   // the correct context.
6586   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
6587   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
6588   while (F.hasNext()) {
6589     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
6590     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D) ||
6591         !FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
6592                               D->getDeclContext()->getRedeclContext()))
6593       F.erase();
6594   }
6595   F.done();
6596
6597   // Should this be diagnosed here?
6598   if (Previous.empty()) return true;
6599
6600   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
6601                                          ExplicitTemplateArgs);
6602   return false;
6603 }
6604
6605 /// \brief Perform semantic analysis for the given function template
6606 /// specialization.
6607 ///
6608 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
6609 /// explicit function template specialization. On successful completion,
6610 /// the function declaration \p FD will become a function template
6611 /// specialization.
6612 ///
6613 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
6614 /// function template specialization.
6615 ///
6616 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
6617 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
6618 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
6619 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
6620 ///
6621 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
6622 /// this function specialization.
6623 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
6624     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
6625     LookupResult &Previous) {
6626   // The set of function template specializations that could match this
6627   // explicit function template specialization.
6628   UnresolvedSet<8> Candidates;
6629   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation());
6630
6631   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
6632   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
6633          I != E; ++I) {
6634     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
6635     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
6636       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
6637       // FD.
6638       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
6639                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
6640         continue;
6641
6642       // When matching a constexpr member function template specialization
6643       // against the primary template, we don't yet know whether the
6644       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
6645       // it will be a static member function until we know which template it
6646       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
6647       QualType FT = FD->getType();
6648       if (FD->isConstexpr()) {
6649         CXXMethodDecl *OldMD =
6650           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
6651         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
6652           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
6653           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
6654           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
6655           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
6656                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
6657         }
6658       }
6659
6660       // C++ [temp.expl.spec]p11:
6661       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
6662       //   template-id naming an explicit function template specialization
6663       //   provided it can be deduced from the function argument type.
6664       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
6665       // specializing this template.
6666       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
6667       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
6668       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
6669       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
6670               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
6671               ExplicitTemplateArgs, FT, Specialization, Info)) {
6672         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
6673         // that we can provide nifty diagnostics.
6674         FailedCandidates.addCandidate()
6675             .set(FunTmpl->getTemplatedDecl(),
6676                  MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
6677         (void)TDK;
6678         continue;
6679       }
6680
6681       // Record this candidate.
6682       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
6683     }
6684   }
6685
6686   // Find the most specialized function template.
6687   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
6688       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
6689       FD->getLocation(),
6690       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
6691       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
6692           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
6693       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
6694
6695   if (Result == Candidates.end())
6696     return true;
6697
6698   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
6699   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
6700
6701   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
6702     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
6703   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
6704
6705   // Note: do not overwrite location info if previous template
6706   // specialization kind was explicit.
6707   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
6708   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
6709     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
6710     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
6711     // function can differ from the template declaration with respect to
6712     // the constexpr specifier.
6713     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
6714   }
6715
6716   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
6717   // If so, we have run afoul of .
6718
6719   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
6720   // an explicit specialization.
6721   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
6722
6723   // Check the scope of this explicit specialization.
6724   if (!isFriend &&
6725       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
6726                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
6727                                        Specialization, FD->getLocation(),
6728                                        false))
6729     return true;
6730
6731   // C++ [temp.expl.spec]p6:
6732   //   If a template, a member template or the member of a class template is
6733   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
6734   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
6735   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
6736   //   use occurs; no diagnostic is required.
6737   bool HasNoEffect = false;
6738   if (!isFriend &&
6739       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
6740                                              TSK_ExplicitSpecialization,
6741                                              Specialization,
6742                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
6743                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
6744                                              HasNoEffect))
6745     return true;
6746
6747   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
6748   // clients know that this is an explicit specialization.
6749   if (!isFriend) {
6750     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
6751     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
6752   }
6753
6754   // Turn the given function declaration into a function template
6755   // specialization, with the template arguments from the previous
6756   // specialization.
6757   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
6758   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
6759     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
6760   FD->setFunctionTemplateSpecialization(Specialization->getPrimaryTemplate(),
6761                                         TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
6762                                     SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
6763                                         ExplicitTemplateArgs);
6764
6765   // The "previous declaration" for this function template specialization is
6766   // the prior function template specialization.
6767   Previous.clear();
6768   Previous.addDecl(Specialization);
6769   return false;
6770 }
6771
6772 /// \brief Perform semantic analysis for the given non-template member
6773 /// specialization.
