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

   1 //===------- SemaTemplate.cpp - Semantic Analysis for C++ Templates -------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 //  This file implements semantic analysis for C++ templates.
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11
  12 #include "TreeTransform.h"
  13 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  14 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  15 #include "clang/AST/DeclFriend.h"
  16 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  17 #include "clang/AST/Expr.h"
  18 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  19 #include "clang/AST/RecursiveASTVisitor.h"
  20 #include "clang/AST/TypeVisitor.h"
  21 #include "clang/Basic/Builtins.h"
  22 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  23 #include "clang/Basic/PartialDiagnostic.h"
  24 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  25 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
  26 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  27 #include "clang/Sema/ParsedTemplate.h"
  28 #include "clang/Sema/Scope.h"
  29 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  30 #include "clang/Sema/Template.h"
  31 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  34 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  35
  36 #include <iterator>
  37 using namespace clang;
  38 using namespace sema;
  39
  40 // Exported for use by Parser.
  41 SourceRange
  42 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
  43                               unsigned N) {
  44   if (!N) return SourceRange();
  45   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
  46 }
  47
  48 namespace clang {
  49 /// \brief [temp.constr.decl]p2: A template's associated constraints are
  50 /// defined as a single constraint-expression derived from the introduced
  51 /// constraint-expressions [ ... ].
  52 ///
  53 /// \param Params The template parameter list and optional requires-clause.
  54 ///
  55 /// \param FD The underlying templated function declaration for a function
  56 /// template.
  57 static Expr *formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  58                                        FunctionDecl *FD);
  59 }
  60
  61 static Expr *clang::formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  62                                               FunctionDecl *FD) {
  63   // FIXME: Concepts: collect additional introduced constraint-expressions
  64   assert(!FD && "Cannot collect constraints from function declaration yet.");
  65   return Params->getRequiresClause();
  66 }
  67
  68 /// \brief Determine whether the declaration found is acceptable as the name
  69 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
  70 /// returns NULL.
  71 static NamedDecl *isAcceptableTemplateName(ASTContext &Context,
  72                                            NamedDecl *Orig,
  73                                            bool AllowFunctionTemplates) {
  74   NamedDecl *D = Orig->getUnderlyingDecl();
  75
  76   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
  77     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
  78       return nullptr;
  79
  80     return Orig;
  81   }
  82
  83   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
  84     // C++ [temp.local]p1:
  85     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
  86     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
  87     //   can be used with or without a template-argument-list. When
  88     //   it is used without a template-argument-list, it is
  89     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
  90     //   template-parameters of the class template enclosed in
  91     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
  92     //   refers to the specified class template specialization,
  93     //   which could be the current specialization or another
  94     //   specialization.
  95     if (Record->isInjectedClassName()) {
  96       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
  97       if (Record->getDescribedClassTemplate())
  98         return Record->getDescribedClassTemplate();
  99
 100       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
 101             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
 102         return Spec->getSpecializedTemplate();
 103     }
 104
 105     return nullptr;
 106   }
 107
 108   return nullptr;
 109 }
 110
 111 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 112                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 113   // The set of class templates we've already seen.
 114   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
 115   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
 116   while (filter.hasNext()) {
 117     NamedDecl *Orig = filter.next();
 118     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig,
 119                                                AllowFunctionTemplates);
 120     if (!Repl)
 121       filter.erase();
 122     else if (Repl != Orig) {
 123
 124       // C++ [temp.local]p3:
 125       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
 126       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
 127       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
 128       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
 129       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
 130       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
 131       //   ambiguous.
 132       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
 133         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl).second) {
 134           filter.erase();
 135           continue;
 136         }
 137
 138       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
 139       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
 140       // found this template through a particular injected class name,
 141       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
 142       // Pretending that access is public is *much* safer.
 143       filter.replace(Repl, AS_public);
 144     }
 145   }
 146   filter.done();
 147 }
 148
 149 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 150                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 151   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
 152     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
 153       return true;
 154
 155   return false;
 156 }
 157
 158 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 159                                       CXXScopeSpec &SS,
 160                                       bool hasTemplateKeyword,
 161                                       UnqualifiedId &Name,
 162                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 163                                       bool EnteringContext,
 164                                       TemplateTy &TemplateResult,
 165                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 166   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 167
 168   DeclarationName TName;
 169   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 170
 171   switch (Name.getKind()) {
 172   case UnqualifiedIdKind::IK_Identifier:
 173     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 174     break;
 175
 176   case UnqualifiedIdKind::IK_OperatorFunctionId:
 177     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 178                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 179     break;
 180
 181   case UnqualifiedIdKind::IK_LiteralOperatorId:
 182     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 183     break;
 184
 185   default:
 186     return TNK_Non_template;
 187   }
 188
 189   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 190
 191   LookupResult R(*this, TName, Name.getLocStart(), LookupOrdinaryName);
 192   LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 193                      MemberOfUnknownSpecialization);
 194   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
 195   if (R.isAmbiguous()) {
 196     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
 197     R.suppressDiagnostics();
 198
 199     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
 200     // should at least parse them properly!
 201     return TNK_Non_template;
 202   }
 203
 204   TemplateName Template;
 205   TemplateNameKind TemplateKind;
 206
 207   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 208   if (ResultCount > 1) {
 209     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 210     // template name in other ways.
 211     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 212     TemplateKind = TNK_Function_template;
 213
 214     // We'll do this lookup again later.
 215     R.suppressDiagnostics();
 216   } else {
 217     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
 218
 219     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 220       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 221       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 222                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 223     } else {
 224       Template = TemplateName(TD);
 225     }
 226
 227     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 228       TemplateKind = TNK_Function_template;
 229
 230       // We'll do this lookup again later.
 231       R.suppressDiagnostics();
 232     } else {
 233       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 234              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
 235              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD));
 236       TemplateKind =
 237           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
 238     }
 239   }
 240
 241   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 242   return TemplateKind;
 243 }
 244
 245 bool Sema::isDeductionGuideName(Scope *S, const IdentifierInfo &Name,
 246                                 SourceLocation NameLoc,
 247                                 ParsedTemplateTy *Template) {
 248   CXXScopeSpec SS;
 249   bool MemberOfUnknownSpecialization = false;
 250
 251   // We could use redeclaration lookup here, but we don't need to: the
 252   // syntactic form of a deduction guide is enough to identify it even
 253   // if we can't look up the template name at all.
 254   LookupResult R(*this, DeclarationName(&Name), NameLoc, LookupOrdinaryName);
 255   LookupTemplateName(R, S, SS, /*ObjectType*/QualType(),
 256                      /*EnteringContext*/false, MemberOfUnknownSpecialization);
 257
 258   if (R.empty()) return false;
 259   if (R.isAmbiguous()) {
 260     // FIXME: Diagnose an ambiguity if we find at least one template.
 261     R.suppressDiagnostics();
 262     return false;
 263   }
 264
 265   // We only treat template-names that name type templates as valid deduction
 266   // guide names.
 267   TemplateDecl *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>();
 268   if (!TD || !getAsTypeTemplateDecl(TD))
 269     return false;
 270
 271   if (Template)
 272     *Template = TemplateTy::make(TemplateName(TD));
 273   return true;
 274 }
 275
 276 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 277                                        SourceLocation IILoc,
 278                                        Scope *S,
 279                                        const CXXScopeSpec *SS,
 280                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 281                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 282   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 283   // template name.
 284   // FIXME: Typo correction?
 285   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 286       computeDeclContext(*SS))
 287     return false;
 288
 289   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 290   // name.
 291   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 292   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 293     << Qualifier << II.getName()
 294     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 295   SuggestedTemplate
 296     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 297   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 298   return true;
 299 }
 300
 301 void Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 302                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 303                               QualType ObjectType,
 304                               bool EnteringContext,
 305                               bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 306   // Determine where to perform name lookup
 307   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 308   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 309   bool isDependent = false;
 310   if (!ObjectType.isNull()) {
 311     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 312     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 313     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 314     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 315     isDependent = ObjectType->isDependentType();
 316     assert((isDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 317             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 318            "Caller should have completed object type");
 319
 320     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
 321     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
 322       Found.clear();
 323       return;
 324     }
 325   } else if (SS.isSet()) {
 326     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 327     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 328     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 329     isDependent = isDependentScopeSpecifier(SS);
 330
 331     // The declaration context must be complete.
 332     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 333       return;
 334   }
 335
 336   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 337   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 338   if (LookupCtx) {
 339     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 340     // computed, which is either the type of the base of a member access
 341     // expression or the declaration context associated with a prior
 342     // nested-name-specifier.
 343     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 344     if (!ObjectType.isNull() && Found.empty()) {
 345       // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 346       //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 347       //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 348       //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 349       //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 350       //   The identifier is first looked up in the class of the object
 351       //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 352       //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 353       //   or function template.
 354       if (S) LookupName(Found, S);
 355       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 356       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 357     }
 358   } else if (isDependent && (!S || ObjectType.isNull())) {
 359     // We cannot look into a dependent object type or nested nme
 360     // specifier.
 361     MemberOfUnknownSpecialization = true;
 362     return;
 363   } else {
 364     // Perform unqualified name lookup in the current scope.
 365     LookupName(Found, S);
 366
 367     if (!ObjectType.isNull())
 368       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 369   }
 370
 371   if (Found.empty() && !isDependent) {
 372     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 373     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 374     Found.clear();
 375     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 376     auto FilterCCC = llvm::make_unique<CorrectionCandidateCallback>();
 377     FilterCCC->WantTypeSpecifiers = false;
 378     FilterCCC->WantExpressionKeywords = false;
 379     FilterCCC->WantRemainingKeywords = false;
 380     FilterCCC->WantCXXNamedCasts = true;
 381     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(
 382             Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S, &SS,
 383             std::move(FilterCCC), CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 384       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 385       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
 386         Found.addDecl(ND);
 387       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 388       if (!Found.empty()) {
 389         if (LookupCtx) {
 390           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 391           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 392                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 393           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 394                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 395                                     << SS.getRange());
 396         } else {
 397           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 398         }
 399       }
 400     } else {
 401       Found.setLookupName(Name);
 402     }
 403   }
 404
 405   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 406   if (Found.empty()) {
 407     if (isDependent)
 408       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 409     return;
 410   }
 411
 412   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 413       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 414     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 415     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 416     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 417     //   postfix-expression and [...]
 418     //
 419     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 420     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 421                             LookupOrdinaryName);
 422     LookupName(FoundOuter, S);
 423     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 424
 425     if (FoundOuter.empty()) {
 426       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 427       //     object expression is used, otherwise
 428     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
 429                FoundOuter.isAmbiguous()) {
 430       //   - if the name is found in the context of the entire
 431       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 432       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 433       FoundOuter.clear();
 434     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 435       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 436       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 437       //     otherwise the program is ill-formed.
 438       if (!Found.isSingleResult() ||
 439           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
 440             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
 441         Diag(Found.getNameLoc(),
 442              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 443           << Found.getLookupName()
 444           << ObjectType;
 445         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 446              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 447           << ObjectType;
 448         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 449              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 450
 451         // Recover by taking the template that we found in the object
 452         // expression's type.
 453       }
 454     }
 455   }
 456 }
 457
 458 void Sema::diagnoseExprIntendedAsTemplateName(Scope *S, ExprResult TemplateName,
 459                                               SourceLocation Less,
 460                                               SourceLocation Greater) {
 461   if (TemplateName.isInvalid())
 462     return;
 463
 464   DeclarationNameInfo NameInfo;
 465   CXXScopeSpec SS;
 466   LookupNameKind LookupKind;
 467
 468   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 469   NamedDecl *Found = nullptr;
 470
 471   // Figure out what name we looked up.
 472   if (auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(TemplateName.get())) {
 473     NameInfo = ME->getMemberNameInfo();
 474     SS.Adopt(ME->getQualifierLoc());
 475     LookupKind = LookupMemberName;
 476     LookupCtx = ME->getBase()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
 477     Found = ME->getMemberDecl();
 478   } else {
 479     auto *DRE = cast<DeclRefExpr>(TemplateName.get());
 480     NameInfo = DRE->getNameInfo();
 481     SS.Adopt(DRE->getQualifierLoc());
 482     LookupKind = LookupOrdinaryName;
 483     Found = DRE->getFoundDecl();
 484   }
 485
 486   // Try to correct the name by looking for templates and C++ named casts.
 487   struct TemplateCandidateFilter : CorrectionCandidateCallback {
 488     TemplateCandidateFilter() {
 489       WantTypeSpecifiers = false;
 490       WantExpressionKeywords = false;
 491       WantRemainingKeywords = false;
 492       WantCXXNamedCasts = true;
 493     };
 494     bool ValidateCandidate(const TypoCorrection &Candidate) override {
 495       if (auto *ND = Candidate.getCorrectionDecl())
 496         return isAcceptableTemplateName(ND->getASTContext(), ND, true);
 497       return Candidate.isKeyword();
 498     }
 499   };
 500
 501   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
 502   if (TypoCorrection Corrected =
 503           CorrectTypo(NameInfo, LookupKind, S, &SS,
 504                       llvm::make_unique<TemplateCandidateFilter>(),
 505                       CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 506     auto *ND = Corrected.getFoundDecl();
 507     if (ND)
 508       ND = isAcceptableTemplateName(Context, ND,
 509                                     /*AllowFunctionTemplates*/ true);
 510     if (ND || Corrected.isKeyword()) {
 511       if (LookupCtx) {
 512         std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 513         bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 514                                 Name.getAsString() == CorrectedStr;
 515         diagnoseTypo(Corrected,
 516                      PDiag(diag::err_non_template_in_member_template_id_suggest)
 517                          << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 518                          << SS.getRange(), false);
 519       } else {
 520         diagnoseTypo(Corrected,
 521                      PDiag(diag::err_non_template_in_template_id_suggest)
 522                          << Name, false);
 523       }
 524       if (Found)
 525         Diag(Found->getLocation(),
 526              diag::note_non_template_in_template_id_found);
 527       return;
 528     }
 529   }
 530
 531   Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_non_template_in_template_id)
 532     << Name << SourceRange(Less, Greater);
 533   if (Found)
 534     Diag(Found->getLocation(), diag::note_non_template_in_template_id_found);
 535 }
 536
 537 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 538 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 539 /// specifier naming a dependent type.
 540 ExprResult
 541 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 542                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 543                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 544                                  bool isAddressOfOperand,
 545                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 546   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 547
 548   // C++11 [expr.prim.general]p12:
 549   //   An id-expression that denotes a non-static data member or non-static
 550   //   member function of a class can only be used:
 551   //   (...)
 552   //   - if that id-expression denotes a non-static data member and it
 553   //     appears in an unevaluated operand.
 554   //
 555   // If this might be the case, form a DependentScopeDeclRefExpr instead of a
 556   // CXXDependentScopeMemberExpr. The former can instantiate to either
 557   // DeclRefExpr or MemberExpr depending on lookup results, while the latter is
 558   // always a MemberExpr.
 559   bool MightBeCxx11UnevalField =
 560       getLangOpts().CPlusPlus11 && isUnevaluatedContext();
 561
 562   // Check if the nested name specifier is an enum type.
 563   bool IsEnum = false;
 564   if (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep())
 565     IsEnum = dyn_cast_or_null<EnumType>(NNS->getAsType());
 566
 567   if (!MightBeCxx11UnevalField && !isAddressOfOperand && !IsEnum &&
 568       isa<CXXMethodDecl>(DC) && cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 569     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
 570
 571     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 572     // perform the double-lookup check.
 573     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 574
 575     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 576         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 577         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 578         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 579   }
 580
 581   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 582 }
 583
 584 ExprResult
 585 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 586                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 587                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 588                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 589   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 590       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 591       TemplateArgs);
 592 }
 593
 594
 595 /// Determine whether we would be unable to instantiate this template (because
 596 /// it either has no definition, or is in the process of being instantiated).
 597 bool Sema::DiagnoseUninstantiableTemplate(SourceLocation PointOfInstantiation,
 598                                           NamedDecl *Instantiation,
 599                                           bool InstantiatedFromMember,
 600                                           const NamedDecl *Pattern,
 601                                           const NamedDecl *PatternDef,
 602                                           TemplateSpecializationKind TSK,
 603                                           bool Complain /*= true*/) {
 604   assert(isa<TagDecl>(Instantiation) || isa<FunctionDecl>(Instantiation) ||
 605          isa<VarDecl>(Instantiation));
 606
 607   bool IsEntityBeingDefined = false;
 608   if (const TagDecl *TD = dyn_cast_or_null<TagDecl>(PatternDef))
 609     IsEntityBeingDefined = TD->isBeingDefined();
 610
 611   if (PatternDef && !IsEntityBeingDefined) {
 612     NamedDecl *SuggestedDef = nullptr;
 613     if (!hasVisibleDefinition(const_cast<NamedDecl*>(PatternDef), &SuggestedDef,
 614                               /*OnlyNeedComplete*/false)) {
 615       // If we're allowed to diagnose this and recover, do so.
 616       bool Recover = Complain && !isSFINAEContext();
 617       if (Complain)
 618         diagnoseMissingImport(PointOfInstantiation, SuggestedDef,
 619                               Sema::MissingImportKind::Definition, Recover);
 620       return !Recover;
 621     }
 622     return false;
 623   }
 624
 625   if (!Complain || (PatternDef && PatternDef->isInvalidDecl()))
 626     return true;
 627
 628   llvm::Optional<unsigned> Note;
 629   QualType InstantiationTy;
 630   if (TagDecl *TD = dyn_cast<TagDecl>(Instantiation))
 631     InstantiationTy = Context.getTypeDeclType(TD);
 632   if (PatternDef) {
 633     Diag(PointOfInstantiation,
 634          diag::err_template_instantiate_within_definition)
 635       << /*implicit|explicit*/(TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 636       << InstantiationTy;
 637     // Not much point in noting the template declaration here, since
 638     // we're lexically inside it.
 639     Instantiation->setInvalidDecl();
 640   } else if (InstantiatedFromMember) {
 641     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 642       Diag(PointOfInstantiation,
 643            diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 644         << /*member function*/ 1 << Instantiation->getDeclName()
 645         << Instantiation->getDeclContext();
 646       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 647     } else {
 648       assert(isa<TagDecl>(Instantiation) && "Must be a TagDecl!");
 649       Diag(PointOfInstantiation,
 650            diag::err_implicit_instantiate_member_undefined)
 651         << InstantiationTy;
 652       Note = diag::note_member_declared_at;
 653     }
 654   } else {
 655     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 656       Diag(PointOfInstantiation,
 657            diag::err_explicit_instantiation_undefined_func_template)
 658         << Pattern;
 659       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 660     } else if (isa<TagDecl>(Instantiation)) {
 661       Diag(PointOfInstantiation, diag::err_template_instantiate_undefined)
 662         << (TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 663         << InstantiationTy;
 664       Note = diag::note_template_decl_here;
 665     } else {
 666       assert(isa<VarDecl>(Instantiation) && "Must be a VarDecl!");
 667       if (isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Instantiation)) {
 668         Diag(PointOfInstantiation,
 669              diag::err_explicit_instantiation_undefined_var_template)
 670           << Instantiation;
 671         Instantiation->setInvalidDecl();
 672       } else
 673         Diag(PointOfInstantiation,
 674              diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 675           << /*static data member*/ 2 << Instantiation->getDeclName()
 676           << Instantiation->getDeclContext();
 677       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 678     }
 679   }
 680   if (Note) // Diagnostics were emitted.
 681     Diag(Pattern->getLocation(), Note.getValue());
 682
 683   // In general, Instantiation isn't marked invalid to get more than one
 684   // error for multiple undefined instantiations. But the code that does
 685   // explicit declaration -> explicit definition conversion can't handle
 686   // invalid declarations, so mark as invalid in that case.
 687   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
 688     Instantiation->setInvalidDecl();
 689   return true;
 690 }
 691
 692 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 693 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 694 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 695 /// an error, and false otherwise.
 696 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 697   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 698
 699   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 700   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 701     return;
 702
 703   // C++ [temp.local]p4:
 704   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 705   //   scope (including nested scopes).
 706   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 707     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 708   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 709 }
 710
 711 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 712 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 713 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 714 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 715   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 716     D = Temp->getTemplatedDecl();
 717     return Temp;
 718   }
 719   return nullptr;
 720 }
 721
 722 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 723                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 724   assert(Kind == Template &&
 725          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 726   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 727          "Template template argument pack expansion without packs");
 728   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 729   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 730   return Result;
 731 }
 732
 733 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 734                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 735
 736   switch (Arg.getKind()) {
 737   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 738     TypeSourceInfo *DI;
 739     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 740     if (!DI)
 741       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 742     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 743   }
 744
 745   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 746     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 747     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 748   }
 749
 750   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 751     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 752     TemplateArgument TArg;
 753     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 754       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 755     else
 756       TArg = Template;
 757     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 758                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 759                                                               SemaRef.Context),
 760                                Arg.getLocation(),
 761                                Arg.getEllipsisLoc());
 762   }
 763   }
 764
 765   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 766 }
 767
 768 /// \brief Translates template arguments as provided by the parser
 769 /// into template arguments used by semantic analysis.
 770 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 771                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 772  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 773    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 774                                                       TemplateArgsIn[I]));
 775 }
 776
 777 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 778                                                  SourceLocation Loc,
 779                                                  IdentifierInfo *Name) {
 780   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 781       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForVisibleRedeclaration);
 782   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 783     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 784 }
 785
 786 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 787 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 788 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 789 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 790 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 791 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 792 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 793 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 794 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 795 NamedDecl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 796                                SourceLocation EllipsisLoc,
 797                                SourceLocation KeyLoc,
 798                                IdentifierInfo *ParamName,
 799                                SourceLocation ParamNameLoc,
 800                                unsigned Depth, unsigned Position,
 801                                SourceLocation EqualLoc,
 802                                ParsedType DefaultArg) {
 803   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 804          "Template type parameter not in template parameter scope!");
 805
 806   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
 807   if (!ParamName)
 808     Loc = KeyLoc;
 809
 810   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 811   TemplateTypeParmDecl *Param
 812     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 813                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
 814                                    Typename, IsParameterPack);
 815   Param->setAccess(AS_public);
 816
 817   if (ParamName) {
 818     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
 819
 820     // Add the template parameter into the current scope.
 821     S->AddDecl(Param);
 822     IdResolver.AddDecl(Param);
 823   }
 824
 825   // C++0x [temp.param]p9:
 826   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 827   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 828   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
 829     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 830     DefaultArg = nullptr;
 831   }
 832
 833   // Handle the default argument, if provided.
 834   if (DefaultArg) {
 835     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
 836     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
 837
 838     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
 839
 840     // Check for unexpanded parameter packs.
 841     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
 842                                         UPPC_DefaultArgument))
 843       return Param;
 844
 845     // Check the template argument itself.
 846     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
 847       Param->setInvalidDecl();
 848       return Param;
 849     }
 850
 851     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
 852   }
 853
 854   return Param;
 855 }
 856
 857 /// \brief Check that the type of a non-type template parameter is
 858 /// well-formed.
 859 ///
 860 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
 861 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
 862 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(TypeSourceInfo *&TSI,
 863                                                  SourceLocation Loc) {
 864   if (TSI->getType()->isUndeducedType()) {
 865     // C++1z [temp.dep.expr]p3:
 866     //   An id-expression is type-dependent if it contains
 867     //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
 868     //      template-parameter declared with a type that contains a
 869     //      placeholder type (7.1.7.4),
 870     TSI = SubstAutoTypeSourceInfo(TSI, Context.DependentTy);
 871   }
 872
 873   return CheckNonTypeTemplateParameterType(TSI->getType(), Loc);
 874 }
 875
 876 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T,
 877                                                  SourceLocation Loc) {
 878   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
 879   // parameters.
 880   if (T->isVariablyModifiedType()) {
 881     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
 882       << T;
 883     return QualType();
 884   }
 885
 886   // C++ [temp.param]p4:
 887   //
 888   // A non-type template-parameter shall have one of the following
 889   // (optionally cv-qualified) types:
 890   //
 891   //       -- integral or enumeration type,
 892   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
 893       //   -- pointer to object or pointer to function,
 894       T->isPointerType() ||
 895       //   -- reference to object or reference to function,
 896       T->isReferenceType() ||
 897       //   -- pointer to member,
 898       T->isMemberPointerType() ||
 899       //   -- std::nullptr_t.
 900       T->isNullPtrType() ||
 901       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
 902       // assume that it is well-formed.
 903       T->isDependentType() ||
 904       // Allow use of auto in template parameter declarations.
 905       T->isUndeducedType()) {
 906     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
 907     // are ignored when determining its type.
 908     return T.getUnqualifiedType();
 909   }
 910
 911   // C++ [temp.param]p8:
 912   //
 913   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
 914   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
 915   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
 916   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
 917     return Context.getDecayedType(T);
 918
 919   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
 920     << T;
 921
 922   return QualType();
 923 }
 924
 925 NamedDecl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
 926                                           unsigned Depth,
 927                                           unsigned Position,
 928                                           SourceLocation EqualLoc,
 929                                           Expr *Default) {
 930   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
 931
 932   // Check that we have valid decl-specifiers specified.
 933   auto CheckValidDeclSpecifiers = [this, &D] {
 934     // C++ [temp.param]
 935     // p1
 936     //   template-parameter:\r
 937     //     ...\r
 938     //     parameter-declaration\r
 939     // p2
 940     //   ... A storage class shall not be specified in a template-parameter
 941     //   declaration.
 942     // [dcl.typedef]p1:
 943     //   The typedef specifier [...] shall not be used in the decl-specifier-seq
 944     //   of a parameter-declaration
 945     const DeclSpec &DS = D.getDeclSpec();
 946     auto EmitDiag = [this](SourceLocation Loc) {
 947       Diag(Loc, diag::err_invalid_decl_specifier_in_nontype_parm)
 948           << FixItHint::CreateRemoval(Loc);
 949     };
 950     if (DS.getStorageClassSpec() != DeclSpec::SCS_unspecified)
 951       EmitDiag(DS.getStorageClassSpecLoc());
 952
 953     if (DS.getThreadStorageClassSpec() != TSCS_unspecified)
 954       EmitDiag(DS.getThreadStorageClassSpecLoc());
 955
 956     // [dcl.inline]p1:
 957     //   The inline specifier can be applied only to the declaration or
 958     //   definition of a variable or function.
 959
 960     if (DS.isInlineSpecified())
 961       EmitDiag(DS.getInlineSpecLoc());
 962
 963     // [dcl.constexpr]p1:
 964     //   The constexpr specifier shall be applied only to the definition of a
 965     //   variable or variable template or the declaration of a function or
 966     //   function template.
 967
 968     if (DS.isConstexprSpecified())
 969       EmitDiag(DS.getConstexprSpecLoc());
 970
 971     // [dcl.fct.spec]p1:
 972     //   Function-specifiers can be used only in function declarations.