6774 ///
6775 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
6776 /// explicit member function specialization. On successful completion,
6777 /// the function declaration \p FD will become a member function
6778 /// specialization.
6779 ///
6780 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
6781 /// specialization.
6782 ///
6783 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
6784 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
6785 /// redeclared member.
6786 bool
6787 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
6788   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
6789
6790   // Try to find the member we are instantiating.
6791   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
6792   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
6793   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
6794
6795   if (Previous.empty()) {
6796     // Nowhere to look anyway.
6797   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
6798     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
6799            I != E; ++I) {
6800       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
6801       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
6802         QualType Adjusted = Function->getType();
6803         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
6804           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
6805         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
6806           Instantiation = Method;
6807           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
6808           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
6809           break;
6810         }
6811       }
6812     }
6813   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
6814     VarDecl *PrevVar;
6815     if (Previous.isSingleResult() &&
6816         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
6817       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
6818         Instantiation = PrevVar;
6819         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
6820         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
6821       }
6822   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
6823     CXXRecordDecl *PrevRecord;
6824     if (Previous.isSingleResult() &&
6825         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
6826       Instantiation = PrevRecord;
6827       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
6828       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
6829     }
6830   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
6831     EnumDecl *PrevEnum;
6832     if (Previous.isSingleResult() &&
6833         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
6834       Instantiation = PrevEnum;
6835       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
6836       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
6837     }
6838   }
6839
6840   if (!Instantiation) {
6841     // There is no previous declaration that matches. Since member
6842     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
6843     // this mismatch later.
6844     return false;
6845   }
6846
6847   // If this is a friend, just bail out here before we start turning
6848   // things into explicit specializations.
6849   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
6850     // Preserve instantiation information.
6851     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
6852       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
6853                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
6854         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
6855     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
6856       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
6857                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
6858         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
6859     }
6860
6861     Previous.clear();
6862     Previous.addDecl(Instantiation);
6863     return false;
6864   }
6865
6866   // Make sure that this is a specialization of a member.
6867   if (!InstantiatedFrom) {
6868     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
6869       << Member;
6870     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
6871     return true;
6872   }
6873
6874   // C++ [temp.expl.spec]p6:
6875   //   If a template, a member template or the member of a class template is
6876   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
6877   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
6878   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
6879   //   use occurs; no diagnostic is required.
6880   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
6881
6882   bool HasNoEffect = false;
6883   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
6884                                              TSK_ExplicitSpecialization,
6885                                              Instantiation,
6886                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
6887                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
6888                                              HasNoEffect))
6889     return true;
6890
6891   // Check the scope of this explicit specialization.
6892   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
6893                                        InstantiatedFrom,
6894                                        Instantiation, Member->getLocation(),
6895                                        false))
6896     return true;
6897
6898   // Note that this is an explicit instantiation of a member.
6899   // the original declaration to note that it is an explicit specialization
6900   // (if it was previously an implicit instantiation). This latter step
6901   // makes bookkeeping easier.
6902   if (isa<FunctionDecl>(Member)) {
6903     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
6904     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
6905           TSK_ImplicitInstantiation) {
6906       InstantiationFunction->setTemplateSpecializationKind(
6907                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
6908       InstantiationFunction->setLocation(Member->getLocation());
6909     }
6910
6911     cast<FunctionDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
6912                                         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
6913                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
6914     MarkUnusedFileScopedDecl(InstantiationFunction);
6915   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
6916     VarDecl *InstantiationVar = cast<VarDecl>(Instantiation);
6917     if (InstantiationVar->getTemplateSpecializationKind() ==
6918           TSK_ImplicitInstantiation) {
6919       InstantiationVar->setTemplateSpecializationKind(
6920                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
6921       InstantiationVar->setLocation(Member->getLocation());
6922     }
6923
6924     cast<VarDecl>(Member)->setInstantiationOfStaticDataMember(
6925         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
6926     MarkUnusedFileScopedDecl(InstantiationVar);
6927   } else if (isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
6928     CXXRecordDecl *InstantiationClass = cast<CXXRecordDecl>(Instantiation);
6929     if (InstantiationClass->getTemplateSpecializationKind() ==
6930           TSK_ImplicitInstantiation) {
6931       InstantiationClass->setTemplateSpecializationKind(
6932                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
6933       InstantiationClass->setLocation(Member->getLocation());
6934     }
6935
6936     cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
6937                                         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
6938                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
6939   } else {
6940     assert(isa<EnumDecl>(Member) && "Only member enums remain");
6941     EnumDecl *InstantiationEnum = cast<EnumDecl>(Instantiation);
6942     if (InstantiationEnum->getTemplateSpecializationKind() ==
6943           TSK_ImplicitInstantiation) {
6944       InstantiationEnum->setTemplateSpecializationKind(
6945                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
6946       InstantiationEnum->setLocation(Member->getLocation());
6947     }
6948
6949     cast<EnumDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberEnum(
6950         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
6951   }
6952
6953   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
6954   // this specialization matches.