 973
 974     if (DS.isVirtualSpecified())
 975       EmitDiag(DS.getVirtualSpecLoc());
 976
 977     if (DS.isExplicitSpecified())
 978       EmitDiag(DS.getExplicitSpecLoc());
 979
 980     if (DS.isNoreturnSpecified())
 981       EmitDiag(DS.getNoreturnSpecLoc());
 982   };
 983
 984   CheckValidDeclSpecifiers();
 985
 986   if (TInfo->getType()->isUndeducedType()) {
 987     Diag(D.getIdentifierLoc(),
 988          diag::warn_cxx14_compat_template_nontype_parm_auto_type)
 989       << QualType(TInfo->getType()->getContainedAutoType(), 0);
 990   }
 991
 992   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 993          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
 994   bool Invalid = false;
 995
 996   QualType T = CheckNonTypeTemplateParameterType(TInfo, D.getIdentifierLoc());
 997   if (T.isNull()) {
 998     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
 999     Invalid = true;
1000   }
1001
1002   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
1003   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
1004   NonTypeTemplateParmDecl *Param
1005     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1006                                       D.getLocStart(),
1007                                       D.getIdentifierLoc(),
1008                                       Depth, Position, ParamName, T,
1009                                       IsParameterPack, TInfo);
1010   Param->setAccess(AS_public);
1011
1012   if (Invalid)
1013     Param->setInvalidDecl();
1014
1015   if (ParamName) {
1016     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
1017                                          ParamName);
1018
1019     // Add the template parameter into the current scope.
1020     S->AddDecl(Param);
1021     IdResolver.AddDecl(Param);
1022   }
1023
1024   // C++0x [temp.param]p9:
1025   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1026   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1027   if (Default && IsParameterPack) {
1028     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1029     Default = nullptr;
1030   }
1031
1032   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
1033   if (Default) {
1034     // Check for unexpanded parameter packs.
1035     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
1036       return Param;
1037
1038     TemplateArgument Converted;
1039     ExprResult DefaultRes =
1040         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
1041     if (DefaultRes.isInvalid()) {
1042       Param->setInvalidDecl();
1043       return Param;
1044     }
1045     Default = DefaultRes.get();
1046
1047     Param->setDefaultArgument(Default);
1048   }
1049
1050   return Param;
1051 }
1052
1053 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
1054 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
1055 /// has been parsed. S is the current scope.
1056 NamedDecl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
1057                                            SourceLocation TmpLoc,
1058                                            TemplateParameterList *Params,
1059                                            SourceLocation EllipsisLoc,
1060                                            IdentifierInfo *Name,
1061                                            SourceLocation NameLoc,
1062                                            unsigned Depth,
1063                                            unsigned Position,
1064                                            SourceLocation EqualLoc,
1065                                            ParsedTemplateArgument Default) {
1066   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1067          "Template template parameter not in template parameter scope!");
1068
1069   // Construct the parameter object.
1070   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
1071   TemplateTemplateParmDecl *Param =
1072     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1073                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
1074                                      Depth, Position, IsParameterPack,
1075                                      Name, Params);
1076   Param->setAccess(AS_public);
1077
1078   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
1079   // into the scope and lookup mechanisms.
1080   if (Name) {
1081     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
1082
1083     S->AddDecl(Param);
1084     IdResolver.AddDecl(Param);
1085   }
1086
1087   if (Params->size() == 0) {
1088     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
1089     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
1090     Param->setInvalidDecl();
1091   }
1092
1093   // C++0x [temp.param]p9:
1094   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1095   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1096   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
1097     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1098     Default = ParsedTemplateArgument();
1099   }
1100
1101   if (!Default.isInvalid()) {
1102     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
1103     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
1104     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
1105     // be able to match now.
1106     //
1107     // If none of the template template parameter's template arguments mention
1108     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
1109     // However, it isn't worth doing.
1110     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
1111     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
1112       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template)
1113         << DefaultArg.getSourceRange();
1114       return Param;
1115     }
1116
1117     // Check for unexpanded parameter packs.
1118     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
1119                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
1120                                         UPPC_DefaultArgument))
1121       return Param;
1122
1123     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
1124   }
1125
1126   return Param;
1127 }
1128
1129 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList, optionally
1130 /// constrained by RequiresClause, that contains the template parameters in
1131 /// Params.
1132 TemplateParameterList *
1133 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
1134                                  SourceLocation ExportLoc,
1135                                  SourceLocation TemplateLoc,
1136                                  SourceLocation LAngleLoc,
1137                                  ArrayRef<NamedDecl *> Params,
1138                                  SourceLocation RAngleLoc,
1139                                  Expr *RequiresClause) {
1140   if (ExportLoc.isValid())
1141     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
1142
1143   return TemplateParameterList::Create(
1144       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
1145       llvm::makeArrayRef(Params.data(), Params.size()),
1146       RAngleLoc, RequiresClause);
1147 }
1148
1149 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
1150   if (SS.isSet())
1151     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
1152 }
1153
1154 DeclResult
1155 Sema::CheckClassTemplate(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
1156                          SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
1157                          IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
1158                          AttributeList *Attr,
1159                          TemplateParameterList *TemplateParams,
1160                          AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
1161                          SourceLocation FriendLoc,
1162                          unsigned NumOuterTemplateParamLists,
1163                          TemplateParameterList** OuterTemplateParamLists,
1164                          SkipBodyInfo *SkipBody) {
1165   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
1166          "No template parameters");
1167   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
1168   bool Invalid = false;
1169
1170   // Check that we can declare a template here.
1171   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
1172     return true;
1173
1174   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
1175   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
1176
1177   // There is no such thing as an unnamed class template.
1178   if (!Name) {
1179     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
1180     return true;
1181   }
1182
1183   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
1184   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
1185   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
1186   DeclContext *SemanticContext;
1187   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
1188                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
1189                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
1190                         forRedeclarationInCurContext());
1191   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
1192     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
1193     if (!SemanticContext) {
1194       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
1195       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
1196       // class templates, so don't complain here.
1197       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
1198                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
1199                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
1200           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
1201       return TUK != TUK_Friend;
1202     }
1203
1204     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
1205       return true;
1206
1207     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
1208     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
1209     // now that we know what the current instantiation is.
1210     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
1211       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
1212       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
1213         Invalid = true;
1214     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
1215       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc);
1216
1217     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
1218   } else {
1219     SemanticContext = CurContext;
1220
1221     // C++14 [class.mem]p14:
1222     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
1223     //   name different from T:
1224     //    -- every member template of class T
1225     if (TUK != TUK_Friend &&
1226         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
1227                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
1228       return true;
1229
1230     LookupName(Previous, S);
1231   }
1232
1233   if (Previous.isAmbiguous())
1234     return true;
1235
1236   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
1237   if (Previous.begin() != Previous.end())
1238     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1239
1240   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1241     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1242     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1243     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1244     PrevDecl = nullptr;
1245   }
1246
1247   // If there is a previous declaration with the same name, check
1248   // whether this is a valid redeclaration.
1249   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate =
1250       dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
1251
1252   // We may have found the injected-class-name of a class template,
1253   // class template partial specialization, or class template specialization.
1254   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
1255   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
1256       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
1257     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
1258     PrevClassTemplate
1259       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
1260     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
1261       PrevClassTemplate
1262         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
1263             ->getSpecializedTemplate();
1264     }
1265   }
1266
1267   if (TUK == TUK_Friend) {
1268     // C++ [namespace.memdef]p3:
1269     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
1270     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
1271     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
1272     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
1273     if (!SS.isSet()) {
1274       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
1275       while (!OutermostContext->isFileContext())
1276         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
1277
1278       if (PrevDecl &&
1279           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
1280            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
1281         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
1282       } else {
1283         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
1284         // context we computed is the semantic context for our new
1285         // declaration.
1286         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1287         SemanticContext = OutermostContext;
1288
1289         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
1290         // declaration of this name as a non-tag type.
1291         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
1292         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
1293         while (LookupContext->isTransparentContext())
1294           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
1295         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
1296
1297         if (Previous.isAmbiguous())
1298           return true;
1299
1300         if (Previous.begin() != Previous.end())
1301           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1302       }
1303     }
1304   } else if (PrevDecl &&
1305              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
1306                             S, SS.isValid()))
1307     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1308
1309   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
1310           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
1311     if (SS.isEmpty() &&
1312         !(PrevClassTemplate &&
1313           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
1314               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
1315       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
1316       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
1317            diag::note_using_decl_target);
1318       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
1319       // Recover by ignoring the old declaration.
1320       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1321     }
1322   }
1323
1324   // TODO Memory management; associated constraints are not always stored.
1325   Expr *const CurAC = formAssociatedConstraints(TemplateParams, nullptr);
1326
1327   if (PrevClassTemplate) {
1328     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
1329     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
1330     // could be dependent.
1331     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1332         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1333                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1334                                         /*Complain=*/true,
1335                                         TPL_TemplateMatch))
1336       return true;
1337
1338     // Check for matching associated constraints on redeclarations.
1339     const Expr *const PrevAC = PrevClassTemplate->getAssociatedConstraints();
1340     const bool RedeclACMismatch = [&] {
1341       if (!(CurAC || PrevAC))
1342         return false; // Nothing to check; no mismatch.
1343       if (CurAC && PrevAC) {
1344         llvm::FoldingSetNodeID CurACInfo, PrevACInfo;
1345         CurAC->Profile(CurACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1346         PrevAC->Profile(PrevACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1347         if (CurACInfo == PrevACInfo)
1348           return false; // All good; no mismatch.
1349       }
1350       return true;
1351     }();
1352
1353     if (RedeclACMismatch) {
1354       Diag(CurAC ? CurAC->getLocStart() : NameLoc,
1355            diag::err_template_different_associated_constraints);
1356       Diag(PrevAC ? PrevAC->getLocStart() : PrevClassTemplate->getLocation(),
1357            diag::note_template_prev_declaration) << /*declaration*/0;
1358       return true;
1359     }
1360
1361     // C++ [temp.class]p4:
1362     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1363     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1364     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1365     //   template declaration (7.1.5.3).
1366     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1367     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1368                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1369       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1370         << Name
1371         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1372       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1373       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1374     }
1375
1376     // Check for redefinition of this class template.
1377     if (TUK == TUK_Definition) {
1378       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1379         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1380         // simply making that previous definition visible.
1381         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1382         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1383           SkipBody->ShouldSkip = true;
1384           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1385           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1386                          "class template?");
1387           makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
1388           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl);
1389           return Def;
1390         }
1391
1392         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1393         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1394         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1395         // definition, as part of error recovery?
1396         return true;
1397       }
1398     }
1399   } else if (PrevDecl) {
1400     // C++ [temp]p5:
1401     //   A class template shall not have the same name as any other
1402     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1403     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1404     //   in (14.5.4).
1405     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1406     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1407     return true;
1408   }
1409
1410   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1411   // merging in the template parameter list from the previous class
1412   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1413   // context, because the template parameter list might be dependent.
1414   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1415       CheckTemplateParameterList(
1416           TemplateParams,
1417           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1418                             : nullptr,
1419           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1420            SemanticContext->isDependentContext())
1421               ? TPC_ClassTemplateMember
1422               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1423                                   : TPC_ClassTemplate))
1424     Invalid = true;
1425
1426   if (SS.isSet()) {
1427     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1428     // template out-of-line.
1429     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1430       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1431                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1432         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1433       Invalid = true;
1434     }
1435   }
1436
1437   // If this is a templated friend in a dependent context we should not put it
1438   // on the redecl chain. In some cases, the templated friend can be the most
1439   // recent declaration tricking the template instantiator to make substitutions
1440   // there.
1441   // FIXME: Figure out how to combine with shouldLinkDependentDeclWithPrevious
1442   bool ShouldAddRedecl
1443     = !(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext());
1444
1445   CXXRecordDecl *NewClass =
1446     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1447                           PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ?
1448                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1449                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1450   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1451   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1452     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1453         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1454                                     NumOuterTemplateParamLists));
1455
1456   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1457   // the ASTContext lays out the structure.
1458   if (TUK == TUK_Definition) {
1459     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1460     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1461   }
1462
1463   // Attach the associated constraints when the declaration will not be part of
1464   // a decl chain.
1465   Expr *const ACtoAttach =
1466       PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ? nullptr : CurAC;
1467
1468   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1469     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1470                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1471                                 NewClass, ACtoAttach);
1472
1473   if (ShouldAddRedecl)
1474     NewTemplate->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1475
1476   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1477
1478   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1479     NewTemplate->setModulePrivate();
1480
1481   // Build the type for the class template declaration now.
1482   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1483   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1484   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1485   (void)T;
1486
1487   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1488   // class template, make a note of that.
1489   if (PrevClassTemplate &&
1490       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1491     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1492
1493   // Set the access specifier.
1494   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1495     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1496
1497   // Set the lexical context of these templates
1498   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1499   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1500
1501   if (TUK == TUK_Definition)
1502     NewClass->startDefinition();
1503
1504   if (Attr)
1505     ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1506
1507   if (PrevClassTemplate)
1508     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1509
1510   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1511
1512   if (TUK != TUK_Friend) {
1513     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1514     Scope *Outer = S;
1515     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1516       Outer = Outer->getParent();
1517     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1518   } else {
1519     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1520       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1521       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1522     }
1523
1524     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1525
1526     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1527     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1528       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1529       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1530       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1531         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1532                           /* AddToContext = */ false);
1533     }
1534
1535     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1536         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1537     Friend->setAccess(AS_public);
1538     CurContext->addDecl(Friend);
1539   }
1540
1541   if (PrevClassTemplate)
1542     CheckRedeclarationModuleOwnership(NewTemplate, PrevClassTemplate);
1543
1544   if (Invalid) {
1545     NewTemplate->setInvalidDecl();
1546     NewClass->setInvalidDecl();
1547   }
1548
1549   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1550
1551   return NewTemplate;
1552 }
1553
1554 namespace {
1555 /// Transform to convert portions of a constructor declaration into the
1556 /// corresponding deduction guide, per C++1z [over.match.class.deduct]p1.
1557 struct ConvertConstructorToDeductionGuideTransform {
1558   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform(Sema &S,
1559                                               ClassTemplateDecl *Template)
1560       : SemaRef(S), Template(Template) {}
1561
1562   Sema &SemaRef;
1563   ClassTemplateDecl *Template;
1564
1565   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1566   CXXRecordDecl *Primary = Template->getTemplatedDecl();
1567   DeclarationName DeductionGuideName =
1568       SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXDeductionGuideName(Template);
1569
1570   QualType DeducedType = SemaRef.Context.getTypeDeclType(Primary);
1571
1572   // Index adjustment to apply to convert depth-1 template parameters into
1573   // depth-0 template parameters.
1574   unsigned Depth1IndexAdjustment = Template->getTemplateParameters()->size();
1575
1576   /// Transform a constructor declaration into a deduction guide.
1577   NamedDecl *transformConstructor(FunctionTemplateDecl *FTD,
1578                                   CXXConstructorDecl *CD) {
1579     SmallVector<TemplateArgument, 16> SubstArgs;
1580
1581     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1582
1583     // C++ [over.match.class.deduct]p1:
1584     // -- For each constructor of the class template designated by the
1585     //    template-name, a function template with the following properties:
1586
1587     //    -- The template parameters are the template parameters of the class
1588     //       template followed by the template parameters (including default
1589     //       template arguments) of the constructor, if any.
1590     TemplateParameterList *TemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1591     if (FTD) {
1592       TemplateParameterList *InnerParams = FTD->getTemplateParameters();
1593       SmallVector<NamedDecl *, 16> AllParams;
1594       AllParams.reserve(TemplateParams->size() + InnerParams->size());
1595       AllParams.insert(AllParams.begin(),
1596                        TemplateParams->begin(), TemplateParams->end());
1597       SubstArgs.reserve(InnerParams->size());
1598
1599       // Later template parameters could refer to earlier ones, so build up
1600       // a list of substituted template arguments as we go.
1601       for (NamedDecl *Param : *InnerParams) {
1602         MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1603         Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1604         Args.addOuterRetainedLevel();
1605         NamedDecl *NewParam = transformTemplateParameter(Param, Args);
1606         if (!NewParam)
1607           return nullptr;
1608         AllParams.push_back(NewParam);
1609         SubstArgs.push_back(SemaRef.Context.getCanonicalTemplateArgument(
1610             SemaRef.Context.getInjectedTemplateArg(NewParam)));
1611       }
1612       TemplateParams = TemplateParameterList::Create(
1613           SemaRef.Context, InnerParams->getTemplateLoc(),
1614           InnerParams->getLAngleLoc(), AllParams, InnerParams->getRAngleLoc(),
1615           /*FIXME: RequiresClause*/ nullptr);
1616     }
1617
1618     // If we built a new template-parameter-list, track that we need to
1619     // substitute references to the old parameters into references to the
1620     // new ones.
1621     MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1622     if (FTD) {
1623       Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1624       Args.addOuterRetainedLevel();
1625     }
1626
1627     FunctionProtoTypeLoc FPTL = CD->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc()
1628                                    .getAsAdjusted<FunctionProtoTypeLoc>();
1629     assert(FPTL && "no prototype for constructor declaration");
1630
1631     // Transform the type of the function, adjusting the return type and
1632     // replacing references to the old parameters with references to the
1633     // new ones.
1634     TypeLocBuilder TLB;
1635     SmallVector<ParmVarDecl*, 8> Params;
1636     QualType NewType = transformFunctionProtoType(TLB, FPTL, Params, Args);
1637     if (NewType.isNull())
1638       return nullptr;
1639     TypeSourceInfo *NewTInfo = TLB.getTypeSourceInfo(SemaRef.Context, NewType);
1640
1641     return buildDeductionGuide(TemplateParams, CD->isExplicit(), NewTInfo,
1642                                CD->getLocStart(), CD->getLocation(),
1643                                CD->getLocEnd());
1644   }
1645
1646   /// Build a deduction guide with the specified parameter types.
1647   NamedDecl *buildSimpleDeductionGuide(MutableArrayRef<QualType> ParamTypes) {
1648     SourceLocation Loc = Template->getLocation();
1649
1650     // Build the requested type.
1651     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1652     EPI.HasTrailingReturn = true;
1653     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(DeducedType, ParamTypes, Loc,
1654                                                 DeductionGuideName, EPI);
1655     TypeSourceInfo *TSI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(Result, Loc);
1656
1657     FunctionProtoTypeLoc FPTL =
1658         TSI->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
1659
1660     // Build the parameters, needed during deduction / substitution.
1661     SmallVector<ParmVarDecl*, 4> Params;
1662     for (auto T : ParamTypes) {
1663       ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(
1664           SemaRef.Context, DC, Loc, Loc, nullptr, T,
1665           SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Loc), SC_None, nullptr);
1666       NewParam->setScopeInfo(0, Params.size());
1667       FPTL.setParam(Params.size(), NewParam);
1668       Params.push_back(NewParam);
1669     }
1670
1671     return buildDeductionGuide(Template->getTemplateParameters(), false, TSI,
1672                                Loc, Loc, Loc);
1673   }
1674
1675 private:
1676   /// Transform a constructor template parameter into a deduction guide template
1677   /// parameter, rebuilding any internal references to earlier parameters and
1678   /// renumbering as we go.
1679   NamedDecl *transformTemplateParameter(NamedDecl *TemplateParam,
1680                                         MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1681     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParam)) {
1682       // TemplateTypeParmDecl's index cannot be changed after creation, so
1683       // substitute it directly.
1684       auto *NewTTP = TemplateTypeParmDecl::Create(
1685           SemaRef.Context, DC, TTP->getLocStart(), TTP->getLocation(),
1686           /*Depth*/0, Depth1IndexAdjustment + TTP->getIndex(),
1687           TTP->getIdentifier(), TTP->wasDeclaredWithTypename(),
1688           TTP->isParameterPack());
1689       if (TTP->hasDefaultArgument()) {
1690         TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
1691             SemaRef.SubstType(TTP->getDefaultArgumentInfo(), Args,
1692                               TTP->getDefaultArgumentLoc(), TTP->getDeclName());
1693         if (InstantiatedDefaultArg)
1694           NewTTP->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
1695       }
1696       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(TemplateParam,
1697                                                            NewTTP);
1698       return NewTTP;
1699     }
1700
1701     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(TemplateParam))
1702       return transformTemplateParameterImpl(TTP, Args);
1703
1704     return transformTemplateParameterImpl(
1705         cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParam), Args);
1706   }
1707   template<typename TemplateParmDecl>
1708   TemplateParmDecl *
1709   transformTemplateParameterImpl(TemplateParmDecl *OldParam,
1710                                  MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1711     // Ask the template instantiator to do the heavy lifting for us, then adjust
1712     // the index of the parameter once it's done.
1713     auto *NewParam =
1714         cast_or_null<TemplateParmDecl>(SemaRef.SubstDecl(OldParam, DC, Args));
1715     assert(NewParam->getDepth() == 0 && "unexpected template param depth");
1716     NewParam->setPosition(NewParam->getPosition() + Depth1IndexAdjustment);
1717     return NewParam;
1718   }
1719
1720   QualType transformFunctionProtoType(TypeLocBuilder &TLB,
1721                                       FunctionProtoTypeLoc TL,
1722                                       SmallVectorImpl<ParmVarDecl*> &Params,
1723                                       MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1724     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
1725     const FunctionProtoType *T = TL.getTypePtr();
1726
1727     //    -- The types of the function parameters are those of the constructor.
1728     for (auto *OldParam : TL.getParams()) {
1729       ParmVarDecl *NewParam = transformFunctionTypeParam(OldParam, Args);
1730       if (!NewParam)
1731         return QualType();
1732       ParamTypes.push_back(NewParam->getType());
1733       Params.push_back(NewParam);
1734     }
1735
1736     //    -- The return type is the class template specialization designated by
1737     //       the template-name and template arguments corresponding to the
1738     //       template parameters obtained from the class template.
1739     //
1740     // We use the injected-class-name type of the primary template instead.
1741     // This has the convenient property that it is different from any type that
1742     // the user can write in a deduction-guide (because they cannot enter the
1743     // context of the template), so implicit deduction guides can never collide
1744     // with explicit ones.
1745     QualType ReturnType = DeducedType;
1746     TLB.pushTypeSpec(ReturnType).setNameLoc(Primary->getLocation());
1747
1748     // Resolving a wording defect, we also inherit the variadicness of the
1749     // constructor.
1750     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1751     EPI.Variadic = T->isVariadic();
1752     EPI.HasTrailingReturn = true;
1753
1754     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(
1755         ReturnType, ParamTypes, TL.getLocStart(), DeductionGuideName, EPI);
1756     if (Result.isNull())
1757       return QualType();
1758
1759     FunctionProtoTypeLoc NewTL = TLB.push<FunctionProtoTypeLoc>(Result);
1760     NewTL.setLocalRangeBegin(TL.getLocalRangeBegin());
1761     NewTL.setLParenLoc(TL.getLParenLoc());
1762     NewTL.setRParenLoc(TL.getRParenLoc());
1763     NewTL.setExceptionSpecRange(SourceRange());
1764     NewTL.setLocalRangeEnd(TL.getLocalRangeEnd());
1765     for (unsigned I = 0, E = NewTL.getNumParams(); I != E; ++I)
1766       NewTL.setParam(I, Params[I]);
1767
1768     return Result;
1769   }
1770
1771   ParmVarDecl *
1772   transformFunctionTypeParam(ParmVarDecl *OldParam,
1773                              MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1774     TypeSourceInfo *OldDI = OldParam->getTypeSourceInfo();
1775     TypeSourceInfo *NewDI;
1776     if (!Args.getNumLevels())
1777       NewDI = OldDI;
1778     else if (auto PackTL = OldDI->getTypeLoc().getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
1779       // Expand out the one and only element in each inner pack.
1780       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, 0);
1781       NewDI =
1782           SemaRef.SubstType(PackTL.getPatternLoc(), Args,
1783                             OldParam->getLocation(), OldParam->getDeclName());
1784       if (!NewDI) return nullptr;
1785       NewDI =
1786           SemaRef.CheckPackExpansion(NewDI, PackTL.getEllipsisLoc(),
1787                                      PackTL.getTypePtr()->getNumExpansions());
1788     } else
1789       NewDI = SemaRef.SubstType(OldDI, Args, OldParam->getLocation(),
1790                                 OldParam->getDeclName());
1791     if (!NewDI)
1792       return nullptr;
1793
1794     // Canonicalize the type. This (for instance) replaces references to
1795     // typedef members of the current instantiations with the definitions of
1796     // those typedefs, avoiding triggering instantiation of the deduced type
1797     // during deduction.
1798     // FIXME: It would be preferable to retain type sugar and source
1799     // information here (and handle this in substitution instead).
1800     NewDI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(
1801         SemaRef.Context.getCanonicalType(NewDI->getType()),
1802         OldParam->getLocation());
1803
1804     // Resolving a wording defect, we also inherit default arguments from the
1805     // constructor.
1806     ExprResult NewDefArg;
1807     if (OldParam->hasDefaultArg()) {
1808       NewDefArg = Args.getNumLevels()
1809                       ? SemaRef.SubstExpr(OldParam->getDefaultArg(), Args)
1810                       : OldParam->getDefaultArg();
1811       if (NewDefArg.isInvalid())
1812         return nullptr;
1813     }
1814
1815     ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
1816                                                 OldParam->getInnerLocStart(),
1817                                                 OldParam->getLocation(),
1818                                                 OldParam->getIdentifier(),
1819                                                 NewDI->getType(),
1820                                                 NewDI,
1821                                                 OldParam->getStorageClass(),
1822                                                 NewDefArg.get());
1823     NewParam->setScopeInfo(OldParam->getFunctionScopeDepth(),
1824                            OldParam->getFunctionScopeIndex());
1825     return NewParam;
1826   }
1827
1828   NamedDecl *buildDeductionGuide(TemplateParameterList *TemplateParams,
1829                                  bool Explicit, TypeSourceInfo *TInfo,
1830                                  SourceLocation LocStart, SourceLocation Loc,
1831                                  SourceLocation LocEnd) {
1832     DeclarationNameInfo Name(DeductionGuideName, Loc);
1833     ArrayRef<ParmVarDecl *> Params =
1834         TInfo->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>().getParams();
1835
1836     // Build the implicit deduction guide template.
1837     auto *Guide =
1838         CXXDeductionGuideDecl::Create(SemaRef.Context, DC, LocStart, Explicit,
1839                                       Name, TInfo->getType(), TInfo, LocEnd);
1840     Guide->setImplicit();
1841     Guide->setParams(Params);
1842
1843     for (auto *Param : Params)
1844       Param->setDeclContext(Guide);
1845
1846     auto *GuideTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(
1847         SemaRef.Context, DC, Loc, DeductionGuideName, TemplateParams, Guide);
1848     GuideTemplate->setImplicit();
1849     Guide->setDescribedFunctionTemplate(GuideTemplate);
1850
1851     if (isa<CXXRecordDecl>(DC)) {
1852       Guide->setAccess(AS_public);
1853       GuideTemplate->setAccess(AS_public);
1854     }
1855
1856     DC->addDecl(GuideTemplate);
1857     return GuideTemplate;
1858   }
1859 };
1860 }
1861
1862 void Sema::DeclareImplicitDeductionGuides(TemplateDecl *Template,
1863                                           SourceLocation Loc) {
1864   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1865   if (DC->isDependentContext())
1866     return;
1867
1868   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform Transform(
1869       *this, cast<ClassTemplateDecl>(Template));
1870   if (!isCompleteType(Loc, Transform.DeducedType))
1871     return;
1872
1873   // Check whether we've already declared deduction guides for this template.
1874   // FIXME: Consider storing a flag on the template to indicate this.
1875   auto Existing = DC->lookup(Transform.DeductionGuideName);
1876   for (auto *D : Existing)
1877     if (D->isImplicit())
1878       return;
1879
1880   // In case we were expanding a pack when we attempted to declare deduction
1881   // guides, turn off pack expansion for everything we're about to do.
1882   ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, -1);
1883   // Create a template instantiation record to track the "instantiation" of
1884   // constructors into deduction guides.
1885   // FIXME: Add a kind for this to give more meaningful diagnostics. But can
1886   // this substitution process actually fail?
1887   InstantiatingTemplate BuildingDeductionGuides(*this, Loc, Template);
1888
1889   // Convert declared constructors into deduction guide templates.
1890   // FIXME: Skip constructors for which deduction must necessarily fail (those
1891   // for which some class template parameter without a default argument never
1892   // appears in a deduced context).
1893   bool AddedAny = false;
1894   for (NamedDecl *D : LookupConstructors(Transform.Primary)) {
1895     D = D->getUnderlyingDecl();
1896     if (D->isInvalidDecl() || D->isImplicit())
1897       continue;
1898     D = cast<NamedDecl>(D->getCanonicalDecl());
1899
1900     auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D);
1901     auto *CD =
1902         dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(FTD ? FTD->getTemplatedDecl() : D);
1903     // Class-scope explicit specializations (MS extension) do not result in
1904     // deduction guides.
1905     if (!CD || (!FTD && CD->isFunctionTemplateSpecialization()))
1906       continue;
1907
1908     Transform.transformConstructor(FTD, CD);
1909     AddedAny = true;
1910   }
1911
1912   // C++17 [over.match.class.deduct]
1913   //    --  If C is not defined or does not declare any constructors, an
1914   //    additional function template derived as above from a hypothetical
1915   //    constructor C().
1916   if (!AddedAny)
1917     Transform.buildSimpleDeductionGuide(None);
1918
1919   //    -- An additional function template derived as above from a hypothetical
1920   //    constructor C(C), called the copy deduction candidate.
1921   cast<CXXDeductionGuideDecl>(
1922       cast<FunctionTemplateDecl>(
1923           Transform.buildSimpleDeductionGuide(Transform.DeducedType))
1924           ->getTemplatedDecl())
1925       ->setIsCopyDeductionCandidate();
1926 }
1927
1928 /// \brief Diagnose the presence of a default template argument on a
1929 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
1930 ///
1931 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
1932 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
1933                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
1934                                             SourceLocation ParamLoc,
1935                                             SourceRange DefArgRange) {
1936   switch (TPC) {
1937   case Sema::TPC_ClassTemplate:
1938   case Sema::TPC_VarTemplate:
1939   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
1940     return false;
1941
1942   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
1943   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
1944     // C++ [temp.param]p9:
1945     //   A default template-argument shall not be specified in a
1946     //   function template declaration or a function template
1947     //   definition [...]
1948     //   If a friend function template declaration specifies a default
1949     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
1950     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
1951     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
1952     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
1953          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
1954            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
1955       << DefArgRange;
1956     return false;
1957
1958   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
1959     // C++0x [temp.param]p9:
1960     //   A default template-argument shall not be specified in the
1961     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
1962     //   class template that appears outside of the member's class.
1963     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
1964       << DefArgRange;
1965     return true;
1966
1967   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
1968   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
1969     // C++ [temp.param]p9:
1970     //   A default template-argument shall not be specified in a
1971     //   friend template declaration.
1972     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
1973       << DefArgRange;
1974     return true;
1975
1976     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
1977     // for friend function templates if there is only a single
1978     // declaration (and it is a definition). Strange!
1979   }
1980
1981   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
1982 }
1983
1984 /// \brief Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
1985 /// of a template template parameter, recursively.
1986 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
1987                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
1988   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
1989   // expansion.
1990   if (TTP->isParameterPack())
1991     return false;
1992
1993   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
1994   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
1995     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
1996     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
1997       if (!NTTP->isParameterPack() &&
1998           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
1999                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
2000                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
2001         return true;
2002
2003       continue;
2004     }
2005
2006     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
2007                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
2008       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
2009         return true;
2010   }
2011
2012   return false;
2013 }
2014
2015 /// \brief Checks the validity of a template parameter list, possibly
2016 /// considering the template parameter list from a previous
2017 /// declaration.
2018 ///
2019 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
2020 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
2021 /// template parameter list.
2022 ///
2023 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
2024 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
2025 /// default arguments that are carried through from the previous
2026 /// template parameter list.
2027 ///
2028 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
2029 /// previous declaration of the same template. Default template
2030 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
2031 /// the new template parameter list.
2032 ///
2033 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
2034 /// template parameter list.
2035 ///
2036 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
2037 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
2038                                       TemplateParameterList *OldParams,
2039                                       TemplateParamListContext TPC) {
2040   bool Invalid = false;
2041
2042   // C++ [temp.param]p10:
2043   //   The set of default template-arguments available for use with a
2044   //   template declaration or definition is obtained by merging the
2045   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
2046   //   declarations in scope in the same way default function
2047   //   arguments are (8.3.6).
2048   bool SawDefaultArgument = false;
2049   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
2050
2051   // Dummy initialization to avoid warnings.
2052   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
2053   if (OldParams)
2054     OldParam = OldParams->begin();
2055
2056   bool RemoveDefaultArguments = false;
2057   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2058                                     NewParamEnd = NewParams->end();
2059        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2060     // Variables used to diagnose redundant default arguments
2061     bool RedundantDefaultArg = false;
2062     SourceLocation OldDefaultLoc;
2063     SourceLocation NewDefaultLoc;
2064
2065     // Variable used to diagnose missing default arguments
2066     bool MissingDefaultArg = false;
2067
2068     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
2069     bool SawParameterPack = false;
2070
2071     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
2072           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
2073       // Check the presence of a default argument here.
2074       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2075           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2076                                           NewTypeParm->getLocation(),
2077                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
2078                                                        .getSourceRange()))
2079         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
2080
2081       // Merge default arguments for template type parameters.
2082       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
2083           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2084       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
2085         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2086                "Parameter packs can't have a default argument!");
2087         SawParameterPack = true;
2088       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
2089                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2090         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2091         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2092         SawDefaultArgument = true;
2093         RedundantDefaultArg = true;
2094         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2095       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2096         // Merge the default argument from the old declaration to the
2097         // new declaration.
2098         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
2099         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2100       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2101         SawDefaultArgument = true;
2102         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2103       } else if (SawDefaultArgument)
2104         MissingDefaultArg = true;
2105     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
2106                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
2107       // Check for unexpanded parameter packs.
2108       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
2109           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
2110                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
2111                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
2112         Invalid = true;
2113         continue;
2114       }
2115
2116       // Check the presence of a default argument here.
2117       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2118           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2119                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
2120                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
2121         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
2122       }
2123
2124       // Merge default arguments for non-type template parameters
2125       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
2126         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2127       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
2128         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2129                "Parameter packs can't have a default argument!");
2130         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
2131           SawParameterPack = true;
2132       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
2133                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2134         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2135         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2136         SawDefaultArgument = true;
2137         RedundantDefaultArg = true;
2138         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2139       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2140         // Merge the default argument from the old declaration to the
2141         // new declaration.
2142         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
2143         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2144       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2145         SawDefaultArgument = true;
2146         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2147       } else if (SawDefaultArgument)
2148         MissingDefaultArg = true;
2149     } else {
2150       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
2151         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
2152
2153       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
2154       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
2155         Invalid = true;
2156         continue;
2157       }
2158
2159       // Check the presence of a default argument here.
2160       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2161           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2162                                           NewTemplateParm->getLocation(),
2163                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
2164         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
2165
2166       // Merge default arguments for template template parameters
2167       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
2168         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2169       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
2170         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2171                "Parameter packs can't have a default argument!");
2172         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
2173           SawParameterPack = true;
2174       } else if (OldTemplateParm &&
2175                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
2176                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2177         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2178         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2179         SawDefaultArgument = true;
2180         RedundantDefaultArg = true;
2181         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2182       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2183         // Merge the default argument from the old declaration to the
2184         // new declaration.
2185         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
2186         PreviousDefaultArgLoc
2187           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2188       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2189         SawDefaultArgument = true;
2190         PreviousDefaultArgLoc
2191           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2192       } else if (SawDefaultArgument)
2193         MissingDefaultArg = true;
2194     }
2195
2196     // C++11 [temp.param]p11:
2197     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
2198     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
2199     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
2200         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
2201          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
2202       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2203            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
2204       Invalid = true;
2205     }
2206
2207     if (RedundantDefaultArg) {
2208       // C++ [temp.param]p12:
2209       //   A template-parameter shall not be given default arguments
2210       //   by two different declarations in the same scope.
2211       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
2212       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2213       Invalid = true;
2214     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
2215       // C++ [temp.param]p11:
2216       //   If a template-parameter of a class template has a default
2217       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
2218       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
2219       //   pack.
2220       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2221            diag::err_template_param_default_arg_missing);
2222       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2223       Invalid = true;
2224       RemoveDefaultArguments = true;
2225     }
2226
2227     // If we have an old template parameter list that we're merging
2228     // in, move on to the next parameter.
2229     if (OldParams)
2230       ++OldParam;
2231   }
2232
2233   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
2234   // all of the default arguments.
2235   if (RemoveDefaultArguments) {
2236     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2237                                       NewParamEnd = NewParams->end();
2238          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2239       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
2240         TTP->removeDefaultArgument();
2241       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2242                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
2243         NTTP->removeDefaultArgument();
2244       else
2245         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
2246     }
2247   }
2248
2249   return Invalid;
2250 }
2251
2252 namespace {
2253
2254 /// A class which looks for a use of a certain level of template
2255 /// parameter.
2256 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
2257   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
2258
2259   unsigned Depth;
2260
2261   // Whether we're looking for a use of a template parameter that makes the
2262   // overall construct type-dependent / a dependent type. This is strictly
2263   // best-effort for now; we may fail to match at all for a dependent type
2264   // in some cases if this is set.
2265   bool IgnoreNonTypeDependent;
2266
2267   bool Match;
2268   SourceLocation MatchLoc;
2269
2270   DependencyChecker(unsigned Depth, bool IgnoreNonTypeDependent)
2271       : Depth(Depth), IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent),
2272         Match(false) {}
2273
2274   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params, bool IgnoreNonTypeDependent)
2275       : IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent), Match(false) {
2276     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
2277     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
2278       Depth = PD->getDepth();
2279     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2280                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
2281       Depth = PD->getDepth();
2282     } else {
2283       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
2284     }
2285   }
2286
2287   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
2288     if (ParmDepth >= Depth) {
2289       Match = true;
2290       MatchLoc = Loc;
2291       return true;
2292     }
2293     return false;
2294   }
2295
2296   bool TraverseStmt(Stmt *S, DataRecursionQueue *Q = nullptr) {
2297     // Prune out non-type-dependent expressions if requested. This can
2298     // sometimes result in us failing to find a template parameter reference
2299     // (if a value-dependent expression creates a dependent type), but this
2300     // mode is best-effort only.
2301     if (auto *E = dyn_cast_or_null<Expr>(S))
2302       if (IgnoreNonTypeDependent && !E->isTypeDependent())
2303         return true;
2304     return super::TraverseStmt(S, Q);
2305   }
2306
2307   bool TraverseTypeLoc(TypeLoc TL) {
2308     if (IgnoreNonTypeDependent && !TL.isNull() &&
2309         !TL.getType()->isDependentType())
2310       return true;
2311     return super::TraverseTypeLoc(TL);
2312   }
2313
2314   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
2315     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
2316   }
2317
2318   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
2319     // For a best-effort search, keep looking until we find a location.
2320     return IgnoreNonTypeDependent || !Matches(T->getDepth());
2321   }
2322
2323   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
2324     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
2325           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
2326       if (Matches(PD->getDepth()))
2327         return false;
2328     return super::TraverseTemplateName(N);
2329   }
2330
2331   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
2332     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2333           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
2334       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
2335         return false;
2336     return super::VisitDeclRefExpr(E);
2337   }
2338
2339   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
2340     return TraverseType(T->getReplacementType());
2341   }
2342
2343   bool
2344   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
2345     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
2346   }
2347
2348   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
2349     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
2350   }
2351 };
2352 } // end anonymous namespace
2353
2354 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
2355 /// list.
2356 static bool
2357 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
2358   DependencyChecker Checker(Params, /*IgnoreNonTypeDependent*/false);
2359   Checker.TraverseType(T);
2360   return Checker.Match;
2361 }
2362
2363 // Find the source range corresponding to the named type in the given
2364 // nested-name-specifier, if any.
2365 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
2366                                                        QualType T,
2367                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
2368   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
2369   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
2370     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
2371       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
2372         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
2373     } else
2374       break;
2375
2376     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
2377   }
2378
2379   return SourceRange();
2380 }
2381
2382 /// \brief Match the given template parameter lists to the given scope
2383 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
2384 /// name.
2385 ///
2386 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
2387 /// specifier or a template parameter list.
2388 ///
2389 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
2390 ///
2391 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
2392 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
2393 /// being declared.
2394 ///
2395 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
2396 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
2397 ///
2398 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
2399 /// innermost template parameter lists.
2400 ///
2401 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
2402 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
2403 /// declarations.
2404 ///
2405 /// \param IsMemberSpecialization will be set true if the scope specifier
2406 /// denotes a fully-specialized type, and therefore this is a declaration of
2407 /// a member specialization.
2408 ///
2409 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
2410 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
2411 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
2412 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
2413 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
2414 /// itself a template).
2415 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
2416     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
2417     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
2418     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
2419     bool &IsMemberSpecialization, bool &Invalid) {
2420   IsMemberSpecialization = false;
2421   Invalid = false;
2422
2423   // The sequence of nested types to which we will match up the template
2424   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
2425   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
2426   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
2427   QualType T;
2428   if (SS.getScopeRep()) {
2429     if (CXXRecordDecl *Record
2430               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
2431       T = Context.getTypeDeclType(Record);
2432     else
2433       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
2434   }
2435
2436   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
2437   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
2438   // explicit specialization.
2439   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
2440
2441   while (!T.isNull()) {
2442     NestedTypes.push_back(T);
2443
2444     // Retrieve the parent of a record type.
2445     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2446       // If this type is an explicit specialization, we're done.
2447       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2448           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2449         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
2450             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
2451           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
2452           break;
2453         }
2454       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2455                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
2456         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
2457         break;
2458       }
2459
2460       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
2461         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2462       else
2463         T = QualType();
2464       continue;
2465     }
2466
2467     if (const TemplateSpecializationType *TST
2468                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2469       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2470         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
2471           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2472         else
2473           T = QualType();
2474         continue;
2475       }
2476     }
2477
2478     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
2479     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
2480                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2481       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
2482         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2483       else
2484         T = QualType();
2485       continue;
2486     }
2487
2488     // Look one step prior in a dependent name type.
2489     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
2490       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
2491         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2492       else
2493         T = QualType();
2494       continue;
2495     }
2496
2497     // Retrieve the parent of an enumeration type.
2498     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
2499       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
2500       // check here.
2501       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
2502
2503       // Get to the parent type.
2504       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
2505         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2506       else
2507         T = QualType();
2508       continue;
2509     }
2510
2511     T = QualType();
2512   }
2513   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
2514   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
2515   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
2516
2517   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
2518   //   A member or a member template may be nested within many
2519   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
2520   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
2521   //   template<> for each enclosing class template that is
2522   //   explicitly specialized.
2523   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
2524
2525   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
2526     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
2527       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
2528         << !Recovery << Range;
2529       Invalid = true;
2530       IsMemberSpecialization = false;
2531       return true;
2532     }
2533
2534     return false;
2535   };
2536
2537   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
2538     // Check that we can have an explicit specialization here.
2539     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
2540       return true;
2541
2542     // We don't have a template header, but we should.
2543     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
2544     if (!ParamLists.empty())
2545       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
2546     else
2547       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
2548
2549     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
2550       << Range
2551       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
2552     return false;
2553   };
2554
2555   unsigned ParamIdx = 0;
2556   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
2557        ++TypeIdx) {
2558     T = NestedTypes[TypeIdx];
2559
2560     // Whether we expect a 'template<>' header.
2561     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
2562
2563     // Whether we expect a template header with parameters.
2564     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2565
2566     // For a dependent type, the set of template parameters that we
2567     // expect to see.
2568     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
2569
2570     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
2571     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
2572     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
2573     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
2574     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
2575     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2576       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
2577             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
2578         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
2579         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2580       } else if (Record->isDependentType()) {
2581         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
2582           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
2583                                                       ->getTemplateParameters();
2584           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2585         }
2586       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2587                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2588         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
2589         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
2590         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
2591         //   the template<> syntax.
2592         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
2593           NeedEmptyTemplateHeader = true;
2594         else
2595           continue;
2596       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
2597         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2598                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
2599             TypeIdx == NumTypes - 1)
2600           IsMemberSpecialization = true;
2601
2602         continue;
2603       }
2604     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
2605                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2606       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2607         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
2608         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2609       }
2610     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2611       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
2612       // against the corresponding template parameter list.
2613       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2614     }
2615
2616     // C++ [temp.expl.spec]p16:
2617     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2618     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2619     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2620     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2621     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2622     //   are not explicitly specialized as well.
2623     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2624       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
2625         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2626                                         false))
2627           return nullptr;
2628       } else
2629         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
2630     }
2631
2632     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
2633       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
2634       // here, then it's a member specialization.
2635       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
2636         IsMemberSpecialization = true;
2637
2638       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2639         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
2640           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
2641           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2642                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
2643             << T
2644             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
2645                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
2646             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2647           Invalid = true;
2648           return nullptr;
2649         }
2650
2651         // Consume this template header.
2652         ++ParamIdx;
2653         continue;
2654       }
2655
2656       if (!IsFriend)
2657         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
2658                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
2659           return nullptr;
2660
2661       continue;
2662     }
2663
2664     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
2665       // In friend declarations we can have template-ids which don't
2666       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
2667       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
2668       // template-id.
2669       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
2670         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
2671             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
2672           ExpectedTemplateParams = nullptr;
2673         else
2674           continue;
2675       }
2676
2677       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2678         // Check the template parameter list, if we can.
2679         if (ExpectedTemplateParams &&
2680             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
2681                                             ExpectedTemplateParams,
2682                                             true, TPL_TemplateMatch))
2683           Invalid = true;
2684
2685         if (!Invalid &&
2686             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
2687                                        TPC_ClassTemplateMember))
2688           Invalid = true;
2689
2690         ++ParamIdx;
2691         continue;
2692       }
2693
2694       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
2695         << T
2696         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2697       Invalid = true;
2698       continue;
2699     }
2700   }
2701
2702   // If there were at least as many template-ids as there were template
2703   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
2704   // the declaration itself.
2705   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
2706     if (TemplateId && !IsFriend) {
2707       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
2708       // should.
2709       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
2710                                                         TemplateId->RAngleLoc));
2711
2712       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
2713       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
2714                                            SourceLocation(), None,
2715                                            SourceLocation(), nullptr);
2716     }
2717
2718     return nullptr;
2719   }
2720
2721   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
2722   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
2723     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
2724     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
2725     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
2726       if (ParamLists[I]->size() == 0)
2727         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
2728       else
2729         AllExplicitSpecHeaders = false;
2730     }
2731
2732     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2733          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
2734                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
2735         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2736                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
2737
2738     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
2739     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
2740     // specialization occurred.
2741     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
2742       Diag(ExplicitSpecLoc,
2743            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
2744         << NestedTypes.back();
2745
2746     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
2747     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
2748     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
2749     if (!AllExplicitSpecHeaders)
2750       Invalid = true;
2751   }
2752
2753   // C++ [temp.expl.spec]p16:
2754   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2755   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2756   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2757   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2758   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2759   //   are not explicitly specialized as well.
2760   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
2761       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2762                                   false))
2763     return nullptr;
2764
2765   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
2766   // entity being declared.
2767   return ParamLists.back();
2768 }
2769
2770 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
2771   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2772     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2773         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2774                 ? 0
2775                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2776                       ? 1
2777                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2778                             ? 2
2779                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2780         << Template->getDeclName();
2781     return;
2782   }
2783
2784   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2785     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
2786                                           IEnd = OST->end();
2787          I != IEnd; ++I)
2788       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2789         << 0 << (*I)->getDeclName();
2790
2791     return;
2792   }
2793 }
2794
2795 static QualType
2796 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2797                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2798                            SourceLocation TemplateLoc,
2799                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2800   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2801   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2802   case BTK__make_integer_seq: {
2803     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2804     // S<T, 0, ..., N-1>.
2805
2806     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2807     //   T shall be an integer type.
2808     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2809       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2810                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2811       return QualType();
2812     }
2813
2814     // C++14 [inteseq.make]p1:
2815     //   If N is negative the program is ill-formed.
2816     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2817     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2818     if (NumArgs < 0) {
2819       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2820                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2821       return QualType();
2822     }
2823
2824     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2825     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2826     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2827     // synthetic template argument list.
2828     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2829     // Expand N into 0 ... N-1.
2830     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2831          I < NumArgs; ++I) {
2832       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2833       SyntheticTemplateArgs.addArgument(SemaRef.getTrivialTemplateArgumentLoc(
2834           TA, ArgTy, TemplateArgs[2].getLocation()));
2835     }
2836     // The first template argument will be reused as the template decl that
2837     // our synthetic template arguments will be applied to.
2838     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2839                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2840   }
2841
2842   case BTK__type_pack_element:
2843     // Specializations of
2844     //    __type_pack_element<Index, T_1, ..., T_N>
2845     // are treated like T_Index.
2846     assert(Converted.size() == 2 &&
2847       "__type_pack_element should be given an index and a parameter pack");
2848
2849     // If the Index is out of bounds, the program is ill-formed.
2850     TemplateArgument IndexArg = Converted[0], Ts = Converted[1];
2851     llvm::APSInt Index = IndexArg.getAsIntegral();
2852     assert(Index >= 0 && "the index used with __type_pack_element should be of "
2853                          "type std::size_t, and hence be non-negative");
2854     if (Index >= Ts.pack_size()) {
2855       SemaRef.Diag(TemplateArgs[0].getLocation(),
2856                    diag::err_type_pack_element_out_of_bounds);
2857       return QualType();
2858     }
2859
2860     // We simply return the type at index `Index`.
2861     auto Nth = std::next(Ts.pack_begin(), Index.getExtValue());
2862     return Nth->getAsType();
2863   }
2864   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2865 }
2866
2867 /// Determine whether this alias template is "enable_if_t".
2868 static bool isEnableIfAliasTemplate(TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate) {
2869   return AliasTemplate->getName().equals("enable_if_t");
2870 }
2871
2872 /// Collect all of the separable terms in the given condition, which
2873 /// might be a conjunction.
2874 ///
2875 /// FIXME: The right answer is to convert the logical expression into
2876 /// disjunctive normal form, so we can find the first failed term
2877 /// within each possible clause.
2878 static void collectConjunctionTerms(Expr *Clause,
2879                                     SmallVectorImpl<Expr *> &Terms) {
2880   if (auto BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Clause->IgnoreParenImpCasts())) {
2881     if (BinOp->getOpcode() == BO_LAnd) {
2882       collectConjunctionTerms(BinOp->getLHS(), Terms);
2883       collectConjunctionTerms(BinOp->getRHS(), Terms);
2884     }
2885
2886     return;
2887   }
2888
2889   Terms.push_back(Clause);
2890 }
2891
2892 // The ranges-v3 library uses an odd pattern of a top-level "||" with
2893 // a left-hand side that is value-dependent but never true. Identify
2894 // the idiom and ignore that term.
2895 static Expr *lookThroughRangesV3Condition(Preprocessor &PP, Expr *Cond) {
2896   // Top-level '||'.
2897   auto *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond->IgnoreParenImpCasts());
2898   if (!BinOp) return Cond;
2899
2900   if (BinOp->getOpcode() != BO_LOr) return Cond;
2901
2902   // With an inner '==' that has a literal on the right-hand side.
2903   Expr *LHS = BinOp->getLHS();
2904   auto *InnerBinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->IgnoreParenImpCasts());
2905   if (!InnerBinOp) return Cond;
2906
2907   if (InnerBinOp->getOpcode() != BO_EQ ||
2908       !isa<IntegerLiteral>(InnerBinOp->getRHS()))
2909     return Cond;
2910
2911   // If the inner binary operation came from a macro expansion named
2912   // CONCEPT_REQUIRES or CONCEPT_REQUIRES_, return the right-hand side
2913   // of the '||', which is the real, user-provided condition.
2914   SourceLocation Loc = InnerBinOp->getExprLoc();
2915   if (!Loc.isMacroID()) return Cond;
2916
2917   StringRef MacroName = PP.getImmediateMacroName(Loc);
2918   if (MacroName == "CONCEPT_REQUIRES" || MacroName == "CONCEPT_REQUIRES_")
2919     return BinOp->getRHS();
2920
2921   return Cond;
2922 }
2923
2924 std::pair<Expr *, std::string>
2925 Sema::findFailedBooleanCondition(Expr *Cond, bool AllowTopLevelCond) {
2926   Cond = lookThroughRangesV3Condition(PP, Cond);
2927
2928   // Separate out all of the terms in a conjunction.
2929   SmallVector<Expr *, 4> Terms;
2930   collectConjunctionTerms(Cond, Terms);
2931
2932   // Determine which term failed.
2933   Expr *FailedCond = nullptr;
2934   for (Expr *Term : Terms) {
2935     Expr *TermAsWritten = Term->IgnoreParenImpCasts();
2936
2937     // Literals are uninteresting.
2938     if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(TermAsWritten) ||
2939         isa<IntegerLiteral>(TermAsWritten))
2940       continue;
2941
2942     // The initialization of the parameter from the argument is
2943     // a constant-evaluated context.