6955   Previous.clear();
6956   Previous.addDecl(Instantiation);
6957   return false;
6958 }
6959
6960 /// \brief Check the scope of an explicit instantiation.
6961 ///
6962 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
6963 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
6964                                             SourceLocation InstLoc,
6965                                             bool WasQualifiedName) {
6966   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
6967   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
6968
6969   if (CurContext->isRecord()) {
6970     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
6971       << D;
6972     return true;
6973   }
6974
6975   // C++11 [temp.explicit]p3:
6976   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
6977   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
6978   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
6979   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
6980   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
6981   //
6982   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
6983   if (WasQualifiedName) {
6984     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
6985       return false;
6986   } else {
6987     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
6988       return false;
6989   }
6990
6991   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
6992     if (WasQualifiedName)
6993       S.Diag(InstLoc,
6994              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
6995                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
6996                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
6997         << D << NS;
6998     else
6999       S.Diag(InstLoc,
7000              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7001                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
7002                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
7003         << D << NS;
7004   } else
7005     S.Diag(InstLoc,
7006            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7007              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
7008              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
7009       << D;
7010   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7011   return false;
7012 }
7013
7014 /// \brief Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
7015 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
7016   if (!SS.isSet())
7017     return false;
7018
7019   // C++11 [temp.explicit]p3:
7020   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7021   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7022   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7023   //   name shall be a simple-template-id.
7024   //
7025   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7026   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
7027        NNS = NNS->getPrefix())
7028     if (const Type *T = NNS->getAsType())
7029       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
7030         return true;
7031
7032   return false;
7033 }
7034
7035 // Explicit instantiation of a class template specialization
7036 DeclResult
7037 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7038                                  SourceLocation ExternLoc,
7039                                  SourceLocation TemplateLoc,
7040                                  unsigned TagSpec,
7041                                  SourceLocation KWLoc,
7042                                  const CXXScopeSpec &SS,
7043                                  TemplateTy TemplateD,
7044                                  SourceLocation TemplateNameLoc,
7045                                  SourceLocation LAngleLoc,
7046                                  ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
7047                                  SourceLocation RAngleLoc,
7048                                  AttributeList *Attr) {
7049   // Find the class template we're specializing
7050   TemplateName Name = TemplateD.get();
7051   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
7052   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7053   // original template.
7054   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7055   assert(Kind != TTK_Enum &&
7056          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
7057
7058   if (isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD)) {
7059       Diag(KWLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << Kind;
7060       Diag(TD->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7061            diag::note_previous_use);
7062     return true;
7063   }
7064
7065   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = cast<ClassTemplateDecl>(TD);
7066
7067   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7068                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
7069                                     *ClassTemplate->getIdentifier())) {
7070     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7071       << ClassTemplate
7072       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7073                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7074     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7075          diag::note_previous_use);
7076     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7077   }
7078
7079   // C++0x [temp.explicit]p2:
7080   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7081   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7082   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7083   TemplateSpecializationKind TSK
7084     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7085                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7086
7087   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7088   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
7089   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
7090
7091   // Check that the template argument list is well-formed for this
7092   // template.
7093   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7094   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7095                                 TemplateArgs, false, Converted))
7096     return true;
7097
7098   // Find the class template specialization declaration that
7099   // corresponds to these arguments.
7100   void *InsertPos = nullptr;
7101   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
7102     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7103
7104   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
7105     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
7106
7107   // C++0x [temp.explicit]p2:
7108   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
7109   //   namespace of its template. [...]
7110   //
7111   // This is C++ DR 275.
7112   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7113                                       SS.isSet()))
7114     return true;
7115
7116   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7117
7118   bool HasNoEffect = false;
7119   if (PrevDecl) {
7120     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
7121                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
7122                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7123                                                HasNoEffect))
7124       return PrevDecl;
7125
7126     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
7127     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
7128
7129     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7130         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
7131       // Since the only prior class template specialization with these
7132       // arguments was referenced but not declared, reuse that
7133       // declaration node as our own, updating the source location
7134       // for the template name to reflect our new declaration.