2944     EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
2945       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
2946
2947     bool Succeeded;
2948     if (Term->EvaluateAsBooleanCondition(Succeeded, Context) &&
2949         !Succeeded) {
2950       FailedCond = TermAsWritten;
2951       break;
2952     }
2953   }
2954
2955   if (!FailedCond) {
2956     if (!AllowTopLevelCond)
2957       return { nullptr, "" };
2958
2959     FailedCond = Cond->IgnoreParenImpCasts();
2960   }
2961
2962   std::string Description;
2963   {
2964     llvm::raw_string_ostream Out(Description);
2965     FailedCond->printPretty(Out, nullptr, getPrintingPolicy());
2966   }
2967   return { FailedCond, Description };
2968 }
2969
2970 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
2971                                    SourceLocation TemplateLoc,
2972                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2973   DependentTemplateName *DTN
2974     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
2975   if (DTN && DTN->isIdentifier())
2976     // When building a template-id where the template-name is dependent,
2977     // assume the template is a type template. Either our assumption is
2978     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
2979     // dependent name is substituted.
2980     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2981                                                           DTN->getQualifier(),
2982                                                           DTN->getIdentifier(),
2983                                                           TemplateArgs);
2984
2985   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
2986   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
2987       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
2988     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
2989     // build a template specialization type for it.
2990     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
2991       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
2992
2993     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
2994       << Name;
2995     NoteAllFoundTemplates(Name);
2996     return QualType();
2997   }
2998
2999   // Check that the template argument list is well-formed for this
3000   // template.
3001   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3002   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
3003                                 false, Converted))
3004     return QualType();
3005
3006   QualType CanonType;
3007
3008   bool InstantiationDependent = false;
3009   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
3010           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
3011     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
3012     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
3013     if (Pattern->isInvalidDecl())
3014       return QualType();
3015
3016     TemplateArgumentList StackTemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3017                                            Converted);
3018
3019     // Only substitute for the innermost template argument list.
3020     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3021     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&StackTemplateArgs);
3022     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
3023     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
3024       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3025
3026     LocalInstantiationScope Scope(*this);
3027     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
3028     if (Inst.isInvalid())
3029       return QualType();
3030
3031     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
3032                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
3033                           AliasTemplate->getDeclName());
3034     if (CanonType.isNull()) {
3035       // If this was enable_if and we failed to find the nested type
3036       // within enable_if in a SFINAE context, dig out the specific
3037       // enable_if condition that failed and present that instead.
3038       if (isEnableIfAliasTemplate(AliasTemplate)) {
3039         if (auto DeductionInfo = isSFINAEContext()) {
3040           if (*DeductionInfo &&
3041               (*DeductionInfo)->hasSFINAEDiagnostic() &&
3042               (*DeductionInfo)->peekSFINAEDiagnostic().second.getDiagID() ==
3043                 diag::err_typename_nested_not_found_enable_if &&
3044               TemplateArgs[0].getArgument().getKind()
3045                 == TemplateArgument::Expression) {
3046             Expr *FailedCond;
3047             std::string FailedDescription;
3048             std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
3049               findFailedBooleanCondition(
3050                 TemplateArgs[0].getSourceExpression(),
3051                 /*AllowTopLevelCond=*/true);
3052
3053             // Remove the old SFINAE diagnostic.
3054             PartialDiagnosticAt OldDiag =
3055               {SourceLocation(), PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3056             (*DeductionInfo)->takeSFINAEDiagnostic(OldDiag);
3057
3058             // Add a new SFINAE diagnostic specifying which condition
3059             // failed.
3060             (*DeductionInfo)->addSFINAEDiagnostic(
3061               OldDiag.first,
3062               PDiag(diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
3063                 << FailedDescription
3064                 << FailedCond->getSourceRange());
3065           }
3066         }
3067       }
3068
3069       return QualType();
3070     }
3071   } else if (Name.isDependent() ||
3072              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3073                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3074     // This class template specialization is a dependent
3075     // type. Therefore, its canonical type is another class template
3076     // specialization type that contains all of the converted
3077     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
3078     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
3079     //
3080     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
3081     CanonType = Context.getCanonicalTemplateSpecializationType(Name, Converted);
3082
3083     // This might work out to be a current instantiation, in which
3084     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
3085     //
3086     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
3087     // changes to CurContext don't change the set of current
3088     // instantiations.
3089     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3090       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
3091         // If we get out to a namespace, we're done.
3092         if (Ctx->isFileContext()) break;
3093
3094         // If this isn't a record, keep looking.
3095         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
3096         if (!Record) continue;
3097
3098         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
3099         // and check whether it's the same template.
3100         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
3101             !Record->getDescribedClassTemplate())
3102           continue;
3103
3104         // Fetch the injected class name type and check whether its
3105         // injected type is equal to the type we just built.
3106         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
3107         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
3108           ->getInjectedSpecializationType();
3109
3110         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
3111           continue;
3112
3113         // If so, the canonical type of this TST is the injected
3114         // class name type of the record we just found.
3115         assert(ICNT.isCanonical());
3116         CanonType = ICNT;
3117         break;
3118       }
3119     }
3120   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
3121                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3122     // Find the class template specialization declaration that
3123     // corresponds to these arguments.
3124     void *InsertPos = nullptr;
3125     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
3126       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3127     if (!Decl) {
3128       // This is the first time we have referenced this class template
3129       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3130       // the set of specializations.
3131       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
3132                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
3133                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
3134                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
3135                                                 ClassTemplate->getLocation(),
3136                                                      ClassTemplate,
3137                                                      Converted, nullptr);
3138       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
3139       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
3140         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
3141     }
3142
3143     if (Decl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3144       MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3145       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(Converted);
3146       InstantiateAttrsForDecl(TemplateArgLists, ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
3147                               Decl);
3148     }
3149
3150     // Diagnose uses of this specialization.
3151     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
3152
3153     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
3154     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
3155            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
3156   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
3157     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
3158                                            TemplateArgs);
3159   }
3160
3161   // Build the fully-sugared type for this class template
3162   // specialization, which refers back to the class template
3163   // specialization we created or found.
3164   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
3165 }
3166
3167 TypeResult
3168 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
3169                           TemplateTy TemplateD, IdentifierInfo *TemplateII,
3170                           SourceLocation TemplateIILoc,
3171                           SourceLocation LAngleLoc,
3172                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3173                           SourceLocation RAngleLoc,
3174                           bool IsCtorOrDtorName, bool IsClassName) {
3175   if (SS.isInvalid())
3176     return true;
3177
3178   if (!IsCtorOrDtorName && !IsClassName && SS.isSet()) {
3179     DeclContext *LookupCtx = computeDeclContext(SS, /*EnteringContext*/false);
3180
3181     // C++ [temp.res]p3:
3182     //   A qualified-id that refers to a type and in which the
3183     //   nested-name-specifier depends on a template-parameter (14.6.2)
3184     //   shall be prefixed by the keyword typename to indicate that the
3185     //   qualified-id denotes a type, forming an
3186     //   elaborated-type-specifier (7.1.5.3).
3187     if (!LookupCtx && isDependentScopeSpecifier(SS)) {
3188       Diag(SS.getBeginLoc(), diag::err_typename_missing_template)
3189         << SS.getScopeRep() << TemplateII->getName();
3190       // Recover as if 'typename' were specified.
3191       // FIXME: This is not quite correct recovery as we don't transform SS
3192       // into the corresponding dependent form (and we don't diagnose missing
3193       // 'template' keywords within SS as a result).
3194       return ActOnTypenameType(nullptr, SourceLocation(), SS, TemplateKWLoc,
3195                                TemplateD, TemplateII, TemplateIILoc, LAngleLoc,
3196                                TemplateArgsIn, RAngleLoc);
3197     }
3198
3199     // Per C++ [class.qual]p2, if the template-id was an injected-class-name,
3200     // it's not actually allowed to be used as a type in most cases. Because
3201     // we annotate it before we know whether it's valid, we have to check for
3202     // this case here.
3203     auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3204     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
3205       Diag(TemplateIILoc,
3206            TemplateKWLoc.isInvalid()
3207                ? diag::err_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor
3208                : diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3209         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3210         << 1 /*if any keyword was present, it was 'template'*/;
3211     }
3212   }
3213
3214   TemplateName Template = TemplateD.get();
3215
3216   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3217   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3218   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3219
3220   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3221     QualType T
3222       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3223                                                        DTN->getQualifier(),
3224                                                        DTN->getIdentifier(),
3225                                                        TemplateArgs);
3226     // Build type-source information.
3227     TypeLocBuilder TLB;
3228     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3229       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3230     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3231     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3232     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3233     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3234     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3235     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3236     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3237       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3238     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3239   }
3240
3241   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
3242   if (Result.isNull())
3243     return true;
3244
3245   // Build type-source information.
3246   TypeLocBuilder TLB;
3247   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3248     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3249   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3250   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3251   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3252   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3253   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3254     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3255
3256   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
3257   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
3258   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
3259   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
3260     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
3261     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
3262     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3263     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3264     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3265   }
3266
3267   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3268 }
3269
3270 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
3271                                         TypeSpecifierType TagSpec,
3272                                         SourceLocation TagLoc,
3273                                         CXXScopeSpec &SS,
3274                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
3275                                         TemplateTy TemplateD,
3276                                         SourceLocation TemplateLoc,
3277                                         SourceLocation LAngleLoc,
3278                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3279                                         SourceLocation RAngleLoc) {
3280   TemplateName Template = TemplateD.get();
3281
3282   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3283   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3284   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3285
3286   // Determine the tag kind
3287   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
3288   ElaboratedTypeKeyword Keyword
3289     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
3290
3291   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3292     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
3293                                                           DTN->getQualifier(),
3294                                                           DTN->getIdentifier(),
3295                                                                 TemplateArgs);
3296
3297     // Build type-source information.
3298     TypeLocBuilder TLB;
3299     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3300       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3301     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3302     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3303     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3304     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3305     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3306     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3307     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3308       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3309     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3310   }
3311
3312   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
3313         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
3314     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
3315     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
3316     //   resolves to an alias template specialization, the
3317     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
3318     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag)
3319         << TAT << NTK_TypeAliasTemplate << TagKind;
3320     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
3321   }
3322
3323   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
3324   if (Result.isNull())
3325     return TypeResult(true);
3326
3327   // Check the tag kind
3328   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
3329     RecordDecl *D = RT->getDecl();
3330
3331     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
3332     assert(Id && "templated class must have an identifier");
3333
3334     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
3335                                       TagLoc, Id)) {
3336       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
3337         << Result
3338         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
3339       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
3340     }
3341   }
3342
3343   // Provide source-location information for the template specialization.
3344   TypeLocBuilder TLB;
3345   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3346     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3347   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3348   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3349   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3350   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3351   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3352     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3353
3354   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
3355   // and tag keyword.
3356   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
3357   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3358   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3359   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3360   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3361 }
3362
3363 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
3364                                              NamedDecl *PrevDecl,
3365                                              SourceLocation Loc,
3366                                              bool IsPartialSpecialization);
3367
3368 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
3369
3370 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
3371     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
3372   switch (Arg.getKind()) {
3373   case TemplateArgument::Null:
3374   case TemplateArgument::NullPtr:
3375   case TemplateArgument::Integral:
3376   case TemplateArgument::Declaration:
3377   case TemplateArgument::Pack:
3378   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3379     return false;
3380
3381   case TemplateArgument::Type: {
3382     QualType Type = Arg.getAsType();
3383     const TemplateTypeParmType *TPT =
3384         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
3385     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
3386            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
3387   }
3388
3389   case TemplateArgument::Expression: {
3390     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
3391     if (!DRE || !DRE->getDecl())
3392       return false;
3393     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
3394         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
3395     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
3396   }
3397
3398   case TemplateArgument::Template:
3399     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
3400         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3401             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
3402     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
3403   }
3404   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
3405 }
3406
3407 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
3408                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
3409   if (Params->size() != Args.size())
3410     return false;
3411
3412   unsigned Depth = Params->getDepth();
3413
3414   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
3415     TemplateArgument Arg = Args[I];
3416
3417     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
3418     // whose only element is a pack expansion.
3419     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
3420       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
3421           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
3422         return false;
3423       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
3424     }
3425
3426     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
3427       return false;
3428   }
3429
3430   return true;
3431 }
3432
3433 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
3434 static TemplateArgumentListInfo
3435 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
3436   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
3437                                         TemplateId.RAngleLoc);
3438   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
3439                                      TemplateId.NumArgs);
3440   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
3441   return TemplateArgs;
3442 }
3443
3444 template<typename PartialSpecDecl>
3445 static void checkMoreSpecializedThanPrimary(Sema &S, PartialSpecDecl *Partial) {
3446   if (Partial->getDeclContext()->isDependentContext())
3447     return;
3448
3449   // FIXME: Get the TDK from deduction in order to provide better diagnostics
3450   // for non-substitution-failure issues?
3451   TemplateDeductionInfo Info(Partial->getLocation());
3452   if (S.isMoreSpecializedThanPrimary(Partial, Info))
3453     return;
3454
3455   auto *Template = Partial->getSpecializedTemplate();
3456   S.Diag(Partial->getLocation(),
3457          diag::ext_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3458       << isa<VarTemplateDecl>(Template);
3459
3460   if (Info.hasSFINAEDiagnostic()) {
3461     PartialDiagnosticAt Diag = {SourceLocation(),
3462                                 PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3463     Info.takeSFINAEDiagnostic(Diag);
3464     SmallString<128> SFINAEArgString;
3465     Diag.second.EmitToString(S.getDiagnostics(), SFINAEArgString);
3466     S.Diag(Diag.first,
3467            diag::note_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3468       << SFINAEArgString;
3469   }
3470
3471   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3472 }
3473
3474 static void
3475 noteNonDeducibleParameters(Sema &S, TemplateParameterList *TemplateParams,
3476                            const llvm::SmallBitVector &DeducibleParams) {
3477   for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
3478     if (!DeducibleParams[I]) {
3479       NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
3480       if (Param->getDeclName())
3481         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3482             << Param->getDeclName();
3483       else
3484         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3485             << "(anonymous)";
3486     }
3487   }
3488 }
3489
3490
3491 template<typename PartialSpecDecl>
3492 static void checkTemplatePartialSpecialization(Sema &S,
3493                                                PartialSpecDecl *Partial) {
3494   // C++1z [temp.class.spec]p8: (DR1495)
3495   //   - The specialization shall be more specialized than the primary
3496   //     template (14.5.5.2).
3497   checkMoreSpecializedThanPrimary(S, Partial);
3498
3499   // C++ [temp.class.spec]p8: (DR1315)
3500   //   - Each template-parameter shall appear at least once in the
3501   //     template-id outside a non-deduced context.
3502   // C++1z [temp.class.spec.match]p3 (P0127R2)
3503   //   If the template arguments of a partial specialization cannot be
3504   //   deduced because of the structure of its template-parameter-list
3505   //   and the template-id, the program is ill-formed.
3506   auto *TemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
3507   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3508   S.MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
3509                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
3510
3511   if (!DeducibleParams.all()) {
3512     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3513     S.Diag(Partial->getLocation(), diag::ext_partial_specs_not_deducible)
3514       << isa<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(Partial)
3515       << (NumNonDeducible > 1)
3516       << SourceRange(Partial->getLocation(),
3517                      Partial->getTemplateArgsAsWritten()->RAngleLoc);
3518     noteNonDeducibleParameters(S, TemplateParams, DeducibleParams);
3519   }
3520 }
3521
3522 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3523     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3524   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3525 }
3526
3527 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3528     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3529   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3530 }
3531
3532 void Sema::CheckDeductionGuideTemplate(FunctionTemplateDecl *TD) {
3533   // C++1z [temp.param]p11:
3534   //   A template parameter of a deduction guide template that does not have a
3535   //   default-argument shall be deducible from the parameter-type-list of the
3536   //   deduction guide template.
3537   auto *TemplateParams = TD->getTemplateParameters();
3538   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3539   MarkDeducedTemplateParameters(TD, DeducibleParams);
3540   for (unsigned I = 0; I != TemplateParams->size(); ++I) {
3541     // A parameter pack is deducible (to an empty pack).
3542     auto *Param = TemplateParams->getParam(I);
3543     if (Param->isParameterPack() || hasVisibleDefaultArgument(Param))
3544       DeducibleParams[I] = true;
3545   }
3546
3547   if (!DeducibleParams.all()) {
3548     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3549     Diag(TD->getLocation(), diag::err_deduction_guide_template_not_deducible)
3550       << (NumNonDeducible > 1);
3551     noteNonDeducibleParameters(*this, TemplateParams, DeducibleParams);
3552   }
3553 }
3554
3555 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
3556     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
3557     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
3558     bool IsPartialSpecialization) {
3559   // D must be variable template id.
3560   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId &&
3561          "Variable template specialization is declared with a template it.");
3562
3563   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
3564   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
3565       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
3566   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
3567   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
3568   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
3569
3570   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
3571
3572   // The template-id must name a variable template.
3573   VarTemplateDecl *VarTemplate =
3574       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3575   if (!VarTemplate) {
3576     NamedDecl *FnTemplate;
3577     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
3578       FnTemplate = *OTS->begin();
3579     else
3580       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3581     if (FnTemplate)
3582       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
3583                << FnTemplate->getDeclName();
3584     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
3585              << IsPartialSpecialization;
3586   }
3587
3588   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
3589   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
3590     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
3591                                         UPPC_PartialSpecialization))
3592       return true;
3593
3594   // Check that the template argument list is well-formed for this
3595   // template.
3596   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3597   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
3598                                 false, Converted))
3599     return true;
3600
3601   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
3602   // corresponds to these arguments.
3603   if (IsPartialSpecialization) {
3604     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, VarTemplate,
3605                                                TemplateArgs.size(), Converted))
3606       return true;
3607
3608     // FIXME: Move these checks to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
3609     // also do them during instantiation.
3610     bool InstantiationDependent;
3611     if (!Name.isDependent() &&
3612         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3613             TemplateArgs.arguments(),
3614             InstantiationDependent)) {
3615       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
3616           << VarTemplate->getDeclName();
3617       IsPartialSpecialization = false;
3618     }
3619
3620     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
3621                                 Converted)) {
3622       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
3623       //
3624       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
3625       //      to the implicit argument list of the primary template.
3626       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
3627         << /*variable template*/ 1
3628         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
3629         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
3630       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
3631       // of the primary template.
3632       return true;
3633     }
3634   }
3635
3636   void *InsertPos = nullptr;
3637   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
3638
3639   if (IsPartialSpecialization)
3640     // FIXME: Template parameter list matters too
3641     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3642   else
3643     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3644
3645   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
3646
3647   // Check whether we can declare a variable template specialization in
3648   // the current scope.
3649   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
3650                                        TemplateNameLoc,
3651                                        IsPartialSpecialization))
3652     return true;
3653
3654   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3655     // Since the only prior variable template specialization with these
3656     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
3657     // declaration node as our own, updating its source location and
3658     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
3659     Specialization = PrevDecl;
3660     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
3661     PrevDecl = nullptr;
3662   } else if (IsPartialSpecialization) {
3663     // Create a new class template partial specialization declaration node.
3664     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
3665         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
3666     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
3667         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3668             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
3669             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
3670             Converted, TemplateArgs);
3671
3672     if (!PrevPartial)
3673       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
3674     Specialization = Partial;
3675
3676     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
3677     // template specialization, make a note of that.
3678     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
3679       PrevPartial->setMemberSpecialization();
3680
3681     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
3682   } else {
3683     // Create a new class template specialization declaration node for
3684     // this explicit specialization or friend declaration.
3685     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3686         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
3687         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted);
3688     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
3689
3690     if (!PrevDecl)
3691       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
3692   }
3693
3694   // C++ [temp.expl.spec]p6:
3695   //   If a template, a member template or the member of a class template is
3696   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
3697   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
3698   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
3699   //   use occurs; no diagnostic is required.
3700   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
3701     bool Okay = false;
3702     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
3703       // Is there any previous explicit specialization declaration?
3704       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
3705         Okay = true;
3706         break;
3707       }
3708     }
3709
3710     if (!Okay) {
3711       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
3712       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
3713           << Name << Range;
3714
3715       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
3716            diag::note_instantiation_required_here)
3717           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
3718               TSK_ImplicitInstantiation);
3719       return true;
3720     }
3721   }
3722
3723   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3724   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
3725
3726   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
3727   // be seen when iterating through the list of declarations in that
3728   // context. However, specializations are not found by name lookup.
3729   CurContext->addDecl(Specialization);
3730
3731   // Note that this is an explicit specialization.
3732   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
3733
3734   if (PrevDecl) {
3735     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
3736     // merging with previous declarations.
3737     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
3738                           forRedeclarationInCurContext());
3739     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
3740     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
3741   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
3742              Specialization->isOutOfLine()) {
3743     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
3744   }
3745
3746   // Link instantiations of static data members back to the template from
3747   // which they were instantiated.
3748   if (Specialization->isStaticDataMember())
3749     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
3750         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
3751         Specialization->getSpecializationKind());
3752
3753   return Specialization;
3754 }
3755
3756 namespace {
3757 /// \brief A partial specialization whose template arguments have matched
3758 /// a given template-id.
3759 struct PartialSpecMatchResult {
3760   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
3761   TemplateArgumentList *Args;
3762 };
3763 } // end anonymous namespace
3764
3765 DeclResult
3766 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3767                          SourceLocation TemplateNameLoc,
3768                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3769   assert(Template && "A variable template id without template?");
3770
3771   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
3772   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3773   if (CheckTemplateArgumentList(
3774           Template, TemplateNameLoc,
3775           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
3776           Converted))
3777     return true;
3778
3779   // Find the variable template specialization declaration that
3780   // corresponds to these arguments.
3781   void *InsertPos = nullptr;
3782   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
3783           Converted, InsertPos)) {
3784     checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Spec);
3785     // If we already have a variable template specialization, return it.
3786     return Spec;
3787   }
3788
3789   // This is the first time we have referenced this variable template
3790   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3791   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
3792   // that it represents. That is,
3793   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3794   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
3795                                        Converted);
3796   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
3797   bool AmbiguousPartialSpec = false;
3798   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
3799   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
3800   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
3801   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
3802                                             /*ForTakingAddress=*/false);
3803
3804   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
3805   // specializes, if any.
3806   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
3807   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
3808   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
3809   // specializations yet.
3810   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
3811   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
3812   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
3813   bool InstantiationDependent = false;
3814   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3815           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3816
3817     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
3818     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
3819
3820     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
3821       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
3822       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
3823
3824       if (TemplateDeductionResult Result =
3825               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
3826         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
3827         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
3828         FailedCandidates.addCandidate().set(
3829             DeclAccessPair::make(Template, AS_public), Partial,
3830             MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
3831         (void)Result;
3832       } else {
3833         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
3834         Matched.back().Partial = Partial;
3835         Matched.back().Args = Info.take();
3836       }
3837     }
3838
3839     if (Matched.size() >= 1) {
3840       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
3841       if (Matched.size() == 1) {
3842         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
3843         //      instantiation is generated from that specialization.
3844         // We don't need to do anything for this.
3845       } else {
3846         //   -- If more than one matching specialization is found, the
3847         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
3848         //      whether one of the specializations is more specialized
3849         //      than the others. If none of the specializations is more
3850         //      specialized than all of the other matching
3851         //      specializations, then the use of the variable template is
3852         //      ambiguous and the program is ill-formed.
3853         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
3854                                                    PEnd = Matched.end();
3855              P != PEnd; ++P) {
3856           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
3857                                                       PointOfInstantiation) ==
3858               P->Partial)
3859             Best = P;
3860         }
3861
3862         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
3863         // the others.
3864         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
3865                                                    PEnd = Matched.end();
3866              P != PEnd; ++P) {
3867           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
3868                                P->Partial, Best->Partial,
3869                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
3870             AmbiguousPartialSpec = true;
3871             break;
3872           }
3873         }
3874       }
3875
3876       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
3877       InstantiationPattern = Best->Partial;
3878       InstantiationArgs = Best->Args;
3879     } else {
3880       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
3881       //      from the primary template.
3882       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3883     }
3884   }
3885
3886   // 2. Create the canonical declaration.
3887   // Note that we do not instantiate a definition until we see an odr-use
3888   // in DoMarkVarDeclReferenced().
3889   // FIXME: LateAttrs et al.?
3890   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
3891       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
3892       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
3893   if (!Decl)
3894     return true;
3895
3896   if (AmbiguousPartialSpec) {
3897     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
3898     Decl->setInvalidDecl();
3899     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
3900         << Decl;
3901
3902     // Print the matching partial specializations.
3903     for (MatchResult P : Matched)
3904       Diag(P.Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
3905           << getTemplateArgumentBindingsText(P.Partial->getTemplateParameters(),
3906                                              *P.Args);
3907     return true;
3908   }
3909
3910   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
3911           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
3912     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
3913
3914   checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Decl);
3915
3916   assert(Decl && "No variable template specialization?");
3917   return Decl;
3918 }
3919
3920 ExprResult
3921 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
3922                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3923                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3924                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3925
3926   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
3927                                        *TemplateArgs);
3928   if (Decl.isInvalid())
3929     return ExprError();
3930
3931   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
3932   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
3933     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
3934                                        NameInfo.getLoc());
3935
3936   // Build an ordinary singleton decl ref.
3937   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
3938                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
3939 }
3940
3941 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
3942                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
3943                                      LookupResult &R,
3944                                      bool RequiresADL,
3945                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3946   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
3947   // template arguments that we have against the template name, if the template
3948   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
3949   // though.
3950   // foo<int> could identify a single function unambiguously
3951   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
3952   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
3953   // i.e., template<class T> void f(double);
3954   //       vs template<class T, class U> void f(U);
3955
3956   // These should be filtered out by our callers.
3957   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
3958   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
3959
3960   // In C++1y, check variable template ids.
3961   bool InstantiationDependent;
3962   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() &&
3963       !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3964            *TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3965     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
3966                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
3967                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
3968   }
3969
3970   // We don't want lookup warnings at this point.
3971   R.suppressDiagnostics();
3972
3973   UnresolvedLookupExpr *ULE
3974     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
3975                                    SS.getWithLocInContext(Context),
3976                                    TemplateKWLoc,
3977                                    R.getLookupNameInfo(),
3978                                    RequiresADL, TemplateArgs,
3979                                    R.begin(), R.end());
3980
3981   return ULE;
3982 }
3983
3984 // We actually only call this from template instantiation.
3985 ExprResult
3986 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
3987                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
3988                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3989                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3990
3991   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
3992   DeclContext *DC;
3993   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
3994       DC->isDependentContext() ||
3995       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
3996     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
3997
3998   bool MemberOfUnknownSpecialization;
3999   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4000   LookupTemplateName(R, (Scope*)nullptr, SS, QualType(), /*Entering*/ false,
4001                      MemberOfUnknownSpecialization);
4002
4003   if (R.isAmbiguous())
4004     return ExprError();
4005
4006   if (R.empty()) {
4007     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4008       << NameInfo.getName() << SS.getRange();
4009     return ExprError();
4010   }
4011
4012   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
4013     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
4014       << SS.getScopeRep()
4015       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
4016     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
4017     return ExprError();
4018   }
4019
4020   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
4021 }
4022
4023 /// \brief Form a dependent template name.
4024 ///
4025 /// This action forms a dependent template name given the template
4026 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
4027 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
4028 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
4029 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
4030 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
4031                                                   CXXScopeSpec &SS,
4032                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
4033                                                   UnqualifiedId &Name,
4034                                                   ParsedType ObjectType,
4035                                                   bool EnteringContext,
4036                                                   TemplateTy &Result,
4037                                                   bool AllowInjectedClassName) {
4038   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
4039     Diag(TemplateKWLoc,
4040          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4041            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
4042            diag::ext_template_outside_of_template)
4043       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
4044
4045   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
4046   if (SS.isSet())
4047     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
4048   if (!LookupCtx && ObjectType)
4049     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
4050   if (LookupCtx) {
4051     // C++0x [temp.names]p5:
4052     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
4053     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
4054     //   template may not be applied to non-template members of class
4055     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
4056     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
4057     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
4058     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
4059     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
4060     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
4061     //
4062     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
4063     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
4064     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
4065     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
4066     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
4067     bool MemberOfUnknownSpecialization;
4068     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
4069                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
4070                                           MemberOfUnknownSpecialization);
4071     if (TNK == TNK_Non_template && LookupCtx->isDependentContext() &&
4072         isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx) &&
4073         (!cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasDefinition() ||
4074          cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasAnyDependentBases())) {
4075       // This is a dependent template. Handle it below.
4076     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
4077       Diag(Name.getLocStart(),
4078            diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4079         << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
4080         << Name.getSourceRange()
4081         << TemplateKWLoc;
4082       return TNK_Non_template;
4083     } else {
4084       // We found something; return it.
4085       auto *LookupRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
4086       if (!AllowInjectedClassName && SS.isSet() && LookupRD &&
4087           Name.getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_Identifier &&
4088           Name.Identifier && LookupRD->getIdentifier() == Name.Identifier) {
4089         // C++14 [class.qual]p2:
4090         //   In a lookup in which function names are not ignored and the
4091         //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
4092         //   [...] is the injected-class-name of C, [...] the name is instead
4093         //   considered to name the constructor
4094         //
4095         // We don't get here if naming the constructor would be valid, so we
4096         // just reject immediately and recover by treating the
4097         // injected-class-name as naming the template.
4098         Diag(Name.getLocStart(),
4099              diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
4100           << Name.Identifier << 0 /*injected-class-name used as template name*/
4101           << 1 /*'template' keyword was used*/;
4102       }
4103       return TNK;
4104     }
4105   }
4106
4107   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
4108
4109   switch (Name.getKind()) {
4110   case UnqualifiedIdKind::IK_Identifier:
4111     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4112                                                               Name.Identifier));
4113     return TNK_Dependent_template_name;
4114
4115   case UnqualifiedIdKind::IK_OperatorFunctionId:
4116     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4117                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
4118     return TNK_Function_template;
4119
4120   case UnqualifiedIdKind::IK_LiteralOperatorId:
4121     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
4122
4123   default:
4124     break;
4125   }
4126
4127   Diag(Name.getLocStart(),
4128        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4129     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
4130     << Name.getSourceRange()
4131     << TemplateKWLoc;
4132   return TNK_Non_template;
4133 }
4134
4135 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4136                                      TemplateArgumentLoc &AL,
4137                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4138   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
4139   QualType ArgType;
4140   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
4141
4142   // Check template type parameter.
4143   switch(Arg.getKind()) {
4144   case TemplateArgument::Type:
4145     // C++ [temp.arg.type]p1:
4146     //   A template-argument for a template-parameter which is a
4147     //   type shall be a type-id.
4148     ArgType = Arg.getAsType();
4149     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
4150     break;
4151   case TemplateArgument::Template: {
4152     // We have a template type parameter but the template argument
4153     // is a template without any arguments.
4154     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4155     TemplateName Name = Arg.getAsTemplate();
4156     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_missing_args)
4157       << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(Name) << Name << SR;
4158     if (TemplateDecl *Decl = Name.getAsTemplateDecl())
4159       Diag(Decl->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
4160
4161     return true;
4162   }
4163   case TemplateArgument::Expression: {
4164     // We have a template type parameter but the template argument is an
4165     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
4166     CXXScopeSpec SS;
4167     DeclarationNameInfo NameInfo;
4168
4169     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4170       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4171       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4172     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
4173                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4174       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4175       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4176     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
4177                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4178       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
4179         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4180         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
4181       }
4182     }
4183
4184     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
4185       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4186       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
4187
4188       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
4189           Result.getResultKind() ==
4190               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
4191         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
4192         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
4193         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
4194                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
4195                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
4196             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
4197         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4198
4199         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
4200         // already have.
4201         ArgType =
4202             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
4203         TypeLocBuilder TLB;
4204         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
4205         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
4206         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
4207         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
4208         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
4209
4210         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
4211         // properly.
4212         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
4213                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
4214
4215         break;
4216       }
4217     }
4218     // fallthrough
4219     LLVM_FALLTHROUGH;
4220   }
4221   default: {
4222     // We have a template type parameter but the template argument
4223     // is not a type.
4224     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4225     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
4226     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4227
4228     return true;
4229   }
4230   }
4231
4232   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
4233     return true;
4234
4235   // Add the converted template type argument.
4236   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
4237
4238   // Objective-C ARC:
4239   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
4240   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
4241   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
4242       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
4243       !ArgType.getObjCLifetime()) {
4244     Qualifiers Qs;
4245     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
4246     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
4247   }
4248
4249   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
4250   return false;
4251 }
4252
4253 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4254 /// the given template type parameter.
4255 ///
4256 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4257 /// the substitution.
4258 ///
4259 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4260 /// for.
4261 ///
4262 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4263 /// template-id we are checking.
4264 ///
4265 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4266 /// terminates the template-id.
4267 ///
4268 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4269 /// substituting into.
4270 ///
4271 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4272 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4273 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4274 static TypeSourceInfo *
4275 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4276                              TemplateDecl *Template,
4277                              SourceLocation TemplateLoc,
4278                              SourceLocation RAngleLoc,
4279                              TemplateTypeParmDecl *Param,
4280                              SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4281   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
4282
4283   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
4284   // on the previously-computed template arguments.
4285   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
4286     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4287                                      Param, Template, Converted,
4288                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4289     if (Inst.isInvalid())
4290       return nullptr;
4291
4292     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4293
4294     // Only substitute for the innermost template argument list.
4295     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4296     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4297     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4298       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4299
4300     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4301     ArgType =
4302         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
4303                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
4304   }
4305
4306   return ArgType;
4307 }
4308
4309 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4310 /// the given non-type template parameter.
4311 ///
4312 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4313 /// the substitution.
4314 ///
4315 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4316 /// for.
4317 ///
4318 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4319 /// template-id we are checking.
4320 ///
4321 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4322 /// terminates the template-id.
4323 ///
4324 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
4325 /// substituting into.
4326 ///
4327 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4328 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4329 ///
4330 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4331 static ExprResult
4332 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4333                              TemplateDecl *Template,
4334                              SourceLocation TemplateLoc,
4335                              SourceLocation RAngleLoc,
4336                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4337                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4338   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4339                                    Param, Template, Converted,
4340                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4341   if (Inst.isInvalid())
4342     return ExprError();
4343
4344   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4345
4346   // Only substitute for the innermost template argument list.
4347   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4348   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4349   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4350     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4351
4352   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
4353       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
4354   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
4355 }
4356
4357 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4358 /// the given template template parameter.
4359 ///
4360 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4361 /// the substitution.
4362 ///
4363 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4364 /// for.
4365 ///
4366 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4367 /// template-id we are checking.
4368 ///
4369 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4370 /// terminates the template-id.
4371 ///
4372 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4373 /// substituting into.
4374 ///
4375 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4376 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4377 ///
4378 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
4379 /// source-location information) that precedes the template name.
4380 ///
4381 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4382 static TemplateName
4383 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4384                              TemplateDecl *Template,
4385                              SourceLocation TemplateLoc,
4386                              SourceLocation RAngleLoc,
4387                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
4388                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4389                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
4390   Sema::InstantiatingTemplate Inst(
4391       SemaRef, TemplateLoc, TemplateParameter(Param), Template, Converted,
4392       SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4393   if (Inst.isInvalid())
4394     return TemplateName();
4395
4396   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4397
4398   // Only substitute for the innermost template argument list.
4399   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4400   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4401   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4402     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4403
4404   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4405   // Substitute into the nested-name-specifier first,
4406   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
4407   if (QualifierLoc) {
4408     QualifierLoc =
4409         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
4410     if (!QualifierLoc)
4411       return TemplateName();
4412   }
4413
4414   return SemaRef.SubstTemplateName(
4415              QualifierLoc,
4416              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
4417              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
4418              TemplateArgLists);
4419 }
4420
4421 /// \brief If the given template parameter has a default template
4422 /// argument, substitute into that default template argument and
4423 /// return the corresponding template argument.
4424 TemplateArgumentLoc
4425 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
4426                                               SourceLocation TemplateLoc,
4427                                               SourceLocation RAngleLoc,
4428                                               Decl *Param,
4429                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
4430                                                 &Converted,
4431                                               bool &HasDefaultArg) {
4432   HasDefaultArg = false;
4433
4434   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
4435     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
4436       return TemplateArgumentLoc();
4437
4438     HasDefaultArg = true;
4439     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4440                                                       TemplateLoc,
4441                                                       RAngleLoc,
4442                                                       TypeParm,
4443                                                       Converted);
4444     if (DI)
4445       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
4446
4447     return TemplateArgumentLoc();
4448   }
4449
4450   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
4451         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4452     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
4453       return TemplateArgumentLoc();
4454
4455     HasDefaultArg = true;
4456     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4457                                                   TemplateLoc,
4458                                                   RAngleLoc,
4459                                                   NonTypeParm,
4460                                                   Converted);
4461     if (Arg.isInvalid())
4462       return TemplateArgumentLoc();
4463
4464     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
4465     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
4466   }
4467
4468   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
4469     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4470   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
4471     return TemplateArgumentLoc();
4472
4473   HasDefaultArg = true;
4474   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4475   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4476                                                     TemplateLoc,
4477                                                     RAngleLoc,
4478                                                     TempTempParm,
4479                                                     Converted,
4480                                                     QualifierLoc);
4481   if (TName.isNull())
4482     return TemplateArgumentLoc();
4483
4484   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
4485                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
4486                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4487 }
4488
4489 /// Convert a template-argument that we parsed as a type into a template, if
4490 /// possible. C++ permits injected-class-names to perform dual service as
4491 /// template template arguments and as template type arguments.
4492 static TemplateArgumentLoc convertTypeTemplateArgumentToTemplate(TypeLoc TLoc) {
4493   // Extract and step over any surrounding nested-name-specifier.
4494   NestedNameSpecifierLoc QualLoc;
4495   if (auto ETLoc = TLoc.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
4496     if (ETLoc.getTypePtr()->getKeyword() != ETK_None)
4497       return TemplateArgumentLoc();
4498
4499     QualLoc = ETLoc.getQualifierLoc();
4500     TLoc = ETLoc.getNamedTypeLoc();
4501   }
4502
4503   // If this type was written as an injected-class-name, it can be used as a
4504   // template template argument.
4505   if (auto InjLoc = TLoc.getAs<InjectedClassNameTypeLoc>())
4506     return TemplateArgumentLoc(InjLoc.getTypePtr()->getTemplateName(),
4507                                QualLoc, InjLoc.getNameLoc());
4508
4509   // If this type was written as an injected-class-name, it may have been
4510   // converted to a RecordType during instantiation. If the RecordType is
4511   // *not* wrapped in a TemplateSpecializationType and denotes a class
4512   // template specialization, it must have come from an injected-class-name.
4513   if (auto RecLoc = TLoc.getAs<RecordTypeLoc>())
4514     if (auto *CTSD =
4515             dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RecLoc.getDecl()))
4516       return TemplateArgumentLoc(TemplateName(CTSD->getSpecializedTemplate()),
4517                                  QualLoc, RecLoc.getNameLoc());
4518
4519   return TemplateArgumentLoc();
4520 }
4521
4522 /// \brief Check that the given template argument corresponds to the given
4523 /// template parameter.
4524 ///
4525 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
4526 /// checked.
4527 ///
4528 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
4529 ///
4530 /// \param Template The template in which the template argument resides.
4531 ///
4532 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
4533 /// whose argument list we're matching.
4534 ///
4535 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
4536 /// the template argument list.
4537 ///
4538 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
4539 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
4540 ///
4541 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
4542 /// end of this small vector.
4543 ///
4544 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
4545 /// explicitly written, deduced, etc.
4546 ///
4547 /// \returns true on error, false otherwise.
4548 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
4549                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
4550                                  NamedDecl *Template,
4551                                  SourceLocation TemplateLoc,
4552                                  SourceLocation RAngleLoc,
4553                                  unsigned ArgumentPackIndex,
4554                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4555                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4556   // Check template type parameters.
4557   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
4558     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
4559
4560   // Check non-type template parameters.
4561   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4562     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
4563     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
4564     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
4565     QualType NTTPType = NTTP->getType();
4566     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
4567       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
4568
4569     if (NTTPType->isDependentType() &&
4570         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
4571         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
4572       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
4573       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4574                                  NTTP, Converted,
4575                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4576       if (Inst.isInvalid())
4577         return true;
4578
4579       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
4580                                         Converted);
4581       NTTPType = SubstType(NTTPType,
4582                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
4583                            NTTP->getLocation(),
4584                            NTTP->getDeclName());
4585       // If that worked, check the non-type template parameter type
4586       // for validity.
4587       if (!NTTPType.isNull())
4588         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
4589                                                      NTTP->getLocation());
4590       if (NTTPType.isNull())
4591         return true;
4592     }
4593
4594     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4595     case TemplateArgument::Null:
4596       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4597
4598     case TemplateArgument::Expression: {
4599       TemplateArgument Result;
4600       ExprResult Res =
4601         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
4602                               Result, CTAK);
4603       if (Res.isInvalid())
4604         return true;
4605
4606       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
4607       // old expression in the template argument.
4608       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
4609         TemplateArgument TA(Res.get());
4610         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
4611       }
4612
4613       Converted.push_back(Result);
4614       break;
4615     }
4616
4617     case TemplateArgument::Declaration:
4618     case TemplateArgument::Integral:
4619     case TemplateArgument::NullPtr:
4620       // We've already checked this template argument, so just copy
4621       // it to the list of converted arguments.
4622       Converted.push_back(Arg.getArgument());
4623       break;
4624
4625     case TemplateArgument::Template:
4626     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4627       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
4628       // see below.
4629       if (DependentTemplateName *DTN
4630             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
4631                                               .getAsDependentTemplateName()) {
4632         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
4633         // parsed as a template template argument. However, since we now
4634         // know that we need a non-type template argument, convert this
4635         // template name into an expression.
4636
4637         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
4638                                      Arg.getTemplateNameLoc());
4639
4640         CXXScopeSpec SS;
4641         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
4642         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
4643         // so it was provided with a template keyword. However, its source
4644         // location is not stored in the template argument structure.
4645         SourceLocation TemplateKWLoc;
4646         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
4647             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
4648             nullptr);
4649
4650         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
4651         // pack expansion expression.
4652         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
4653           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
4654           if (E.isInvalid())
4655             return true;
4656         }
4657
4658         TemplateArgument Result;
4659         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
4660         if (E.isInvalid())
4661           return true;
4662
4663         Converted.push_back(Result);
4664         break;
4665       }
4666
4667       // We have a template argument that actually does refer to a class
4668       // template, alias template, or template template parameter, and
4669       // therefore cannot be a non-type template argument.
4670       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
4671         << Arg.getSourceRange();
4672
4673       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4674       return true;
4675
4676     case TemplateArgument::Type: {
4677       // We have a non-type template parameter but the template
4678       // argument is a type.
4679
4680       // C++ [temp.arg]p2:
4681       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
4682       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
4683       //   form of the corresponding template-parameter.
4684       //
4685       // We warn specifically about this case, since it can be rather
4686       // confusing for users.
4687       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
4688       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
4689       if (T->isFunctionType())
4690         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
4691       else
4692         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
4693       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4694       return true;
4695     }
4696
4697     case TemplateArgument::Pack:
4698       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4699     }
4700
4701     return false;
4702   }
4703
4704
4705   // Check template template parameters.
4706   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4707
4708   // Substitute into the template parameter list of the template
4709   // template parameter, since previously-supplied template arguments
4710   // may appear within the template template parameter.
4711   {
4712     // Set up a template instantiation context.
4713     LocalInstantiationScope Scope(*this);
4714     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4715                                TempParm, Converted,
4716                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4717     if (Inst.isInvalid())
4718       return true;
4719
4720     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4721     TempParm = cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
4722                       SubstDecl(TempParm, CurContext,
4723                                 MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs)));
4724     if (!TempParm)
4725       return true;
4726   }
4727
4728   // C++1z [temp.local]p1: (DR1004)
4729   //   When [the injected-class-name] is used [...] as a template-argument for
4730   //   a template template-parameter [...] it refers to the class template
4731   //   itself.
4732   if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::Type) {
4733     TemplateArgumentLoc ConvertedArg = convertTypeTemplateArgumentToTemplate(
4734         Arg.getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
4735     if (!ConvertedArg.getArgument().isNull())
4736       Arg = ConvertedArg;
4737   }
4738
4739   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4740   case TemplateArgument::Null:
4741     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4742
4743   case TemplateArgument::Template:
4744   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4745     if (CheckTemplateArgument(TempParm, Arg, ArgumentPackIndex))
4746       return true;
4747
4748     Converted.push_back(Arg.getArgument());
4749     break;
4750
4751   case TemplateArgument::Expression:
4752   case TemplateArgument::Type:
4753     // We have a template template parameter but the template
4754     // argument does not refer to a template.
4755     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
4756       << getLangOpts().CPlusPlus11;
4757     return true;
4758
4759   case TemplateArgument::Declaration:
4760     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
4761   case TemplateArgument::Integral:
4762     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
4763   case TemplateArgument::NullPtr:
4764     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
4765
4766   case TemplateArgument::Pack:
4767     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4768   }
4769
4770   return false;
4771 }
4772
4773 /// \brief Diagnose an arity mismatch in the
4774 static bool diagnoseArityMismatch(Sema &S, TemplateDecl *Template,
4775                                   SourceLocation TemplateLoc,
4776                                   TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
4777   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
4778   unsigned NumParams = Params->size();
4779   unsigned NumArgs = TemplateArgs.size();
4780
4781   SourceRange Range;
4782   if (NumArgs > NumParams)
4783     Range = SourceRange(TemplateArgs[NumParams].getLocation(),
4784                         TemplateArgs.getRAngleLoc());
4785   S.Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4786     << (NumArgs > NumParams)
4787     << (int)S.getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4788     << Template << Range;
4789   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4790     << Params->getSourceRange();
4791   return true;
4792 }
4793
4794 /// \brief Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
4795 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
4796 ///
4797 /// \code
4798 /// template<typename ...Ts> struct A {
4799 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
4800 /// };
4801 /// \endcode
4802 ///
4803 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
4804 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
4805 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
4806   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4807         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4808     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
4809       return NTTP->getNumExpansionTypes();
4810   }
4811
4812   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
4813         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
4814     if (TTP->isExpandedParameterPack())
4815       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
4816   }
4817
4818   return None;
4819 }
4820
4821 /// Diagnose a missing template argument.
4822 template<typename TemplateParmDecl>
4823 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
4824                                     TemplateDecl *TD,
4825                                     const TemplateParmDecl *D,
4826                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
4827   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
4828   // declarations of the template that are more recent than TD.
4829   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
4830                                  ->getTemplateParameters()
4831                                  ->getParam(D->getIndex()));
4832
4833   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
4834   // missing a module import.
4835   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
4836   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
4837     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
4838                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
4839                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
4840                             /*Recover*/true);
4841     return true;
4842   }
4843
4844   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
4845   // diagnose that it was declared too late.
4846
4847   return diagnoseArityMismatch(S, TD, Loc, Args);
4848 }
4849
4850 /// \brief Check that the given template argument list is well-formed
4851 /// for specializing the given template.
4852 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(
4853     TemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4854     TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs, bool PartialTemplateArgs,
4855     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4856     bool UpdateArgsWithConversions) {
4857   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
4858   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
4859   // template.
4860   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
4861
4862   // Make sure we get the template parameter list from the most
4863   // recentdeclaration, since that is the only one that has is guaranteed to
4864   // have all the default template argument information.
4865   TemplateParameterList *Params =
4866       cast<TemplateDecl>(Template->getMostRecentDecl())
4867           ->getTemplateParameters();
4868
4869   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
4870
4871   // C++ [temp.arg]p1:
4872   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
4873   //   a template-id shall match the type and form specified for the
4874   //   corresponding parameter declared by the template in its
4875   //   template-parameter-list.
4876   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
4877   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
4878   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
4879   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
4880   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
4881                                        ParamEnd = Params->end();
4882        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
4883     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
4884     // many arguments.
4885     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
4886       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
4887         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
4888         // them to the list.
4889         Converted.push_back(
4890             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4891         ArgumentPack.clear();
4892
4893         // This argument is assigned to the next parameter.
4894         ++Param;
4895         continue;
4896       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
4897         // Not enough arguments for this parameter pack.
4898         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4899           << false
4900           << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4901           << Template;
4902         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4903           << Params->getSourceRange();
4904         return true;
4905       }
4906     }
4907
4908     if (ArgIdx < NumArgs) {
4909       // Check the template argument we were given.
4910       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
4911                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
4912                                 ArgumentPack.size(), Converted))
4913         return true;
4914
4915       bool PackExpansionIntoNonPack =
4916           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
4917           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
4918       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
4919         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
4920         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
4921         // can't be canonicalized, so reject it now.
4922         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
4923              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
4924           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
4925         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4926         return true;
4927       }
4928
4929       // We're now done with this argument.
4930       ++ArgIdx;
4931
4932       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4933         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
4934         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
4935         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
4936         // arguments.
4937         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
4938       } else {
4939         // Move to the next template parameter.
4940         ++Param;
4941       }
4942
4943       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
4944       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
4945       // match up with.
4946       if (PackExpansionIntoNonPack) {
4947         if (!ArgumentPack.empty()) {
4948           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
4949           // fall back to just producing individual arguments.
4950           Converted.insert(Converted.end(),
4951                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
4952           ArgumentPack.clear();
4953         }
4954
4955         while (ArgIdx < NumArgs) {
4956           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
4957           ++ArgIdx;
4958         }
4959
4960         return false;
4961       }
4962
4963       continue;
4964     }
4965
4966     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
4967     if (PartialTemplateArgs) {
4968       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
4969         Converted.push_back(
4970             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4971
4972       return false;
4973     }
4974
4975     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
4976     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
4977     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4978       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
4979              "Should have dealt with this already");
4980
4981       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
4982       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
4983       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
4984       if (Param + 1 != ParamEnd)
4985         return true;
4986
4987       Converted.push_back(
4988           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4989       ArgumentPack.clear();
4990
4991       ++Param;
4992       continue;
4993     }
4994
4995     // Check whether we have a default argument.
4996     TemplateArgumentLoc Arg;
4997
4998     // Retrieve the default template argument from the template
4999     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
5000     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
5001     // (when the template parameter was part of a nested template) into
5002     // the default argument.
5003     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
5004       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
5005         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
5006                                        NewArgs);
5007
5008       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
5009                                                              Template,
5010                                                              TemplateLoc,
5011                                                              RAngleLoc,
5012                                                              TTP,
5013                                                              Converted);
5014       if (!ArgType)
5015         return true;
5016
5017       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
5018                                 ArgType);
5019     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
5020                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
5021       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
5022         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
5023                                        NewArgs);
5024
5025       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
5026                                                               TemplateLoc,
5027                                                               RAngleLoc,
5028                                                               NTTP,
5029                                                               Converted);
5030       if (E.isInvalid())
5031         return true;
5032
5033       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
5034       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
5035     } else {
5036       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
5037         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
5038
5039       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
5040         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
5041                                        NewArgs);
5042
5043       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
5044       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
5045                                                        TemplateLoc,
5046                                                        RAngleLoc,
5047                                                        TempParm,
5048                                                        Converted,
5049                                                        QualifierLoc);
5050       if (Name.isNull())
5051         return true;
5052
5053       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
5054                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
5055     }
5056
5057     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
5058     // the default template argument. We're not actually instantiating a
5059     // template here, we just create this object to put a note into the
5060     // context stack.
5061     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
5062                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
5063     if (Inst.isInvalid())
5064       return true;
5065
5066     // Check the default template argument.
5067     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
5068                               RAngleLoc, 0, Converted))
5069       return true;
5070
5071     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
5072     // parameter, keep track of the default template arguments from the
5073     // template definition.
5074     if (isTemplateTemplateParameter)
5075       NewArgs.addArgument(Arg);
5076
5077     // Move to the next template parameter and argument.
5078     ++Param;
5079     ++ArgIdx;
5080   }
5081
5082   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
5083   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
5084   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
5085   // still dependent).
5086   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
5087       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
5088     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
5089       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
5090   }
5091
5092   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
5093   // Complain and fail.
5094   if (ArgIdx < NumArgs)
5095     return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc, NewArgs);
5096
5097   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
5098   // to caller.