7135       // (Other source locations will be updated later.)
7136       Specialization = PrevDecl;
7137       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
7138       PrevDecl = nullptr;
7139     }
7140   }
7141
7142   if (!Specialization) {
7143     // Create a new class template specialization declaration node for
7144     // this explicit specialization.
7145     Specialization
7146       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7147                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7148                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7149                                                 ClassTemplate,
7150                                                 Converted.data(),
7151                                                 Converted.size(),
7152                                                 PrevDecl);
7153     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7154
7155     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
7156       // Insert the new specialization.
7157       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7158     }
7159   }
7160
7161   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
7162   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
7163   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
7164   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
7165   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
7166   // on the "canonical" representation used to store the template
7167   // arguments in the specialization.
7168   TypeSourceInfo *WrittenTy
7169     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7170                                                 TemplateArgs,
7171                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
7172   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7173
7174   // Set source locations for keywords.
7175   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
7176   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
7177   Specialization->setRBraceLoc(SourceLocation());
7178
7179   if (Attr)
7180     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7181
7182   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
7183   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
7184   // just put it into the declaration context directly.
7185   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7186   CurContext->addDecl(Specialization);
7187
7188   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
7189   if (HasNoEffect) {
7190     // Set the template specialization kind.
7191     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7192     return Specialization;
7193   }
7194
7195   // C++ [temp.explicit]p3:
7196   //   A definition of a class template or class member template
7197   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
7198   //   the class template or class member template.
7199   //
7200   // This check comes when we actually try to perform the
7201   // instantiation.
7202   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
7203     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7204                                               Specialization->getDefinition());
7205   if (!Def)
7206     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
7207   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
7208     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
7209     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
7210   }
7211
7212   // Instantiate the members of this class template specialization.
7213   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7214                                        Specialization->getDefinition());
7215   if (Def) {
7216     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
7217
7218     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
7219     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7220     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
7221         TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7222       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
7223       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7224
7225     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
7226   }
7227
7228   // Set the template specialization kind.
7229   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7230   return Specialization;
7231 }
7232
7233 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
7234 DeclResult
7235 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7236                                  SourceLocation ExternLoc,
7237                                  SourceLocation TemplateLoc,
7238                                  unsigned TagSpec,
7239                                  SourceLocation KWLoc,
7240                                  CXXScopeSpec &SS,
7241                                  IdentifierInfo *Name,
7242                                  SourceLocation NameLoc,
7243                                  AttributeList *Attr) {
7244
7245   bool Owned = false;
7246   bool IsDependent = false;
7247   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
7248                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
7249                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7250                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
7251                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
7252                         /*IsTypeSpecifier*/false);
7253   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
7254
7255   if (!TagD)
7256     return true;
7257
7258   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
7259   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
7260
7261   if (Tag->isInvalidDecl())
7262     return true;
7263
7264   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
7265   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
7266   if (!Pattern) {
7267     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
7268       << Context.getTypeDeclType(Record);
7269     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
7270     return true;
7271   }
7272
7273   // C++0x [temp.explicit]p2:
7274   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
7275   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
7276   //   simple-template-id.
7277   //
7278   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7279   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
7280     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7281       << Record << SS.getRange();
7282
7283   // C++0x [temp.explicit]p2:
7284   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7285   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7286   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7287   TemplateSpecializationKind TSK
7288     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7289                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7290
7291   // C++0x [temp.explicit]p2:
7292   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
7293   //   namespace of its template. [...]
7294   //
7295   // This is C++ DR 275.
7296   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
7297
7298   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
7299   CXXRecordDecl *PrevDecl
7300     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
7301   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
7302     PrevDecl = Record;
7303   if (PrevDecl) {
7304     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
7305     bool HasNoEffect = false;
7306     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
7307     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
7308                                                PrevDecl,
7309                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7310                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
7311                                                HasNoEffect))
7312       return true;
7313     if (HasNoEffect)
7314       return TagD;
7315   }
7316
7317   CXXRecordDecl *RecordDef
7318     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
7319   if (!RecordDef) {
7320     // C++ [temp.explicit]p3:
7321     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
7322     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
7323     CXXRecordDecl *Def
7324       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
7325     if (!Def) {
7326       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
7327         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
7328       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
7329         << Pattern;
7330       return true;
7331     } else {
7332       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
7333                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
7334                            TSK))
7335         return true;
7336
7337       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
7338       if (!RecordDef)
7339         return true;
7340     }
7341   }
7342
7343   // Instantiate all of the members of the class.