5099   if (UpdateArgsWithConversions)
5100     TemplateArgs = std::move(NewArgs);
5101
5102   return false;
5103 }
5104
5105 namespace {
5106   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
5107     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
5108   {
5109     Sema &S;
5110     SourceRange SR;
5111
5112     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
5113
5114   public:
5115     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
5116
5117     bool Visit(QualType T) {
5118       return T.isNull() ? false : inherited::Visit(T.getTypePtr());
5119     }
5120
5121 #define TYPE(Class, Parent) \
5122     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
5123 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
5124     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5125 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
5126     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5127 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
5128
5129     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
5130     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
5131   };
5132 } // end anonymous namespace
5133
5134 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
5135   return false;
5136 }
5137
5138 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
5139   return Visit(T->getElementType());
5140 }
5141
5142 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
5143   return Visit(T->getPointeeType());
5144 }
5145
5146 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
5147                                                     const BlockPointerType* T) {
5148   return Visit(T->getPointeeType());
5149 }
5150
5151 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
5152                                                 const LValueReferenceType* T) {
5153   return Visit(T->getPointeeType());
5154 }
5155
5156 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
5157                                                 const RValueReferenceType* T) {
5158   return Visit(T->getPointeeType());
5159 }
5160
5161 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
5162                                                   const MemberPointerType* T) {
5163   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
5164 }
5165
5166 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
5167                                                   const ConstantArrayType* T) {
5168   return Visit(T->getElementType());
5169 }
5170
5171 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
5172                                                  const IncompleteArrayType* T) {
5173   return Visit(T->getElementType());
5174 }
5175
5176 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
5177                                                    const VariableArrayType* T) {
5178   return Visit(T->getElementType());
5179 }
5180
5181 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
5182                                             const DependentSizedArrayType* T) {
5183   return Visit(T->getElementType());
5184 }
5185
5186 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
5187                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
5188   return Visit(T->getElementType());
5189 }
5190
5191 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentAddressSpaceType(
5192     const DependentAddressSpaceType *T) {
5193   return Visit(T->getPointeeType());
5194 }
5195
5196 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
5197   return Visit(T->getElementType());
5198 }
5199
5200 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
5201   return Visit(T->getElementType());
5202 }
5203
5204 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
5205                                                   const FunctionProtoType* T) {
5206   for (const auto &A : T->param_types()) {
5207     if (Visit(A))
5208       return true;
5209   }
5210
5211   return Visit(T->getReturnType());
5212 }
5213
5214 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
5215                                                const FunctionNoProtoType* T) {
5216   return Visit(T->getReturnType());
5217 }
5218
5219 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
5220                                                   const UnresolvedUsingType*) {
5221   return false;
5222 }
5223
5224 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
5225   return false;
5226 }
5227
5228 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
5229   return Visit(T->getUnderlyingType());
5230 }
5231
5232 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
5233   return false;
5234 }
5235
5236 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
5237                                                     const UnaryTransformType*) {
5238   return false;
5239 }
5240
5241 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
5242   return Visit(T->getDeducedType());
5243 }
5244
5245 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDeducedTemplateSpecializationType(
5246     const DeducedTemplateSpecializationType *T) {
5247   return Visit(T->getDeducedType());
5248 }
5249
5250 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
5251   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5252 }
5253
5254 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
5255   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5256 }
5257
5258 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
5259                                                  const TemplateTypeParmType*) {
5260   return false;
5261 }
5262
5263 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
5264                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
5265   return false;
5266 }
5267
5268 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
5269                                             const TemplateSpecializationType*) {
5270   return false;
5271 }
5272
5273 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
5274                                               const InjectedClassNameType* T) {
5275   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5276 }
5277
5278 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
5279                                                    const DependentNameType* T) {
5280   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5281 }
5282
5283 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
5284                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
5285   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5286 }
5287
5288 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
5289                                                    const PackExpansionType* T) {
5290   return Visit(T->getPattern());
5291 }
5292
5293 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
5294   return false;
5295 }
5296
5297 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
5298                                                    const ObjCInterfaceType *) {
5299   return false;
5300 }
5301
5302 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
5303                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
5304   return false;
5305 }
5306
5307 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
5308   return Visit(T->getValueType());
5309 }
5310
5311 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
5312   return false;
5313 }
5314
5315 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
5316   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5317     S.Diag(SR.getBegin(),
5318            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5319              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
5320              diag::ext_template_arg_local_type)
5321       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
5322     return true;
5323   }
5324
5325   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
5326     S.Diag(SR.getBegin(),
5327            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5328              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
5329              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
5330     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
5331     return true;
5332   }
5333
5334   return false;
5335 }
5336
5337 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
5338                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
5339   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
5340     return true;
5341
5342   switch (NNS->getKind()) {
5343   case NestedNameSpecifier::Identifier:
5344   case NestedNameSpecifier::Namespace:
5345   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
5346   case NestedNameSpecifier::Global:
5347   case NestedNameSpecifier::Super:
5348     return false;
5349
5350   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
5351   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
5352     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
5353   }
5354   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
5355 }
5356
5357 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5358 /// template type parameter.
5359 ///
5360 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
5361 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
5362 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
5363                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
5364   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
5365   QualType Arg = ArgInfo->getType();
5366   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
5367
5368   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
5369     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
5370   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
5371     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
5372   }
5373
5374   // C++03 [temp.arg.type]p2:
5375   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
5376   //   compounded from any of these types shall not be used as a
5377   //   template-argument for a template type-parameter.
5378   //
5379   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
5380   // a warning.
5381   if (LangOpts.CPlusPlus11 || Arg->hasUnnamedOrLocalType()) {
5382     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
5383     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
5384   }
5385
5386   return false;
5387 }
5388
5389 enum NullPointerValueKind {
5390   NPV_NotNullPointer,
5391   NPV_NullPointer,
5392   NPV_Error
5393 };
5394
5395 /// \brief Determine whether the given template argument is a null pointer
5396 /// value of the appropriate type.
5397 static NullPointerValueKind
5398 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5399                                    QualType ParamType, Expr *Arg,
5400                                    Decl *Entity = nullptr) {
5401   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
5402     return NPV_NotNullPointer;
5403
5404   // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
5405   // arguments.
5406   if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
5407     return NPV_NotNullPointer;
5408
5409   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
5410     llvm_unreachable(
5411         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
5412
5413   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5414     return NPV_NotNullPointer;
5415
5416   // Determine whether we have a constant expression.
5417   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
5418   if (ArgRV.isInvalid())
5419     return NPV_Error;
5420   Arg = ArgRV.get();
5421
5422   Expr::EvalResult EvalResult;
5423   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
5424   EvalResult.Diag = &Notes;
5425   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
5426       EvalResult.HasSideEffects) {
5427     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
5428
5429     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
5430     // the caret at its location rather than producing an essentially
5431     // redundant note.
5432     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
5433         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
5434       DiagLoc = Notes[0].first;
5435       Notes.clear();
5436     }
5437
5438     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
5439       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5440     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
5441       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
5442
5443     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5444     return NPV_Error;
5445   }
5446
5447   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
5448   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
5449   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
5450     return NPV_NullPointer;
5451
5452   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
5453   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
5454   //     (4.11); or
5455   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
5456       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
5457        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
5458     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
5459     bool ObjCLifetimeConversion;
5460     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
5461         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
5462                                      ObjCLifetimeConversion))
5463       return NPV_NullPointer;
5464
5465     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
5466     // then recover as if the types were correct.
5467     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
5468       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5469     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5470     return NPV_NullPointer;
5471   }
5472
5473   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
5474   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
5475   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
5476     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
5477     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
5478         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
5479         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
5480                                       ")");
5481     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5482     return NPV_NullPointer;
5483   }
5484
5485   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
5486   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
5487   // be interpreted by the caller.
5488   return NPV_NotNullPointer;
5489 }
5490
5491 /// \brief Checks whether the given template argument is compatible with its
5492 /// template parameter.
5493 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
5494     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
5495     Expr *Arg, QualType ArgType) {
5496   bool ObjCLifetimeConversion;
5497   if (ParamType->isPointerType() &&
5498       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
5499       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
5500                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5501     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
5502     // permitted.
5503   } else {
5504     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5505       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
5506         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
5507         //   For a non-type template-parameter of type reference to
5508         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
5509         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5510         //   identical) type of the template- argument. The
5511         //   template-parameter is bound directly to the
5512         //   template-argument, which shall be an lvalue.
5513
5514         // FIXME: Other qualifiers?
5515         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
5516         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
5517
5518         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
5519           S.Diag(Arg->getLocStart(),
5520                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
5521             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5522           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5523           return true;
5524         }
5525       }
5526     }
5527
5528     // At this point, the template argument refers to an object or
5529     // function with external linkage. We now need to check whether the
5530     // argument and parameter types are compatible.
5531     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
5532                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
5533       // We can't perform this conversion or binding.
5534       if (ParamType->isReferenceType())
5535         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
5536           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
5537       else
5538         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
5539           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5540       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5541       return true;
5542     }
5543   }
5544
5545   return false;
5546 }
5547
5548 /// \brief Checks whether the given template argument is the address
5549 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5550 static bool
5551 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
5552                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5553                                                QualType ParamType,
5554                                                Expr *ArgIn,
5555                                                TemplateArgument &Converted) {
5556   bool Invalid = false;
5557   Expr *Arg = ArgIn;
5558   QualType ArgType = Arg->getType();
5559
5560   bool AddressTaken = false;
5561   SourceLocation AddrOpLoc;
5562   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5563     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
5564     // dereference and address-of operators.
5565     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
5566
5567     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
5568     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
5569     SourceLocation FirstOpLoc;
5570     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5571       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
5572       if (UnOpKind == UO_Deref)
5573         ExtWarnMSTemplateArg = true;
5574       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
5575         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
5576         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
5577           FirstOpKind = UnOpKind;
5578           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5579         }
5580       } else
5581         break;
5582     }
5583     if (FirstOpLoc.isValid()) {
5584       if (ExtWarnMSTemplateArg)
5585         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
5586           << ArgIn->getSourceRange();
5587
5588       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
5589         AddressTaken = true;
5590       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
5591         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
5592         // constant expression.
5593         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
5594         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5595           << Arg->getSourceRange();
5596       }
5597     }
5598   } else {
5599     // See through any implicit casts we added to fix the type.
5600     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
5601
5602     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5603     //
5604     //   A template-argument for a non-type, non-template
5605     //   template-parameter shall be one of: [...]
5606     //
5607     //     -- the address of an object or function with external
5608     //        linkage, including function templates and function
5609     //        template-ids but excluding non-static class members,
5610     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
5611     //        the name refers to a function or array, or if the
5612     //        corresponding template-parameter is a reference; or
5613
5614     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5615     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5616     bool ExtraParens = false;
5617     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5618       if (!Invalid && !ExtraParens) {
5619         S.Diag(Arg->getLocStart(),
5620                S.getLangOpts().CPlusPlus11
5621                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
5622                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
5623             << Arg->getSourceRange();
5624         ExtraParens = true;
5625       }
5626
5627       Arg = Parens->getSubExpr();
5628     }
5629
5630     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5631                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5632       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5633
5634     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5635       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5636         Arg = UnOp->getSubExpr();
5637         AddressTaken = true;
5638         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5639       }
5640     }
5641
5642     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5643                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5644       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5645   }
5646
5647   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
5648   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5649
5650   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
5651   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
5652     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn,
5653                                                Entity)) {
5654     case NPV_NullPointer:
5655       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5656       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5657                                    /*isNullPtr=*/true);
5658       return false;
5659
5660     case NPV_Error:
5661       return true;
5662
5663     case NPV_NotNullPointer:
5664       break;
5665     }
5666   }
5667
5668   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
5669   // it should be checked when instantiated.
5670   if (Arg->isValueDependent()) {
5671     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5672     return false;
5673   }
5674
5675   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
5676     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
5677                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
5678       return true;
5679
5680     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5681     return false;
5682   }
5683
5684   if (!DRE) {
5685     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5686     << Arg->getSourceRange();
5687     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5688     return true;
5689   }
5690
5691   // Cannot refer to non-static data members
5692   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
5693     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
5694       << Entity << Arg->getSourceRange();
5695     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5696     return true;
5697   }
5698
5699   // Cannot refer to non-static member functions
5700   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
5701     if (!Method->isStatic()) {
5702       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
5703         << Method << Arg->getSourceRange();
5704       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5705       return true;
5706     }
5707   }
5708
5709   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
5710   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
5711
5712   // A non-type template argument must refer to an object or function.
5713   if (!Func && !Var) {
5714     // We found something, but we don't know specifically what it is.
5715     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
5716       << Arg->getSourceRange();
5717     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5718     return true;
5719   }
5720
5721   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
5722   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
5723     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5724              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
5725              diag::ext_template_arg_object_internal)
5726       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5727     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5728       << !Func;
5729   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
5730     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
5731       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5732     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5733       << !Func;
5734     return true;
5735   }
5736
5737   if (Func) {
5738     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
5739     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
5740       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
5741     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
5742       // If we originally had an address-of operator, but the
5743       // parameter has reference type, complain and (if things look
5744       // like they will work) drop the address-of operator.
5745       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
5746                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5747         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5748           << ParamType;
5749         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5750         return true;
5751       }
5752
5753       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5754         << ParamType
5755         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5756       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5757
5758       ArgType = Func->getType();
5759     }
5760   } else {
5761     // A value of reference type is not an object.
5762     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
5763       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5764              diag::err_template_arg_reference_var)
5765         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
5766       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5767       return true;
5768     }
5769
5770     // A template argument must have static storage duration.
5771     if (Var->getTLSKind()) {
5772       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
5773         << Arg->getSourceRange();
5774       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5775       return true;
5776     }
5777
5778     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
5779     // the address of this object.
5780     if (ParamType->isReferenceType()) {
5781       if (AddressTaken) {
5782         // If we originally had an address-of operator, but the
5783         // parameter has reference type, complain and (if things look
5784         // like they will work) drop the address-of operator.
5785         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
5786                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5787           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5788             << ParamType;
5789           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5790           return true;
5791         }
5792
5793         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5794           << ParamType
5795           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5796         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5797
5798         ArgType = Var->getType();
5799       }
5800     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
5801       if (Var->getType()->isArrayType()) {
5802         // Array-to-pointer decay.
5803         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
5804       } else {
5805         // If the template parameter has pointer type but the address of
5806         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
5807         // taking the address of the entity.
5808         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
5809         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
5810           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5811             << ParamType;
5812           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5813           return true;
5814         }
5815
5816         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5817           << ParamType
5818           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
5819
5820         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5821       }
5822     }
5823   }
5824
5825   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
5826                                                      Arg, ArgType))
5827     return true;
5828
5829   // Create the template argument.
5830   Converted =
5831       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
5832   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
5833   return false;
5834 }
5835
5836 /// \brief Checks whether the given template argument is a pointer to
5837 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5838 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
5839                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5840                                                  QualType ParamType,
5841                                                  Expr *&ResultArg,
5842                                                  TemplateArgument &Converted) {
5843   bool Invalid = false;
5844
5845   Expr *Arg = ResultArg;
5846   bool ObjCLifetimeConversion;
5847
5848   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5849   //
5850   //   A template-argument for a non-type, non-template
5851   //   template-parameter shall be one of: [...]
5852   //
5853   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
5854   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
5855
5856   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5857   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5858   bool ExtraParens = false;
5859   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5860     if (!Invalid && !ExtraParens) {
5861       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5862              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5863                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
5864                diag::ext_template_arg_extra_parens)
5865         << Arg->getSourceRange();
5866       ExtraParens = true;
5867     }
5868
5869     Arg = Parens->getSubExpr();
5870   }
5871
5872   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5873            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5874     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5875
5876   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
5877   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5878     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5879       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
5880       if (DRE && !DRE->getQualifier())
5881         DRE = nullptr;
5882     }
5883   }
5884   // A constant of pointer-to-member type.
5885   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
5886     if (ValueDecl *VD = dyn_cast<ValueDecl>(DRE->getDecl())) {
5887       if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
5888         if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
5889           if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5890             Converted = TemplateArgument(Arg);
5891           } else {
5892             VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
5893             Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
5894           }
5895           return Invalid;
5896         }
5897       }
5898     }
5899
5900     DRE = nullptr;
5901   }
5902
5903   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5904
5905   // Check for a null pointer value.
5906   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ResultArg,
5907                                              Entity)) {
5908   case NPV_Error:
5909     return true;
5910   case NPV_NullPointer:
5911     S.Diag(ResultArg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5912     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5913                                  /*isNullPtr*/true);
5914     return false;
5915   case NPV_NotNullPointer:
5916     break;
5917   }
5918
5919   if (S.IsQualificationConversion(ResultArg->getType(),
5920                                   ParamType.getNonReferenceType(), false,
5921                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5922     ResultArg = S.ImpCastExprToType(ResultArg, ParamType, CK_NoOp,
5923                                     ResultArg->getValueKind())
5924                     .get();
5925   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(
5926                  ResultArg->getType(), ParamType.getNonReferenceType())) {
5927     // We can't perform this conversion.
5928     S.Diag(ResultArg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5929         << ResultArg->getType() << ParamType << ResultArg->getSourceRange();
5930     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5931     return true;
5932   }
5933
5934   if (!DRE)
5935     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
5936                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5937       << Arg->getSourceRange();
5938
5939   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5940       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5941       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
5942     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5943             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5944             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
5945            "Only non-static member pointers can make it here");
5946
5947     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
5948     // a member pointer constant.
5949     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5950       Converted = TemplateArgument(Arg);
5951     } else {
5952       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
5953       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
5954     }
5955     return Invalid;
5956   }
5957
5958   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
5959   S.Diag(Arg->getLocStart(),
5960          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5961     << Arg->getSourceRange();
5962   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5963   return true;
5964 }
5965
5966 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5967 /// non-type template parameter.
5968 ///
5969 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
5970 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
5971 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
5972 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
5973 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5974                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
5975                                        TemplateArgument &Converted,
5976                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
5977   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
5978
5979   // If the parameter type somehow involves auto, deduce the type now.
5980   if (getLangOpts().CPlusPlus17 && ParamType->isUndeducedType()) {
5981     // During template argument deduction, we allow 'decltype(auto)' to
5982     // match an arbitrary dependent argument.
5983     // FIXME: The language rules don't say what happens in this case.
5984     // FIXME: We get an opaque dependent type out of decltype(auto) if the
5985     // expression is merely instantiation-dependent; is this enough?
5986     if (CTAK == CTAK_Deduced && Arg->isTypeDependent()) {
5987       auto *AT = dyn_cast<AutoType>(ParamType);
5988       if (AT && AT->isDecltypeAuto()) {
5989         Converted = TemplateArgument(Arg);
5990         return Arg;
5991       }
5992     }
5993
5994     // When checking a deduced template argument, deduce from its type even if
5995     // the type is dependent, in order to check the types of non-type template
5996     // arguments line up properly in partial ordering.
5997     Optional<unsigned> Depth;
5998     if (CTAK != CTAK_Specified)
5999       Depth = Param->getDepth() + 1;
6000     if (DeduceAutoType(
6001             Context.getTrivialTypeSourceInfo(ParamType, Param->getLocation()),
6002             Arg, ParamType, Depth) == DAR_Failed) {
6003       Diag(Arg->getExprLoc(),
6004            diag::err_non_type_template_parm_type_deduction_failure)
6005         << Param->getDeclName() << Param->getType() << Arg->getType()
6006         << Arg->getSourceRange();
6007       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6008       return ExprError();
6009     }
6010     // CheckNonTypeTemplateParameterType will produce a diagnostic if there's
6011     // an error. The error message normally references the parameter
6012     // declaration, but here we'll pass the argument location because that's
6013     // where the parameter type is deduced.
6014     ParamType = CheckNonTypeTemplateParameterType(ParamType, Arg->getExprLoc());
6015     if (ParamType.isNull()) {
6016       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6017       return ExprError();
6018     }
6019   }
6020
6021   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
6022   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
6023          "non-type template parameter type cannot be qualified");
6024
6025   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
6026       !Context.hasSameType(ParamType.getNonLValueExprType(Context),
6027                            Arg->getType())) {
6028     // FIXME: If either type is dependent, we skip the check. This isn't
6029     // correct, since during deduction we're supposed to have replaced each
6030     // template parameter with some unique (non-dependent) placeholder.
6031     // FIXME: If the argument type contains 'auto', we carry on and fail the
6032     // type check in order to force specific types to be more specialized than
6033     // 'auto'. It's not clear how partial ordering with 'auto' is supposed to
6034     // work.
6035     if ((ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) &&
6036         !Arg->getType()->getContainedAutoType()) {
6037       Converted = TemplateArgument(Arg);
6038       return Arg;
6039     }
6040     // FIXME: This attempts to implement C++ [temp.deduct.type]p17. Per DR1770,
6041     // we should actually be checking the type of the template argument in P,
6042     // not the type of the template argument deduced from A, against the
6043     // template parameter type.
6044     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
6045       << Arg->getType()
6046       << ParamType.getUnqualifiedType();
6047     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6048     return ExprError();
6049   }
6050
6051   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
6052   // type-dependent, there's nothing we can check now.
6053   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
6054     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
6055     Converted = TemplateArgument(Arg);
6056     return Arg;
6057   }
6058
6059   // The initialization of the parameter from the argument is
6060   // a constant-evaluated context.
6061   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
6062       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
6063
6064   if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
6065     // C++17 [temp.arg.nontype]p1:
6066     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
6067     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
6068     APValue Value;
6069     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
6070         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
6071     if (ArgResult.isInvalid())
6072       return ExprError();
6073
6074     // For a value-dependent argument, CheckConvertedConstantExpression is
6075     // permitted (and expected) to be unable to determine a value.
6076     if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6077       Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6078       return ArgResult;
6079     }
6080
6081     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6082
6083     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
6084     switch (Value.getKind()) {
6085     case APValue::Uninitialized:
6086       assert(ParamType->isNullPtrType());
6087       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6088       break;
6089     case APValue::Int:
6090       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
6091       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
6092       break;
6093     case APValue::MemberPointer: {
6094       assert(ParamType->isMemberPointerType());
6095
6096       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
6097       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
6098         Diag(Arg->getLocStart(),
6099              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
6100             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
6101             << Arg->getSourceRange();
6102         return ExprError();
6103       }
6104
6105       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
6106       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6107                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6108       break;
6109     }
6110     case APValue::LValue: {
6111       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
6112       //   the value of the constant expression shall not refer to
6113       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
6114              ParamType->isNullPtrType());
6115       // -- a temporary object
6116       // -- a string literal
6117       // -- the result of a typeid expression, or
6118       // -- a predefined __func__ variable
6119       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
6120         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
6121           Converted = TemplateArgument(const_cast<Expr*>(E));
6122           break;
6123         }
6124         Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
6125           << Arg->getSourceRange();
6126         return ExprError();
6127       }
6128       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
6129           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
6130       // -- a subobject
6131       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
6132           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
6133           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
6134           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
6135         // Per defect report (no number yet):
6136         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
6137         //       object.
6138       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
6139                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
6140         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
6141           << Value.getAsString(Context, ParamType);
6142         return ExprError();
6143       }
6144       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
6145              "null reference should not be a constant expression");
6146       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
6147              "non-null value of type nullptr_t?");
6148       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6149                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6150       break;
6151     }
6152     case APValue::AddrLabelDiff:
6153       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
6154     case APValue::Float:
6155     case APValue::ComplexInt:
6156     case APValue::ComplexFloat:
6157     case APValue::Vector:
6158     case APValue::Array:
6159     case APValue::Struct:
6160     case APValue::Union:
6161       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
6162     }
6163
6164     return ArgResult.get();
6165   }
6166
6167   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
6168   //   The following conversions are performed on each expression used
6169   //   as a non-type template-argument. If a non-type
6170   //   template-argument cannot be converted to the type of the
6171   //   corresponding template-parameter then the program is
6172   //   ill-formed.
6173   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6174     // C++11:
6175     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6176     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
6177     //      constant expression are applied.
6178     //
6179     // C++98:
6180     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6181     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
6182     //      conversions (4.7) are applied.
6183
6184     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
6185       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6186       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
6187       //   shall be one of:
6188       //
6189       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
6190       //        type, a converted constant expression of the type of the
6191       //        template-parameter; or
6192       llvm::APSInt Value;
6193       ExprResult ArgResult =
6194         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
6195                                          CCEK_TemplateArg);
6196       if (ArgResult.isInvalid())
6197         return ExprError();
6198
6199       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
6200       if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6201         Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6202         return ArgResult;
6203       }
6204
6205       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
6206       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
6207       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
6208       QualType IntegerType = ParamType;
6209       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6210         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
6211       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
6212
6213       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6214                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
6215       return ArgResult;
6216     }
6217
6218     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
6219     if (ArgResult.isInvalid())
6220       return ExprError();
6221     Arg = ArgResult.get();
6222
6223     QualType ArgType = Arg->getType();
6224
6225     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6226     //   A template-argument for a non-type, non-template
6227     //   template-parameter shall be one of:
6228     //
6229     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
6230     //        type; or
6231     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
6232     llvm::APSInt Value;
6233     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6234       Diag(Arg->getLocStart(),
6235            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
6236         << ArgType << Arg->getSourceRange();
6237       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6238       return ExprError();
6239     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
6240       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
6241         QualType T;
6242
6243       public:
6244         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
6245
6246         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
6247                             SourceRange SR) override {
6248           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
6249         }
6250       } Diagnoser(ArgType);
6251
6252       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
6253                                             false).get();
6254       if (!Arg)
6255         return ExprError();
6256     }
6257
6258     // From here on out, all we care about is the unqualified form
6259     // of the argument type.
6260     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
6261
6262     // Try to convert the argument to the parameter's type.
6263     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
6264       // Okay: no conversion necessary
6265     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
6266       // This is an integral-to-boolean conversion.
6267       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
6268     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
6269                !ParamType->isEnumeralType()) {
6270       // This is an integral promotion or conversion.
6271       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
6272     } else {
6273       // We can't perform this conversion.
6274       Diag(Arg->getLocStart(),
6275            diag::err_template_arg_not_convertible)
6276         << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
6277       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6278       return ExprError();
6279     }
6280
6281     // Add the value of this argument to the list of converted
6282     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
6283     // parameter.
6284     if (Arg->isValueDependent()) {
6285       // The argument is value-dependent. Create a new
6286       // TemplateArgument with the converted expression.
6287       Converted = TemplateArgument(Arg);
6288       return Arg;
6289     }
6290
6291     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6292     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6293       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
6294
6295     if (ParamType->isBooleanType()) {
6296       // Value must be zero or one.
6297       Value = Value != 0;
6298       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6299       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6300         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6301       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6302     } else {
6303       llvm::APSInt OldValue = Value;
6304
6305       // Coerce the template argument's value to the value it will have
6306       // based on the template parameter's type.
6307       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6308       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6309         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6310       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6311
6312       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
6313       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
6314                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
6315         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
6316           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6317           << Arg->getSourceRange();
6318         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6319       }
6320
6321       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
6322       unsigned RequiredBits;
6323       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
6324         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
6325       else if (OldValue.isUnsigned())
6326         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
6327       else
6328         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
6329       if (RequiredBits > AllowedBits) {
6330         Diag(Arg->getLocStart(),
6331              diag::warn_template_arg_too_large)
6332           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6333           << Arg->getSourceRange();
6334         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6335       }
6336     }
6337
6338     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6339                                  ParamType->isEnumeralType()
6340                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
6341                                    : IntegerType);
6342     return Arg;
6343   }
6344
6345   QualType ArgType = Arg->getType();
6346   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
6347
6348   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
6349   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
6350   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6351       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
6352       //    applied. If the template-argument represents a set of
6353       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
6354       //    function is selected from the set (13.4).
6355       (ParamType->isPointerType() &&
6356        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6357       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
6358       //    function, no conversions apply. If the template-argument
6359       //    represents a set of overloaded functions, the matching
6360       //    function is selected from the set (13.4).
6361       (ParamType->isReferenceType() &&
6362        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6363       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6364       //    member function, no conversions apply. If the
6365       //    template-argument represents a set of overloaded member
6366       //    functions, the matching member function is selected from
6367       //    the set (13.4).