7344   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
7345                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
7346
7347   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7348     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
7349
7350   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
7351   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
7352   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
7353   // the source code.
7354   return TagD;
7355 }
7356
7357 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7358                                             SourceLocation ExternLoc,
7359                                             SourceLocation TemplateLoc,
7360                                             Declarator &D) {
7361   // Explicit instantiations always require a name.
7362   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
7363   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
7364   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
7365   if (!Name) {
7366     if (!D.isInvalidType())
7367       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
7368            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
7369         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
7370         << D.getSourceRange();
7371
7372     return true;
7373   }
7374
7375   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
7376   // we find one that is.
7377   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
7378          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
7379     S = S->getParent();
7380
7381   // Determine the type of the declaration.
7382   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
7383   QualType R = T->getType();
7384   if (R.isNull())
7385     return true;
7386
7387   // C++ [dcl.stc]p1:
7388   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
7389   //   instantiation (14.7.2) directive.
7390   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
7391     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
7392       << Name;
7393     return true;
7394   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
7395                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
7396     // Complain about then remove the storage class specifier.
7397     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
7398       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
7399
7400     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
7401   }
7402
7403   // C++0x [temp.explicit]p1:
7404   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
7405   //   inline or constexpr specifiers.
7406   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
7407   // well.
7408   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
7409     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
7410          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
7411            diag::err_explicit_instantiation_inline :
7412            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
7413       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
7414   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
7415     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
7416     // not already specified.
7417     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
7418          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
7419
7420   // C++0x [temp.explicit]p2:
7421   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7422   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7423   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7424   TemplateSpecializationKind TSK
7425     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7426                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7427
7428   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
7429   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
7430
7431   if (!R->isFunctionType()) {
7432     // C++ [temp.explicit]p1:
7433     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
7434     //   instantiated from the member definition associated with its class
7435     //   template.
7436     // C++1y [temp.explicit]p1:
7437     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
7438     //   instantiated from its template.
7439     if (Previous.isAmbiguous())
7440       return true;
7441
7442     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
7443     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
7444
7445     if (!PrevTemplate) {
7446       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
7447         // We expect to see a data data member here.
7448         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
7449             << Name;
7450         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
7451              P != PEnd; ++P)
7452           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7453         return true;
7454       }
7455
7456       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
7457         // FIXME: Check for explicit specialization?
7458         Diag(D.getIdentifierLoc(),
7459              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
7460             << Prev;
7461         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7462         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
7463         return true;
7464       }
7465     } else {
7466       // Explicitly instantiate a variable template.
7467
7468       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
7469       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
7470       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
7471       //
7472       // This includes auto-typed variable template instantiations.
7473       if (R->isUndeducedType()) {
7474         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
7475              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
7476         return true;
7477       }
7478
7479       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
7480         // C++1y [temp.explicit]p3:
7481         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
7482         //   in the declaration shall be a template-id.
7483         Diag(D.getIdentifierLoc(),
7484              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
7485           << PrevTemplate;
7486         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
7487              diag::note_explicit_instantiation_here);
7488         return true;
7489       }
7490
7491       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
7492       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7493           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
7494
7495       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
7496                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
7497       if (Res.isInvalid())
7498         return true;
7499
7500       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
7501       // checking.
7502       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
7503     }
7504
7505     // C++0x [temp.explicit]p2:
7506     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7507     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7508     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7509     //   name shall be a simple-template-id.
7510     //
7511     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7512     //
7513     // This does not apply to variable template specializations, where the
7514     // template-id is in the unqualified-id instead.
7515     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
7516       Diag(D.getIdentifierLoc(),
7517            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7518         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
7519
7520     // Check the scope of this explicit instantiation.
7521     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
7522
7523     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
7524     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
7525     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
7526     bool HasNoEffect = false;
7527     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
7528                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
7529       return true;
7530
7531     if (!HasNoEffect) {
7532       // Instantiate static data member or variable template.
7533
7534       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
7535       if (PrevTemplate) {
7536         // Merge attributes.
7537         if (AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList())
7538           ProcessDeclAttributeList(S, Prev, Attr);
7539       }
7540       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7541         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
7542     }
7543
7544     // Check the new variable specialization against the parsed input.
7545     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
7546       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
7547            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
7548           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
7549       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
7550           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
7551       return true;
7552     }
7553
7554     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
7555     return (Decl*) nullptr;
7556   }
7557
7558   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
7559   // argument list into our AST format.
7560   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
7561   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
7562   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
7563     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
7564     HasExplicitTemplateArgs = true;
7565   }
7566
7567   // C++ [temp.explicit]p1:
7568   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
7569   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
7570   //  instantiated from the member definition associated with its class
7571   //  template.
7572   UnresolvedSet<8> Matches;
7573   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
7574   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
7575        P != PEnd; ++P) {
7576     NamedDecl *Prev = *P;
7577     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
7578       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
7579         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType());
7580         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
7581           Matches.clear();
7582
7583           Matches.addDecl(Method, P.getAccess());
7584           if (Method->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared)
7585             break;
7586         }
7587       }
7588     }
7589
7590     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
7591     if (!FunTmpl)
7592       continue;
7593
7594     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
7595     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
7596     if (TemplateDeductionResult TDK
7597           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
7598                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
7599                                                         : nullptr),
7600                                     R, Specialization, Info)) {
7601       // Keep track of almost-matches.
7602       FailedCandidates.addCandidate()
7603           .set(FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7604                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
7605       (void)TDK;
7606       continue;
7607     }
7608
7609     Matches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
7610   }
7611
7612   // Find the most specialized function template specialization.
7613   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
7614       Matches.begin(), Matches.end(), FailedCandidates,
7615       D.getIdentifierLoc(),
7616       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
7617       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
7618       PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
7619
7620   if (Result == Matches.end())
7621     return true;
7622
7623   // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
7624   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
7625
7626   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
7627     Diag(D.getIdentifierLoc(),
7628          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
7629       << Specialization
7630       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
7631           TSK_ExplicitSpecialization);
7632     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7633     return true;
7634   }
7635
7636   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
7637   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
7638     PrevDecl = Specialization;
7639
7640   if (PrevDecl) {
7641     bool HasNoEffect = false;
7642     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
7643                                                PrevDecl,
7644                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
7645                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7646                                                HasNoEffect))
7647       return true;
7648
7649     // FIXME: We may still want to build some representation of this
7650     // explicit specialization.
7651     if (HasNoEffect)
7652       return (Decl*) nullptr;
7653   }
7654
7655   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
7656   AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList();
7657   if (Attr)
7658     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7659
7660   if (Specialization->isDefined()) {
7661     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
7662     // instantiated now, and its linkage might have changed.
7663     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
7664   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7665     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
7666
7667   // C++0x [temp.explicit]p2:
7668   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7669   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7670   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7671   //   name shall be a simple-template-id.
7672   //
7673   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7674   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
7675   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
7676       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
7677       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
7678     Diag(D.getIdentifierLoc(),
7679          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7680     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
7681
7682   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
7683                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
7684                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
7685                                   D.getIdentifierLoc(),
7686                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
7687
7688   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
7689   return (Decl*) nullptr;
7690 }
7691
7692 TypeResult
7693 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
7694                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
7695                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
7696   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
7697   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
7698
7699   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
7700   if (!NNS)
7701     return true;
7702
7703   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7704
7705   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
7706     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
7707       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
7708     return true;
7709   }
7710
7711   // Create the resulting type.
7712   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
7713   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
7714
7715   // Create type-source location information for this type.
7716   TypeLocBuilder TLB;
7717   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
7718   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
7719   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
7720   TL.setNameLoc(NameLoc);
7721   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
7722 }
7723
7724 TypeResult
7725 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
7726                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
7727                         SourceLocation IdLoc) {
7728   if (SS.isInvalid())
7729     return true;
7730
7731   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
7732     Diag(TypenameLoc,
7733          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
7734            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
7735            diag::ext_typename_outside_of_template)
7736       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
7737
7738   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
7739   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
7740                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
7741   if (T.isNull())
7742     return true;
7743
7744   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
7745   if (isa<DependentNameType>(T)) {
7746     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
7747     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
7748     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
7749     TL.setNameLoc(IdLoc);
7750   } else {
7751     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
7752     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
7753     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
7754     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
7755   }
7756
7757   return CreateParsedType(T, TSI);
7758 }
7759
7760 TypeResult
7761 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
7762                         SourceLocation TypenameLoc,
7763                         const CXXScopeSpec &SS,
7764                         SourceLocation TemplateKWLoc,
7765                         TemplateTy TemplateIn,
7766                         SourceLocation TemplateNameLoc,
7767                         SourceLocation LAngleLoc,
7768                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
7769                         SourceLocation RAngleLoc) {
7770   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
7771     Diag(TypenameLoc,
7772          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
7773            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
7774            diag::ext_typename_outside_of_template)
7775       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
7776
7777   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7778   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
7779   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
7780
7781   TemplateName Template = TemplateIn.get();
7782   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
7783     // Construct a dependent template specialization type.