6368       (ParamType->isMemberPointerType() &&
6369        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
6370          ->isFunctionType())) {
6371
6372     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6373       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
6374                                                                 true,
6375                                                                 FoundResult)) {
6376         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6377           return ExprError();
6378
6379         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6380         ArgType = Arg->getType();
6381       } else
6382         return ExprError();
6383     }
6384
6385     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
6386       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6387                                                          ParamType,
6388                                                          Arg, Converted))
6389         return ExprError();
6390       return Arg;
6391     }
6392
6393     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6394                                              Converted))
6395       return ExprError();
6396     return Arg;
6397   }
6398
6399   if (ParamType->isPointerType()) {
6400     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
6401     //      object, qualification conversions (4.4) and the
6402     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
6403     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
6404     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6405            "Only object pointers allowed here");
6406
6407     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6408                                                        ParamType,
6409                                                        Arg, Converted))
6410       return ExprError();
6411     return Arg;
6412   }
6413
6414   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6415     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
6416     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
6417     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
6418     //      identical) type of the template-argument. The
6419     //      template-parameter is bound directly to the
6420     //      template-argument, which must be an lvalue.
6421     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6422            "Only object references allowed here");
6423
6424     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6425       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
6426                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
6427                                                                 true,
6428                                                                 FoundResult)) {
6429         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6430           return ExprError();
6431
6432         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6433         ArgType = Arg->getType();
6434       } else
6435         return ExprError();
6436     }
6437
6438     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6439                                                        ParamType,
6440                                                        Arg, Converted))
6441       return ExprError();
6442     return Arg;
6443   }
6444
6445   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
6446   if (ParamType->isNullPtrType()) {
6447     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6448       Converted = TemplateArgument(Arg);
6449       return Arg;
6450     }
6451
6452     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
6453     case NPV_NotNullPointer:
6454       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6455         << Arg->getType() << ParamType;
6456       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6457       return ExprError();
6458
6459     case NPV_Error:
6460       return ExprError();
6461
6462     case NPV_NullPointer:
6463       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6464       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
6465                                    /*isNullPtr*/true);
6466       return Arg;
6467     }
6468   }
6469
6470   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
6471   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
6472   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
6473
6474   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6475                                            Converted))
6476     return ExprError();
6477   return Arg;
6478 }
6479
6480 static void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(
6481     Sema &S, TemplateParameterList *New, TemplateParameterList *Old,
6482     Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind, SourceLocation TemplateArgLoc);
6483
6484 /// \brief Check a template argument against its corresponding
6485 /// template template parameter.
6486 ///
6487 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
6488 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
6489 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTemplateParmDecl *Param,
6490                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
6491                                  unsigned ArgumentPackIndex) {
6492   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
6493   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
6494   if (!Template) {
6495     // Any dependent template name is fine.
6496     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
6497     return false;
6498   }
6499
6500   if (Template->isInvalidDecl())
6501     return true;
6502
6503   // C++0x [temp.arg.template]p1:
6504   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
6505   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
6506   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
6507   //   primary class templates are considered when matching the
6508   //   template template argument with the corresponding parameter;
6509   //   partial specializations are not considered even if their
6510   //   parameter lists match that of the template template parameter.
6511   //
6512   // Note that we also allow template template parameters here, which
6513   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
6514   // partial specializations.
6515   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
6516       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
6517       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) &&
6518       !isa<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
6519     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
6520            "Only function templates are possible here");
6521     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template);
6522     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
6523       << Template;
6524   }
6525
6526   TemplateParameterList *Params = Param->getTemplateParameters();
6527   if (Param->isExpandedParameterPack())
6528     Params = Param->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
6529
6530   // C++1z [temp.arg.template]p3: (DR 150)
6531   //   A template-argument matches a template template-parameter P when P
6532   //   is at least as specialized as the template-argument A.
6533   if (getLangOpts().RelaxedTemplateTemplateArgs) {
6534     // Quick check for the common case:
6535     //   If P contains a parameter pack, then A [...] matches P if each of A's
6536     //   template parameters matches the corresponding template parameter in
6537     //   the template-parameter-list of P.
6538     if (TemplateParameterListsAreEqual(
6539             Template->getTemplateParameters(), Params, false,
6540             TPL_TemplateTemplateArgumentMatch, Arg.getLocation()))
6541       return false;
6542
6543     if (isTemplateTemplateParameterAtLeastAsSpecializedAs(Params, Template,
6544                                                           Arg.getLocation()))
6545       return false;
6546     // FIXME: Produce better diagnostics for deduction failures.
6547   }
6548
6549   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
6550                                          Params,
6551                                          true,
6552                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
6553                                          Arg.getLocation());
6554 }
6555
6556 /// \brief Given a non-type template argument that refers to a
6557 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
6558 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
6559 /// declaration.
6560 ExprResult
6561 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6562                                               QualType ParamType,
6563                                               SourceLocation Loc) {
6564   // C++ [temp.param]p8:
6565   //
6566   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
6567   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
6568   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
6569   if (ParamType->isArrayType())
6570     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
6571   else if (ParamType->isFunctionType())
6572     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
6573
6574   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
6575   // parameter's type.
6576   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
6577     return ImpCastExprToType(
6578              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
6579                              ParamType,
6580                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
6581                                ? CK_NullToMemberPointer
6582                                : CK_NullToPointer);
6583   }
6584   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
6585          "Only declaration template arguments permitted here");
6586
6587   ValueDecl *VD = cast<ValueDecl>(Arg.getAsDecl());
6588
6589   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
6590       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
6591        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
6592     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
6593     // Determine whether the non-type template template parameter is of
6594     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
6595     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
6596     // would refer to the member itself.
6597     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
6598       QualType ClassType
6599         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
6600       NestedNameSpecifier *Qualifier
6601         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
6602                                       ClassType.getTypePtr());
6603       CXXScopeSpec SS;
6604       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
6605
6606       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
6607       // internal consistency's sake, references to instance methods
6608       // are r-values.
6609       ExprValueKind VK = VK_LValue;
6610       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
6611         VK = VK_RValue;
6612
6613       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
6614                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
6615                                             VK,
6616                                             Loc,
6617                                             &SS);
6618       if (RefExpr.isInvalid())
6619         return ExprError();
6620
6621       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6622
6623       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
6624       // the element type on the parameter could be more qualified than the
6625       // element type in the expression we constructed.
6626       bool ObjCLifetimeConversion;
6627       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6628                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
6629                                     ObjCLifetimeConversion))
6630         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
6631
6632       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
6633              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6634                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
6635       return RefExpr;
6636     }
6637   }
6638
6639   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
6640
6641   if (ParamType->isPointerType()) {
6642     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
6643     // address of the declaration.
6644     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
6645     if (RefExpr.isInvalid())
6646       return ExprError();
6647
6648     if (!Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType->getPointeeType(), T) &&
6649         (T->isFunctionType() || T->isArrayType())) {
6650       // Decay functions and arrays unless we're forming a pointer to array.
6651       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
6652       if (RefExpr.isInvalid())
6653         return ExprError();
6654
6655       return RefExpr;
6656     }
6657
6658     // Take the address of everything else
6659     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6660   }
6661
6662   ExprValueKind VK = VK_RValue;
6663
6664   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
6665   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
6666   // type that the reference refers to.
6667   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6668     VK = VK_LValue;
6669     T = Context.getQualifiedType(T,
6670                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
6671   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
6672     // References to functions are always lvalues.
6673     VK = VK_LValue;
6674   }
6675
6676   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
6677 }
6678
6679 /// \brief Construct a new expression that refers to the given
6680 /// integral template argument with the given source-location
6681 /// information.
6682 ///
6683 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
6684 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
6685 /// literal value.
6686 ExprResult
6687 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6688                                                   SourceLocation Loc) {
6689   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
6690          "Operation is only valid for integral template arguments");
6691   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
6692
6693   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
6694   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
6695   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
6696   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
6697   // type of literal for it.
6698   QualType T = OrigT;
6699   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
6700     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
6701
6702   Expr *E;
6703   if (T->isAnyCharacterType()) {
6704     // This does not need to handle u8 character literals because those are
6705     // of type char, and so can also be covered by an ASCII character literal.
6706     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
6707     if (T->isWideCharType())
6708       Kind = CharacterLiteral::Wide;
6709     else if (T->isChar16Type())
6710       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
6711     else if (T->isChar32Type())
6712       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
6713     else
6714       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
6715
6716     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
6717                                        Kind, T, Loc);
6718   } else if (T->isBooleanType()) {
6719     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
6720                                          T, Loc);
6721   } else if (T->isNullPtrType()) {
6722     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
6723   } else {
6724     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
6725   }
6726
6727   if (OrigT->isEnumeralType()) {
6728     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
6729     // non-type template parameters.
6730     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
6731                                nullptr,
6732                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
6733                                Loc, Loc);
6734   }
6735
6736   return E;
6737 }
6738
6739 /// \brief Match two template parameters within template parameter lists.
6740 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
6741                                        bool Complain,
6742                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6743                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
6744   // Check the actual kind (type, non-type, template).
6745   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
6746     if (Complain) {
6747       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
6748       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6749         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6750         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
6751       }
6752       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6753         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6754       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
6755         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6756     }
6757
6758     return false;
6759   }
6760
6761   // Check that both are parameter packs or neither are parameter packs.
6762   // However, if we are matching a template template argument to a
6763   // template template parameter, the template template parameter can have
6764   // a parameter pack where the template template argument does not.
6765   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
6766       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6767         Old->isTemplateParameterPack())) {
6768     if (Complain) {
6769       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
6770       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6771         S.Diag(TemplateArgLoc,
6772              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6773         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
6774       }
6775
6776       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
6777                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
6778                       : 2;
6779       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6780         << ParamKind << New->isParameterPack();
6781       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
6782         << ParamKind << Old->isParameterPack();
6783     }
6784
6785     return false;
6786   }
6787
6788   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
6789   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
6790                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
6791     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
6792
6793     // If we are matching a template template argument to a template
6794     // template parameter and one of the non-type template parameter types
6795     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
6796     // to actually compare the arguments.
6797     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6798         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
6799          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
6800       return true;
6801
6802     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
6803       if (Complain) {
6804         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
6805         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6806           S.Diag(TemplateArgLoc,
6807                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6808           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
6809         }
6810         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
6811           << NewNTTP->getType()
6812           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6813         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
6814                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
6815           << OldNTTP->getType();
6816       }
6817
6818       return false;
6819     }
6820
6821     return true;
6822   }
6823
6824   // For template template parameters, check the template parameter types.
6825   // The template parameter lists of template template
6826   // parameters must agree.
6827   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
6828                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
6829     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
6830     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
6831                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
6832                                             Complain,
6833                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
6834                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
6835                                            : Kind),
6836                                             TemplateArgLoc);
6837   }
6838
6839   return true;
6840 }
6841
6842 /// \brief Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
6843 /// lists.
6844 static
6845 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
6846                                                 TemplateParameterList *New,
6847                                                 TemplateParameterList *Old,
6848                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6849                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
6850   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
6851   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6852     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6853     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
6854   }
6855   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
6856     << (New->size() > Old->size())
6857     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6858     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
6859   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
6860     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6861     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
6862 }
6863
6864 /// \brief Determine whether the given template parameter lists are
6865 /// equivalent.
6866 ///
6867 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
6868 /// source code as part of a new template declaration.
6869 ///
6870 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
6871 /// name lookup of the template declared with this template parameter
6872 /// list.
6873 ///
6874 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
6875 /// the template parameter lists are not equivalent.
6876 ///
6877 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
6878 ///
6879 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
6880 /// are actually checking the template parameter list of a template
6881 /// argument (New) against the template parameter list of its
6882 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
6883 /// slightly different diagnostics in this scenario.
6884 ///
6885 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
6886 /// otherwise.
6887 bool
6888 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
6889                                      TemplateParameterList *Old,
6890                                      bool Complain,
6891                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
6892                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
6893   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
6894     if (Complain)
6895       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6896                                                  TemplateArgLoc);
6897
6898     return false;
6899   }
6900
6901   // C++0x [temp.arg.template]p3:
6902   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
6903   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
6904   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
6905   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
6906   //   template-parameter-list of P. [...]
6907   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
6908   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
6909   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
6910                                     OldParmEnd = Old->end();
6911        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
6912     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
6913         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
6914       if (NewParm == NewParmEnd) {
6915         if (Complain)
6916           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6917                                                      TemplateArgLoc);
6918
6919         return false;
6920       }
6921
6922       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6923                                       Kind, TemplateArgLoc))
6924         return false;
6925
6926       ++NewParm;
6927       continue;
6928     }
6929
6930     // C++0x [temp.arg.template]p3:
6931     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
6932     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
6933     //   template parameters or template parameter packs in the
6934     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
6935     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
6936     //   parameters are template parameter packs).
6937     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
6938       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6939                                       Kind, TemplateArgLoc))
6940         return false;
6941     }
6942   }
6943
6944   // Make sure we exhausted all of the arguments.
6945   if (NewParm != NewParmEnd) {
6946     if (Complain)
6947       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6948                                                  TemplateArgLoc);
6949
6950     return false;
6951   }
6952
6953   return true;
6954 }
6955
6956 /// \brief Check whether a template can be declared within this scope.
6957 ///
6958 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
6959 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
6960 bool
6961 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
6962   if (!S)
6963     return false;
6964
6965   // Find the nearest enclosing declaration scope.
6966   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
6967          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
6968     S = S->getParent();
6969
6970   // C++ [temp]p4:
6971   //   A template [...] shall not have C linkage.
6972   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
6973   if (Ctx && Ctx->isExternCContext()) {
6974     Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
6975         << TemplateParams->getSourceRange();
6976     if (const LinkageSpecDecl *LSD = Ctx->getExternCContext())
6977       Diag(LSD->getExternLoc(), diag::note_extern_c_begins_here);
6978     return true;
6979   }
6980   Ctx = Ctx->getRedeclContext();
6981
6982   // C++ [temp]p2:
6983   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
6984   //   class scope declaration.
6985   if (Ctx) {
6986     if (Ctx->isFileContext())
6987       return false;
6988     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
6989       // C++ [temp.mem]p2:
6990       //   A local class shall not have member templates.
6991       if (RD->isLocalClass())
6992         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6993                     diag::err_template_inside_local_class)
6994           << TemplateParams->getSourceRange();
6995       else
6996         return false;
6997     }
6998   }
6999
7000   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7001               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
7002     << TemplateParams->getSourceRange();
7003 }
7004
7005 /// \brief Determine what kind of template specialization the given declaration
7006 /// is.
7007 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
7008   if (!D)
7009     return TSK_Undeclared;
7010
7011   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
7012     return Record->getTemplateSpecializationKind();
7013   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7014     return Function->getTemplateSpecializationKind();
7015   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
7016     return Var->getTemplateSpecializationKind();
7017
7018   return TSK_Undeclared;
7019 }
7020
7021 /// \brief Check whether a specialization is well-formed in the current
7022 /// context.
7023 ///
7024 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
7025 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
7026 ///
7027 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
7028 /// performed.
7029 ///
7030 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
7031 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
7032 /// a member of a class template (member function, static data member,
7033 /// member class).
7034 ///
7035 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
7036 ///
7037 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
7038 /// this entity.
7039 ///
7040 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
7041 /// a class template.
7042 ///
7043 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
7044 /// otherwise.
7045 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
7046                                              NamedDecl *Specialized,
7047                                              NamedDecl *PrevDecl,
7048                                              SourceLocation Loc,
7049                                              bool IsPartialSpecialization) {
7050   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
7051   // various diagnostics emitted by this routine.
7052   int EntityKind = 0;
7053   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
7054     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
7055   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
7056     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
7057   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
7058     EntityKind = 4;
7059   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
7060     EntityKind = 5;
7061   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
7062     EntityKind = 6;
7063   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
7064     EntityKind = 7;
7065   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
7066     EntityKind = 8;
7067   else {
7068     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
7069       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
7070     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7071     return true;
7072   }
7073
7074   // C++ [temp.expl.spec]p2:
7075   //   An explicit specialization shall be declared in the namespace
7076   //   of which the template is a member, or, for member templates, in
7077   //   the namespace of which the enclosing class or enclosing class
7078   //   template is a member. An explicit specialization of a member
7079   //   function, member class or static data member of a class
7080   //   template shall be declared in the namespace of which the class
7081   //   template is a member. Such a declaration may also be a
7082   //   definition. If the declaration is not a definition, the
7083   //   specialization may be defined later in the name- space in which
7084   //   the explicit specialization was declared, or in a namespace
7085   //   that encloses the one in which the explicit specialization was
7086   //   declared.
7087   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
7088     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
7089       << Specialized;
7090     return true;
7091   }
7092
7093   if (S.CurContext->isRecord() && !IsPartialSpecialization) {
7094     if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
7095       // Do not warn for class scope explicit specialization during
7096       // instantiation, warning was already emitted during pattern
7097       // semantic analysis.
7098       if (!S.inTemplateInstantiation())
7099         S.Diag(Loc, diag::ext_function_specialization_in_class)
7100           << Specialized;
7101     } else {
7102       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
7103         << Specialized;
7104       return true;
7105     }
7106   }
7107
7108   if (S.CurContext->isRecord() &&
7109       !S.CurContext->Equals(Specialized->getDeclContext())) {
7110     // Make sure that we're specializing in the right record context.
7111     // Otherwise, things can go horribly wrong.
7112     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
7113       << Specialized;
7114     return true;
7115   }
7116
7117   // C++ [temp.class.spec]p6:
7118   //   A class template partial specialization may be declared or redeclared
7119   //   in any namespace scope in which its definition may be defined (14.5.1
7120   //   and 14.5.2).
7121   DeclContext *SpecializedContext
7122     = Specialized->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
7123   DeclContext *DC = S.CurContext->getEnclosingNamespaceContext();
7124
7125   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in an enclosing
7126   // namespace.
7127   // Note that HandleDeclarator() performs this check for explicit
7128   // specializations of function templates, static data members, and member
7129   // functions, so we skip the check here for those kinds of entities.
7130   // FIXME: HandleDeclarator's diagnostics aren't quite as good, though.
7131   // Should we refactor that check, so that it occurs later?
7132   if (!DC->Encloses(SpecializedContext) &&
7133       !(isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized) ||
7134         isa<FunctionDecl>(Specialized) ||
7135         isa<VarTemplateDecl>(Specialized) ||
7136         isa<VarDecl>(Specialized))) {
7137     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
7138       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
7139         << EntityKind << Specialized;
7140     else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
7141       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
7142       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt)
7143         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
7144       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
7145                         << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
7146     } else
7147       llvm_unreachable("unexpected namespace context for specialization");
7148
7149     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7150   } else if ((!PrevDecl ||
7151               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) == TSK_Undeclared ||
7152               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) ==
7153                   TSK_ImplicitInstantiation)) {
7154     // C++ [temp.exp.spec]p2:
7155     //   An explicit specialization shall be declared in the namespace of which
7156     //   the template is a member, or, for member templates, in the namespace
7157     //   of which the enclosing class or enclosing class template is a member.
7158     //   An explicit specialization of a member function, member class or
7159     //   static data member of a class template shall be declared in the
7160     //   namespace of which the class template is a member.
7161     //
7162     // C++11 [temp.expl.spec]p2:
7163     //   An explicit specialization shall be declared in a namespace enclosing
7164     //   the specialized template.
7165     // C++11 [temp.explicit]p3:
7166     //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
7167     //   template.
7168     if (!DC->InEnclosingNamespaceSetOf(SpecializedContext)) {
7169       bool IsCPlusPlus11Extension = DC->Encloses(SpecializedContext);
7170       if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext)) {
7171         assert(!IsCPlusPlus11Extension &&
7172                "DC encloses TU but isn't in enclosing namespace set");
7173         S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_out_of_scope_global)
7174           << EntityKind << Specialized;
7175       } else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
7176         int Diag;
7177         if (!IsCPlusPlus11Extension)
7178           Diag = diag::err_template_spec_decl_out_of_scope;
7179         else if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
7180           Diag = diag::ext_template_spec_decl_out_of_scope;
7181         else
7182           Diag = diag::warn_cxx98_compat_template_spec_decl_out_of_scope;
7183         S.Diag(Loc, Diag)
7184           << EntityKind << Specialized << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
7185       }
7186
7187       S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7188     }
7189   }
7190
7191   return false;
7192 }
7193
7194 static SourceRange findTemplateParameterInType(unsigned Depth, Expr *E) {
7195   if (!E->isTypeDependent())
7196     return SourceLocation();
7197   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7198   Checker.TraverseStmt(E);
7199   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7200     return E->getSourceRange();
7201   return Checker.MatchLoc;
7202 }
7203
7204 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
7205   if (!TL.getType()->isDependentType())
7206     return SourceLocation();
7207   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7208   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
7209   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7210     return TL.getSourceRange();
7211   return Checker.MatchLoc;
7212 }
7213
7214 /// \brief Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
7215 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
7216 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7217     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
7218     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
7219   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
7220     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
7221       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7222               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
7223               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
7224         return true;
7225
7226       continue;
7227     }
7228
7229     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
7230       continue;
7231
7232     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
7233
7234     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
7235     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
7236       ArgExpr = Expansion->getPattern();
7237
7238     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
7239     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
7240       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
7241
7242     // C++ [temp.class.spec]p8:
7243     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
7244     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
7245     //   specialized.
7246     //
7247     // Below, we check the two conditions that only apply to
7248     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
7249     // arguments.
7250     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
7251       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
7252         continue;
7253
7254     // C++ [temp.class.spec]p9:
7255     //   Within the argument list of a class template partial
7256     //   specialization, the following restrictions apply:
7257     //     -- A partially specialized non-type argument expression
7258     //        shall not involve a template parameter of the partial
7259     //        specialization except when the argument expression is a
7260     //        simple identifier.
7261     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
7262     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
7263     //        parameter of the specialization.
7264     // DR1315 removes the first bullet, leaving an incoherent set of rules.
7265     // We implement a compromise between the original rules and DR1315:
7266     //     --  A specialized non-type template argument shall not be
7267     //         type-dependent and the corresponding template parameter
7268     //         shall have a non-dependent type.
7269     SourceRange ParamUseRange =
7270         findTemplateParameterInType(Param->getDepth(), ArgExpr);
7271     if (ParamUseRange.isValid()) {
7272       if (IsDefaultArgument) {
7273         S.Diag(TemplateNameLoc,
7274                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
7275         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7276                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
7277           << ParamUseRange;
7278       } else {
7279         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7280                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
7281           << ParamUseRange;
7282       }
7283       return true;
7284     }
7285
7286     ParamUseRange = findTemplateParameter(
7287         Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
7288     if (ParamUseRange.isValid()) {
7289       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
7290              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
7291         << Param->getType();
7292       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
7293         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange())
7294         << ParamUseRange;
7295       return true;
7296     }
7297   }
7298
7299   return false;
7300 }
7301
7302 /// \brief Check the non-type template arguments of a class template
7303 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
7304 ///
7305 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
7306 /// \param PrimaryTemplate the template parameters of the primary class
7307 ///        template.
7308 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
7309 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
7310 ///        partial specialization.
7311 ///
7312 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
7313 bool Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
7314     SourceLocation TemplateNameLoc, TemplateDecl *PrimaryTemplate,
7315     unsigned NumExplicit, ArrayRef<TemplateArgument> TemplateArgs) {
7316   // We have to be conservative when checking a template in a dependent
7317   // context.
7318   if (PrimaryTemplate->getDeclContext()->isDependentContext())
7319     return false;
7320
7321   TemplateParameterList *TemplateParams =
7322       PrimaryTemplate->getTemplateParameters();
7323   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7324     NonTypeTemplateParmDecl *Param
7325       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
7326     if (!Param)
7327       continue;
7328
7329     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(*this, TemplateNameLoc,
7330                                                       Param, &TemplateArgs[I],
7331                                                       1, I >= NumExplicit))
7332       return true;
7333   }
7334
7335   return false;
7336 }
7337
7338 DeclResult
7339 Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(Scope *S, unsigned TagSpec,
7340                                        TagUseKind TUK,
7341                                        SourceLocation KWLoc,
7342                                        SourceLocation ModulePrivateLoc,
7343                                        TemplateIdAnnotation &TemplateId,
7344                                        AttributeList *Attr,
7345                                        MultiTemplateParamsArg
7346                                            TemplateParameterLists,
7347                                        SkipBodyInfo *SkipBody) {
7348   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
7349
7350   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
7351
7352   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
7353   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
7354   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
7355     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
7356   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
7357   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
7358   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
7359
7360   // Find the class template we're specializing
7361   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
7362   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
7363     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
7364
7365   if (!ClassTemplate) {
7366     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
7367       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
7368           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
7369     return true;
7370   }
7371
7372   bool isMemberSpecialization = false;
7373   bool isPartialSpecialization = false;
7374
7375   // Check the validity of the template headers that introduce this
7376   // template.
7377   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
7378   // friend declarations.
7379   bool Invalid = false;
7380   TemplateParameterList *TemplateParams =
7381       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
7382           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
7383           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isMemberSpecialization,
7384           Invalid);
7385   if (Invalid)
7386     return true;
7387
7388   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
7389     isPartialSpecialization = true;
7390
7391     if (TUK == TUK_Friend) {
7392       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
7393         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7394       return true;
7395     }
7396
7397     // C++ [temp.class.spec]p10:
7398     //   The template parameter list of a specialization shall not
7399     //   contain default template argument values.
7400     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7401       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
7402       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
7403         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7404           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
7405                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
7406           TTP->removeDefaultArgument();
7407         }
7408       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
7409                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
7410         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
7411           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
7412                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7413             << DefArg->getSourceRange();
7414           NTTP->removeDefaultArgument();
7415         }
7416       } else {
7417         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
7418         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7419           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
7420                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7421             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
7422           TTP->removeDefaultArgument();
7423         }
7424       }
7425     }
7426   } else if (TemplateParams) {
7427     if (TUK == TUK_Friend)
7428       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
7429         << FixItHint::CreateRemoval(
7430                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7431                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
7432         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7433   } else {
7434     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
7435   }
7436
7437   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7438   // original template.
7439   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7440   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
7441   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7442                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
7443                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7444     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7445       << ClassTemplate
7446       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7447                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7448     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7449          diag::note_previous_use);
7450     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7451   }
7452
7453   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7454   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7455       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
7456
7457   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
7458   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7459     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
7460                                         UPPC_PartialSpecialization))
7461       return true;
7462
7463   // Check that the template argument list is well-formed for this
7464   // template.
7465   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7466   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7467                                 TemplateArgs, false, Converted))
7468     return true;
7469
7470   // Find the class template (partial) specialization declaration that
7471   // corresponds to these arguments.
7472   if (isPartialSpecialization) {
7473     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, ClassTemplate,
7474                                                TemplateArgs.size(), Converted))
7475       return true;
7476
7477     // FIXME: Move this to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
7478     // also do it during instantiation.
7479     bool InstantiationDependent;
7480     if (!Name.isDependent() &&
7481         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
7482             TemplateArgs.arguments(), InstantiationDependent)) {
7483       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
7484         << ClassTemplate->getDeclName();
7485       isPartialSpecialization = false;
7486     }
7487   }
7488
7489   void *InsertPos = nullptr;
7490   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
7491
7492   if (isPartialSpecialization)
7493     // FIXME: Template parameter list matters, too
7494     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
7495   else
7496     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7497
7498   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7499
7500   // Check whether we can declare a class template specialization in
7501   // the current scope.