7784     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
7785     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
7786     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
7787                                                           DTN->getQualifier(),
7788                                                           DTN->getIdentifier(),
7789                                                                 TemplateArgs);
7790
7791     // Create source-location information for this type.
7792     TypeLocBuilder Builder;
7793     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
7794     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
7795     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
7796     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
7797     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7798     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateNameLoc);
7799     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
7800     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
7801     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7802       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
7803     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
7804   }
7805
7806   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateNameLoc, TemplateArgs);
7807   if (T.isNull())
7808     return true;
7809
7810   // Provide source-location information for the template specialization type.
7811   TypeLocBuilder Builder;
7812   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
7813     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
7814   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7815   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateNameLoc);
7816   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
7817   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
7818   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7819     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
7820
7821   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
7822   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
7823   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
7824   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
7825
7826   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
7827   return CreateParsedType(T, TSI);
7828 }
7829
7830
7831 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
7832 /// disabled by a usage of std::enable_if.
7833 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
7834                        SourceRange &CondRange) {
7835   // We must be looking for a ::type...
7836   if (!II.isStr("type"))
7837     return false;
7838
7839   // ... within an explicitly-written template specialization...
7840   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
7841     return false;
7842   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
7843   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
7844       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
7845   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
7846     return false;
7847   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST =
7848     cast<TemplateSpecializationType>(EnableIfTSTLoc.getTypePtr());
7849
7850   // ... which names a complete class template declaration...
7851   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
7852     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
7853   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
7854     return false;
7855
7856   // ... called "enable_if".
7857   const IdentifierInfo *EnableIfII =
7858     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
7859   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
7860     return false;
7861
7862   // Assume the first template argument is the condition.
7863   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
7864   return true;
7865 }
7866
7867 /// \brief Build the type that describes a C++ typename specifier,
7868 /// e.g., "typename T::type".
7869 QualType
7870 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
7871                         SourceLocation KeywordLoc,
7872                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
7873                         const IdentifierInfo &II,
7874                         SourceLocation IILoc) {
7875   CXXScopeSpec SS;
7876   SS.Adopt(QualifierLoc);
7877
7878   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
7879   if (!Ctx) {
7880     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
7881     // resolved to a type, build a typename type.
7882     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
7883     return Context.getDependentNameType(Keyword,
7884                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
7885                                         &II);
7886   }
7887
7888   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
7889   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
7890   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
7891   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
7892   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
7893
7894   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
7895     return QualType();
7896
7897   DeclarationName Name(&II);
7898   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
7899   LookupQualifiedName(Result, Ctx);
7900   unsigned DiagID = 0;
7901   Decl *Referenced = nullptr;
7902   switch (Result.getResultKind()) {
7903   case LookupResult::NotFound: {
7904     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
7905     // a more specific diagnostic.
7906     SourceRange CondRange;
7907     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange)) {
7908       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
7909         << Ctx << CondRange;
7910       return QualType();
7911     }
7912
7913     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
7914     break;
7915   }
7916
7917   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
7918     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
7919     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
7920     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
7921                           IILoc);
7922     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
7923       << Name << Ctx << FullRange;
7924     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
7925           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
7926       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
7927       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
7928         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
7929     }
7930   }
7931   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
7932   // better.
7933
7934   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
7935     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
7936     return Context.getDependentNameType(Keyword,
7937                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
7938                                         &II);
7939
7940   case LookupResult::Found:
7941     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
7942       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
7943       // typename-specifier was just sugar.
7944       return Context.getElaboratedType(ETK_Typename,
7945                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
7946                                        Context.getTypeDeclType(Type));
7947     }
7948
7949     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
7950     Referenced = Result.getFoundDecl();
7951     break;
7952
7953   case LookupResult::FoundOverloaded:
7954     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
7955     Referenced = *Result.begin();
7956     break;
7957
7958   case LookupResult::Ambiguous:
7959     return QualType();
7960   }
7961
7962   // If we get here, it's because name lookup did not find a
7963   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
7964   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
7965                         IILoc);
7966   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
7967   if (Referenced)
7968     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
7969       << Name;
7970   return QualType();
7971 }
7972
7973 namespace {
7974   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
7975   class CurrentInstantiationRebuilder
7976     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
7977     SourceLocation Loc;
7978     DeclarationName Entity;
7979
7980   public:
7981     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
7982
7983     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
7984                                   SourceLocation Loc,
7985                                   DeclarationName Entity)
7986     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
7987       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
7988
7989     /// \brief Determine whether the given type \p T has already been
7990     /// transformed.
7991     ///
7992     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
7993     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
7994     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
7995       return T.isNull() || !T->isDependentType();
7996     }
7997
7998     /// \brief Returns the location of the entity whose type is being
7999     /// rebuilt.
8000     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
8001
8002     /// \brief Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
8003     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
8004
8005     /// \brief Sets the "base" location and entity when that
8006     /// information is known based on another transformation.
8007     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
8008       this->Loc = Loc;
8009       this->Entity = Entity;
8010     }
8011
8012     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
8013       // Lambdas never need to be transformed.
8014       return E;
8015     }
8016   };
8017 }
8018
8019 /// \brief Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
8020 ///
8021 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
8022 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
8023 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
8024 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
8025 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
8026 /// canonical types, e.g.,
8027 ///
8028 /// \code
8029 /// template<typename T>
8030 /// struct X {
8031 ///   typedef T* pointer;
8032 ///   pointer data();
8033 /// };
8034 ///
8035 /// template<typename T>
8036 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
8037 /// \endcode
8038 ///
8039 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
8040 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
8041 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
8042 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
8043 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
8044 /// definition and the declaration to match.
8045 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
8046                                                         SourceLocation Loc,
8047                                                         DeclarationName Name) {
8048   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
8049     return T;
8050
8051   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
8052   return Rebuilder.TransformType(T);
8053 }
8054
8055 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
8056   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
8057                                           DeclarationName());
8058   return Rebuilder.TransformExpr(E);
8059 }
8060
8061 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
8062   if (SS.isInvalid())
8063     return true;
8064
8065   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
8066   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
8067                                           DeclarationName());
8068   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
8069     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
8070   if (!Rebuilt)
8071     return true;
8072
8073   SS.Adopt(Rebuilt);
8074   return false;
8075 }
8076
8077 /// \brief Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
8078 /// instantiation.
8079 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
8080                                                TemplateParameterList *Params) {
8081   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
8082     Decl *Param = Params->getParam(I);
8083
8084     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
8085     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
8086       continue;
8087
8088     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
8089     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
8090         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
8091       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
8092             TTP->getTemplateParameters()))
8093         return true;
8094
8095       continue;
8096     }
8097
8098     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
8099     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
8100     TypeSourceInfo *NewTSI
8101       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
8102                                           NTTP->getLocation(),
8103                                           NTTP->getDeclName());
8104     if (!NewTSI)
8105       return true;
8106
8107     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
8108       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
8109       NTTP->setType(NewTSI->getType());
8110     }
8111   }
8112
8113   return false;
8114 }
8115
8116 /// \brief Produces a formatted string that describes the binding of
8117 /// template parameters to template arguments.
8118 std::string
8119 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
8120                                       const TemplateArgumentList &Args) {
8121   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
8122 }
8123
8124 std::string
8125 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
8126                                       const TemplateArgument *Args,
8127                                       unsigned NumArgs) {
8128   SmallString<128> Str;
8129   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
8130
8131   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
8132     return std::string();
8133
8134   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
8135     if (I >= NumArgs)
8136       break;
8137
8138     if (I == 0)
8139       Out << "[with ";
8140     else
8141       Out << ", ";
8142
8143     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
8144       Out << Id->getName();
8145     } else {
8146       Out << '$' << I;
8147     }
8148
8149     Out << " = ";
8150     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
8151   }
8152
8153   Out << ']';
8154   return Out.str();
8155 }
8156
8157 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
8158                                     CachedTokens &Toks) {
8159   if (!FD)
8160     return;
8161
8162   LateParsedTemplate *LPT = new LateParsedTemplate;
8163
8164   // Take tokens to avoid allocations
8165   LPT->Toks.swap(Toks);
8166   LPT->D = FnD;
8167   LateParsedTemplateMap[FD] = LPT;
8168
8169   FD->setLateTemplateParsed(true);
8170 }
8171
8172 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
8173   if (!FD)
8174     return;
8175   FD->setLateTemplateParsed(false);
8176 }
8177
8178 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
8179   DeclContext *DC = CurContext;
8180
8181   while (DC) {
8182     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
8183       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
8184       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
8185     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
8186       return false;
8187
8188     DC = DC->getParent();
8189   }
8190   return false;
8191 }