7502   if (TUK != TUK_Friend &&
7503       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
7504                                        TemplateNameLoc,
7505                                        isPartialSpecialization))
7506     return true;
7507
7508   // The canonical type
7509   QualType CanonType;
7510   if (isPartialSpecialization) {
7511     // Build the canonical type that describes the converted template
7512     // arguments of the class template partial specialization.
7513     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7514     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
7515                                                       Converted);
7516
7517     if (Context.hasSameType(CanonType,
7518                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
7519       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
7520       //
7521       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
7522       //      to the implicit argument list of the primary template.
7523       //
7524       // This rule has since been removed, because it's redundant given DR1495,
7525       // but we keep it because it produces better diagnostics and recovery.
7526       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
7527         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
7528         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
7529       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
7530                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
7531                                 TemplateNameLoc,
7532                                 Attr,
7533                                 TemplateParams,
7534                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7535                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
7536                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
7537                                 TemplateParameterLists.data());
7538     }
7539
7540     // Create a new class template partial specialization declaration node.
7541     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
7542       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
7543     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
7544       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7545                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7546                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
7547                                                        TemplateParams,
7548                                                        ClassTemplate,
7549                                                        Converted,
7550                                                        TemplateArgs,
7551                                                        CanonType,
7552                                                        PrevPartial);
7553     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
7554     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
7555       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
7556           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
7557     }
7558
7559     if (!PrevPartial)
7560       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
7561     Specialization = Partial;
7562
7563     // If we are providing an explicit specialization of a member class
7564     // template specialization, make a note of that.
7565     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
7566       PrevPartial->setMemberSpecialization();
7567
7568     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
7569   } else {
7570     // Create a new class template specialization declaration node for
7571     // this explicit specialization or friend declaration.
7572     Specialization
7573       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7574                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7575                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7576                                                 ClassTemplate,
7577                                                 Converted,
7578                                                 PrevDecl);
7579     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7580     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
7581       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
7582                                                     TemplateParameterLists);
7583     }
7584
7585     if (!PrevDecl)
7586       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7587
7588     if (CurContext->isDependentContext()) {
7589       // -fms-extensions permits specialization of nested classes without
7590       // fully specializing the outer class(es).
7591       assert(getLangOpts().MicrosoftExt &&
7592              "Only possible with -fms-extensions!");
7593       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7594       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
7595           CanonTemplate, Converted);
7596     } else {
7597       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
7598     }
7599   }
7600
7601   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7602   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7603   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7604   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7605   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7606   //   use occurs; no diagnostic is required.
7607   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
7608     bool Okay = false;
7609     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7610       // Is there any previous explicit specialization declaration?
7611       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7612         Okay = true;
7613         break;
7614       }
7615     }
7616
7617     if (!Okay) {
7618       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7619       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7620         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
7621
7622       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7623            diag::note_instantiation_required_here)
7624         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
7625                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
7626       return true;
7627     }
7628   }
7629
7630   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
7631   if (TUK != TUK_Friend)
7632     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7633
7634   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
7635   if (TUK == TUK_Definition) {
7636     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
7637     NamedDecl *Hidden = nullptr;
7638     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
7639       SkipBody->ShouldSkip = true;
7640       makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
7641       // From here on out, treat this as just a redeclaration.
7642       TUK = TUK_Declaration;
7643     } else if (Def) {
7644       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7645       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition) << Specialization << Range;
7646       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
7647       Specialization->setInvalidDecl();
7648       return true;
7649     }
7650   }
7651
7652   if (Attr)
7653     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7654
7655   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
7656   // the ASTContext lays out the structure.
7657   if (TUK == TUK_Definition) {
7658     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
7659     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
7660   }
7661
7662   if (ModulePrivateLoc.isValid())
7663     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
7664       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
7665       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
7666
7667   // Build the fully-sugared type for this class template
7668   // specialization as the user wrote in the specialization
7669   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
7670   // from the specialization's declaration the way that the user
7671   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
7672   // name based on the "canonical" representation used to store the
7673   // template arguments in the specialization.
7674   TypeSourceInfo *WrittenTy
7675     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7676                                                 TemplateArgs, CanonType);
7677   if (TUK != TUK_Friend) {
7678     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7679     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7680   }
7681
7682   // C++ [temp.expl.spec]p9:
7683   //   A template explicit specialization is in the scope of the
7684   //   namespace in which the template was defined.
7685   //
7686   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
7687   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
7688   // but we also maintain the lexical context where the actual
7689   // definition occurs.
7690   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7691
7692   // We may be starting the definition of this specialization.
7693   if (TUK == TUK_Definition)
7694     Specialization->startDefinition();
7695
7696   if (TUK == TUK_Friend) {
7697     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
7698                                             TemplateNameLoc,
7699                                             WrittenTy,
7700                                             /*FIXME:*/KWLoc);
7701     Friend->setAccess(AS_public);
7702     CurContext->addDecl(Friend);
7703   } else {
7704     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
7705     // be seen when iterating through the list of declarations in that
7706     // context. However, specializations are not found by name lookup.
7707     CurContext->addDecl(Specialization);
7708   }
7709   return Specialization;
7710 }
7711
7712 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
7713                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
7714                                     Declarator &D) {
7715   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
7716   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
7717   return NewDecl;
7718 }
7719
7720 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
7721 /// that has just been explicitly specialized.
7722 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
7723   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
7724   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
7725
7726   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7727     FD->setInlineSpecified(false);
7728 }
7729
7730 /// \brief Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
7731 //  declaration or definition.
7732 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
7733     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
7734   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7735   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7736   // until a valid name loc is found.
7737   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
7738   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
7739        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7740     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
7741   }
7742   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
7743          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7744   return PrevDiagLoc;
7745 }
7746
7747 /// \brief Diagnose cases where we have an explicit template specialization
7748 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
7749 /// for those cases where they are required and determining whether the
7750 /// new specialization/instantiation will have any effect.
7751 ///
7752 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
7753 /// instantiation.
7754 ///
7755 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
7756 ///
7757 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
7758 ///
7759 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
7760 ///
7761 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
7762 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
7763 ///
7764 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
7765 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
7766 ///
7767 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
7768 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
7769 bool
7770 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
7771                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
7772                                              NamedDecl *PrevDecl,
7773                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
7774                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
7775                                              bool &HasNoEffect) {
7776   HasNoEffect = false;
7777
7778   switch (NewTSK) {
7779   case TSK_Undeclared:
7780   case TSK_ImplicitInstantiation:
7781     assert(
7782         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
7783         "previous declaration must be implicit!");
7784     return false;
7785
7786   case TSK_ExplicitSpecialization:
7787     switch (PrevTSK) {
7788     case TSK_Undeclared:
7789     case TSK_ExplicitSpecialization:
7790       // Okay, we're just specializing something that is either already
7791       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
7792       // instantiation.
7793       return false;
7794
7795     case TSK_ImplicitInstantiation:
7796       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
7797         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
7798         // still okay to specialize it.
7799         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
7800         return false;
7801       }
7802       // Fall through
7803       LLVM_FALLTHROUGH;
7804
7805     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7806     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7807       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7808               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
7809              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7810
7811       // C++ [temp.expl.spec]p6:
7812       //   If a template, a member template or the member of a class template
7813       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
7814       //   before the first use of that specialization that would cause an
7815       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
7816       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
7817       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7818         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7819         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
7820           return false;
7821       }
7822
7823       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7824         << PrevDecl;
7825       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
7826         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
7827
7828       return true;
7829     }
7830     llvm_unreachable("The switch over PrevTSK must be exhaustive.");
7831
7832   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7833     switch (PrevTSK) {
7834     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7835       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
7836       HasNoEffect = true;
7837       return false;
7838
7839     case TSK_Undeclared:
7840     case TSK_ImplicitInstantiation:
7841       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7842       // implicitly instantiated; that's fine.
7843       return false;
7844
7845     case TSK_ExplicitSpecialization:
7846       // C++0x [temp.explicit]p4:
7847       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7848       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7849       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7850       //   effect.
7851       HasNoEffect = true;
7852       return false;
7853
7854     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7855       // C++0x [temp.explicit]p10:
7856       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
7857       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
7858       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
7859       Diag(NewLoc,
7860            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
7861
7862       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7863       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7864       // until a valid name loc is found.
7865       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7866            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
7867       HasNoEffect = true;
7868       return false;
7869     }
7870
7871   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7872     switch (PrevTSK) {
7873     case TSK_Undeclared:
7874     case TSK_ImplicitInstantiation:
7875       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7876       // implicitly instantiated; that's fine.
7877       return false;
7878
7879     case TSK_ExplicitSpecialization:
7880       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
7881       //   For a given set of template parameters, if an explicit
7882       //   instantiation of a template appears after a declaration of
7883       //   an explicit specialization for that template, the explicit
7884       //   instantiation has no effect.
7885       Diag(NewLoc, diag::warn_explicit_instantiation_after_specialization)
7886         << PrevDecl;
7887       Diag(PrevDecl->getLocation(),
7888            diag::note_previous_template_specialization);
7889       HasNoEffect = true;
7890       return false;
7891
7892     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7893       // We're explicity instantiating a definition for something for which we
7894       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
7895
7896       // C++0x [temp.explicit]p4:
7897       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7898       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7899       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7900       //   effect.
7901       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7902         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7903         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7904           HasNoEffect = true;
7905           break;
7906         }
7907       }
7908
7909       return false;
7910
7911     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7912       // C++0x [temp.spec]p5:
7913       //   For a given template and a given set of template-arguments,
7914       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
7915       //       in a program,
7916
7917       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
7918       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
7919                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
7920                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
7921           << PrevDecl;
7922       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7923            diag::note_previous_explicit_instantiation);
7924       HasNoEffect = true;
7925       return false;
7926     }
7927   }
7928
7929   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
7930 }
7931
7932 /// \brief Perform semantic analysis for the given dependent function
7933 /// template specialization.
7934 ///
7935 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
7936 /// is with a friend declaration, like so:
7937 ///
7938 /// \code
7939 ///   template \<class T> void foo(T);
7940 ///   template \<class T> class A {
7941 ///     friend void foo<>(T);
7942 ///   };
7943 /// \endcode
7944 ///
7945 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
7946 /// just store the information.
7947 bool
7948 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
7949                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
7950                                                    LookupResult &Previous) {
7951   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
7952   // the correct context.
7953   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
7954   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
7955   while (F.hasNext()) {
7956     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
7957     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D) ||
7958         !FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
7959                               D->getDeclContext()->getRedeclContext()))
7960       F.erase();
7961   }
7962   F.done();
7963
7964   // Should this be diagnosed here?
7965   if (Previous.empty()) return true;
7966
7967   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
7968                                          ExplicitTemplateArgs);
7969   return false;
7970 }
7971
7972 /// \brief Perform semantic analysis for the given function template
7973 /// specialization.
7974 ///
7975 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
7976 /// explicit function template specialization. On successful completion,
7977 /// the function declaration \p FD will become a function template
7978 /// specialization.
7979 ///
7980 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
7981 /// function template specialization.
7982 ///
7983 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
7984 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
7985 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
7986 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
7987 ///
7988 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
7989 /// this function specialization.
7990 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
7991     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
7992     LookupResult &Previous) {
7993   // The set of function template specializations that could match this
7994   // explicit function template specialization.
7995   UnresolvedSet<8> Candidates;
7996   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
7997                                             /*ForTakingAddress=*/false);
7998
7999   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
8000       ConvertedTemplateArgs;
8001
8002   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
8003   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8004          I != E; ++I) {
8005     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
8006     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
8007       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
8008       // FD.
8009       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
8010                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
8011         continue;
8012
8013       // When matching a constexpr member function template specialization
8014       // against the primary template, we don't yet know whether the
8015       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
8016       // it will be a static member function until we know which template it
8017       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
8018       QualType FT = FD->getType();
8019       if (FD->isConstexpr()) {
8020         CXXMethodDecl *OldMD =
8021           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
8022         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
8023           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
8024           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
8025           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
8026           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
8027                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
8028         }
8029       }
8030
8031       TemplateArgumentListInfo Args;
8032       if (ExplicitTemplateArgs)
8033         Args = *ExplicitTemplateArgs;
8034
8035       // C++ [temp.expl.spec]p11:
8036       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
8037       //   template-id naming an explicit function template specialization
8038       //   provided it can be deduced from the function argument type.
8039       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
8040       // specializing this template.
8041       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
8042       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
8043       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
8044       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
8045               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
8046               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization,
8047               Info)) {
8048         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
8049         // that we can provide nifty diagnostics.
8050         FailedCandidates.addCandidate().set(
8051             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8052             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
8053         (void)TDK;
8054         continue;
8055       }
8056
8057       // Target attributes are part of the cuda function signature, so
8058       // the deduced template's cuda target must match that of the
8059       // specialization.  Given that C++ template deduction does not
8060       // take target attributes into account, we reject candidates
8061       // here that have a different target.
8062       if (LangOpts.CUDA &&
8063           IdentifyCUDATarget(Specialization,
8064                              /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
8065               IdentifyCUDATarget(FD, /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true)) {
8066         FailedCandidates.addCandidate().set(
8067             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8068             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
8069         continue;
8070       }
8071
8072       // Record this candidate.
8073       if (ExplicitTemplateArgs)
8074         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
8075       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
8076     }
8077   }
8078
8079   // Find the most specialized function template.
8080   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
8081       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
8082       FD->getLocation(),
8083       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
8084       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
8085           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
8086       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
8087
8088   if (Result == Candidates.end())
8089     return true;
8090
8091   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
8092   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
8093
8094   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
8095     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
8096   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
8097
8098   // Note: do not overwrite location info if previous template
8099   // specialization kind was explicit.
8100   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
8101   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
8102     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
8103     Specialization->setLexicalDeclContext(FD->getLexicalDeclContext());
8104     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
8105     // function can differ from the template declaration with respect to
8106     // the constexpr specifier.
8107     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8108     // FIXME: What if there are multiple such prior declarations (for instance,
8109     // from different modules)?
8110     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
8111   }
8112
8113   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
8114   // If so, we have run afoul of .
8115
8116   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
8117   // an explicit specialization.
8118   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
8119
8120   // Check the scope of this explicit specialization.
8121   if (!isFriend &&
8122       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8123                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
8124                                        Specialization, FD->getLocation(),
8125                                        false))
8126     return true;
8127
8128   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8129   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8130   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8131   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8132   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8133   //   use occurs; no diagnostic is required.
8134   bool HasNoEffect = false;
8135   if (!isFriend &&
8136       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
8137                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8138                                              Specialization,
8139                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8140                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
8141                                              HasNoEffect))
8142     return true;
8143
8144   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
8145   // clients know that this is an explicit specialization.
8146   if (!isFriend) {
8147     // Since explicit specializations do not inherit '=delete' from their
8148     // primary function template - check if the 'specialization' that was
8149     // implicitly generated (during template argument deduction for partial
8150     // ordering) from the most specialized of all the function templates that
8151     // 'FD' could have been specializing, has a 'deleted' definition.  If so,
8152     // first check that it was implicitly generated during template argument
8153     // deduction by making sure it wasn't referenced, and then reset the deleted
8154     // flag to not-deleted, so that we can inherit that information from 'FD'.
8155     if (Specialization->isDeleted() && !SpecInfo->isExplicitSpecialization() &&
8156         !Specialization->getCanonicalDecl()->isReferenced()) {
8157       // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8158       assert(
8159           Specialization->getCanonicalDecl() == Specialization &&
8160           "This must be the only existing declaration of this specialization");
8161       // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8162       Specialization->setDeletedAsWritten(false);
8163     }
8164     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8165     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8166     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
8167   }
8168
8169   // Turn the given function declaration into a function template
8170   // specialization, with the template arguments from the previous
8171   // specialization.
8172   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
8173   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
8174     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
8175   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
8176       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
8177       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8178       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
8179
8180   // A function template specialization inherits the target attributes
8181   // of its template.  (We require the attributes explicitly in the
8182   // code to match, but a template may have implicit attributes by
8183   // virtue e.g. of being constexpr, and it passes these implicit
8184   // attributes on to its specializations.)
8185   if (LangOpts.CUDA)
8186     inheritCUDATargetAttrs(FD, *Specialization->getPrimaryTemplate());
8187
8188   // The "previous declaration" for this function template specialization is
8189   // the prior function template specialization.
8190   Previous.clear();
8191   Previous.addDecl(Specialization);
8192   return false;
8193 }
8194
8195 /// \brief Perform semantic analysis for the given non-template member
8196 /// specialization.
8197 ///
8198 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8199 /// explicit member function specialization. On successful completion,
8200 /// the function declaration \p FD will become a member function
8201 /// specialization.
8202 ///
8203 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
8204 /// specialization.
8205 ///
8206 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
8207 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
8208 /// redeclared member.
8209 bool
8210 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
8211   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
8212
8213   // Try to find the member we are instantiating.
8214   NamedDecl *FoundInstantiation = nullptr;
8215   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
8216   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
8217   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
8218
8219   if (Previous.empty()) {
8220     // Nowhere to look anyway.
8221   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8222     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8223            I != E; ++I) {
8224       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
8225       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
8226         QualType Adjusted = Function->getType();
8227         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
8228           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
8229         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
8230           FoundInstantiation = *I;
8231           Instantiation = Method;
8232           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
8233           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
8234           break;
8235         }
8236       }
8237     }
8238   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
8239     VarDecl *PrevVar;
8240     if (Previous.isSingleResult() &&
8241         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
8242       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
8243         FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8244         Instantiation = PrevVar;
8245         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
8246         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
8247       }
8248   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
8249     CXXRecordDecl *PrevRecord;
8250     if (Previous.isSingleResult() &&
8251         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8252       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8253       Instantiation = PrevRecord;
8254       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
8255       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
8256     }
8257   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
8258     EnumDecl *PrevEnum;
8259     if (Previous.isSingleResult() &&
8260         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8261       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8262       Instantiation = PrevEnum;
8263       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
8264       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
8265     }
8266   }
8267
8268   if (!Instantiation) {
8269     // There is no previous declaration that matches. Since member
8270     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
8271     // this mismatch later.
8272     return false;
8273   }
8274
8275   // A member specialization in a friend declaration isn't really declaring
8276   // an explicit specialization, just identifying a specific (possibly implicit)
8277   // specialization. Don't change the template specialization kind.
8278   //
8279   // FIXME: Is this really valid? Other compilers reject.
8280   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
8281     // Preserve instantiation information.
8282     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
8283       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
8284                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
8285         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8286     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
8287       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
8288                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
8289         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8290     }
8291
8292     Previous.clear();
8293     Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8294     return false;
8295   }
8296
8297   // Make sure that this is a specialization of a member.
8298   if (!InstantiatedFrom) {
8299     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
8300       << Member;
8301     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
8302     return true;
8303   }
8304
8305   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8306   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8307   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8308   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8309   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8310   //   use occurs; no diagnostic is required.
8311   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
8312
8313   bool HasNoEffect = false;
8314   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
8315                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8316                                              Instantiation,
8317                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8318                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8319                                              HasNoEffect))
8320     return true;
8321
8322   // Check the scope of this explicit specialization.
8323   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8324                                        InstantiatedFrom,
8325                                        Instantiation, Member->getLocation(),
8326                                        false))
8327     return true;
8328
8329   // Note that this member specialization is an "instantiation of" the
8330   // corresponding member of the original template.
8331   if (auto *MemberFunction = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8332     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
8333     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
8334           TSK_ImplicitInstantiation) {
8335       // Explicit specializations of member functions of class templates do not
8336       // inherit '=delete' from the member function they are specializing.
8337       if (InstantiationFunction->isDeleted()) {
8338         // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8339         assert(InstantiationFunction->getCanonicalDecl() ==
8340                InstantiationFunction);
8341         // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8342         InstantiationFunction->setDeletedAsWritten(false);
8343       }
8344     }
8345
8346     MemberFunction->setInstantiationOfMemberFunction(
8347         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8348   } else if (auto *MemberVar = dyn_cast<VarDecl>(Member)) {
8349     MemberVar->setInstantiationOfStaticDataMember(
8350         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8351   } else if (auto *MemberClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Member)) {
8352     MemberClass->setInstantiationOfMemberClass(
8353         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8354   } else if (auto *MemberEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Member)) {
8355     MemberEnum->setInstantiationOfMemberEnum(
8356         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8357   } else {
8358     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8359   }
8360
8361   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
8362   // this specialization matches.
8363   Previous.clear();
8364   Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8365   return false;
8366 }
8367
8368 /// Complete the explicit specialization of a member of a class template by
8369 /// updating the instantiated member to be marked as an explicit specialization.
8370 ///
8371 /// \param OrigD The member declaration instantiated from the template.
8372 /// \param Loc The location of the explicit specialization of the member.
8373 template<typename DeclT>
8374 static void completeMemberSpecializationImpl(Sema &S, DeclT *OrigD,
8375                                              SourceLocation Loc) {
8376   if (OrigD->getTemplateSpecializationKind() != TSK_ImplicitInstantiation)
8377     return;
8378
8379   // FIXME: Inform AST mutation listeners of this AST mutation.
8380   // FIXME: If there are multiple in-class declarations of the member (from
8381   // multiple modules, or a declaration and later definition of a member type),
8382   // should we update all of them?
8383   OrigD->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8384   OrigD->setLocation(Loc);
8385 }
8386
8387 void Sema::CompleteMemberSpecialization(NamedDecl *Member,
8388                                         LookupResult &Previous) {
8389   NamedDecl *Instantiation = cast<NamedDecl>(Member->getCanonicalDecl());
8390   if (Instantiation == Member)
8391     return;
8392
8393   if (auto *Function = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Instantiation))
8394     completeMemberSpecializationImpl(*this, Function, Member->getLocation());
8395   else if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Instantiation))
8396     completeMemberSpecializationImpl(*this, Var, Member->getLocation());
8397   else if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Instantiation))
8398     completeMemberSpecializationImpl(*this, Record, Member->getLocation());
8399   else if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Instantiation))
8400     completeMemberSpecializationImpl(*this, Enum, Member->getLocation());
8401   else
8402     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8403 }
8404
8405 /// \brief Check the scope of an explicit instantiation.
8406 ///
8407 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
8408 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
8409                                             SourceLocation InstLoc,
8410                                             bool WasQualifiedName) {
8411   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
8412   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
8413
8414   if (CurContext->isRecord()) {
8415     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
8416       << D;
8417     return true;
8418   }
8419
8420   // C++11 [temp.explicit]p3:
8421   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
8422   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
8423   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
8424   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
8425   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
8426   //
8427   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
8428   if (WasQualifiedName) {
8429     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
8430       return false;
8431   } else {
8432     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
8433       return false;
8434   }
8435
8436   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
8437     if (WasQualifiedName)
8438       S.Diag(InstLoc,
8439              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8440                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
8441                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
8442         << D << NS;
8443     else
8444       S.Diag(InstLoc,
8445              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8446                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
8447                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
8448         << D << NS;
8449   } else
8450     S.Diag(InstLoc,
8451            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8452              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
8453              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
8454       << D;
8455   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8456   return false;
8457 }
8458
8459 /// \brief Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
8460 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
8461   if (!SS.isSet())
8462     return false;
8463
8464   // C++11 [temp.explicit]p3:
8465   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8466   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8467   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8468   //   name shall be a simple-template-id.
8469   //
8470   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8471   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
8472        NNS = NNS->getPrefix())
8473     if (const Type *T = NNS->getAsType())
8474       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
8475         return true;
8476
8477   return false;
8478 }
8479
8480 /// Make a dllexport or dllimport attr on a class template specialization take
8481 /// effect.
8482 static void dllExportImportClassTemplateSpecialization(
8483     Sema &S, ClassTemplateSpecializationDecl *Def) {
8484   auto *A = cast_or_null<InheritableAttr>(getDLLAttr(Def));
8485   assert(A && "dllExportImportClassTemplateSpecialization called "
8486               "on Def without dllexport or dllimport");
8487
8488   // We reject explicit instantiations in class scope, so there should
8489   // never be any delayed exported classes to worry about.
8490   assert(S.DelayedDllExportClasses.empty() &&
8491          "delayed exports present at explicit instantiation");
8492   S.checkClassLevelDLLAttribute(Def);
8493
8494   // Propagate attribute to base class templates.
8495   for (auto &B : Def->bases()) {
8496     if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8497             B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
8498       S.propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getLocStart());
8499   }
8500
8501   S.referenceDLLExportedClassMethods();
8502 }
8503
8504 // Explicit instantiation of a class template specialization
8505 DeclResult
8506 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8507                                  SourceLocation ExternLoc,
8508                                  SourceLocation TemplateLoc,
8509                                  unsigned TagSpec,
8510                                  SourceLocation KWLoc,
8511                                  const CXXScopeSpec &SS,
8512                                  TemplateTy TemplateD,
8513                                  SourceLocation TemplateNameLoc,
8514                                  SourceLocation LAngleLoc,
8515                                  ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8516                                  SourceLocation RAngleLoc,
8517                                  AttributeList *Attr) {
8518   // Find the class template we're specializing
8519   TemplateName Name = TemplateD.get();
8520   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
8521   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
8522   // original template.
8523   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
8524   assert(Kind != TTK_Enum &&
8525          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
8526
8527   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(TD);
8528
8529   if (!ClassTemplate) {
8530     NonTagKind NTK = getNonTagTypeDeclKind(TD, Kind);
8531     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << TD << NTK << Kind;
8532     Diag(TD->getLocation(), diag::note_previous_use);
8533     return true;
8534   }
8535
8536   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
8537                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
8538                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
8539     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
8540       << ClassTemplate
8541       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
8542                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
8543     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
8544          diag::note_previous_use);
8545     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
8546   }
8547
8548   // C++0x [temp.explicit]p2:
8549   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8550   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8551   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8552   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
8553                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8554                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8555
8556   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
8557     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
8558     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8559       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8560         Diag(ExternLoc,
8561              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8562         Diag(A->getLoc(), diag::note_attribute);
8563         break;
8564       }
8565     }
8566
8567     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
8568       Diag(ExternLoc,
8569            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8570       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
8571     }
8572   }
8573
8574   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
8575   // instantiation declarations for most purposes.
8576   bool DLLImportExplicitInstantiationDef = false;
8577   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
8578       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
8579     // Check for dllimport class template instantiation definitions.
8580     bool DLLImport =
8581         ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLImportAttr>();
8582     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8583       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLImport)
8584         DLLImport = true;
8585       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8586         // dllexport trumps dllimport here.
8587         DLLImport = false;
8588         break;
8589       }
8590     }
8591     if (DLLImport) {
8592       TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8593       DLLImportExplicitInstantiationDef = true;
8594     }
8595   }
8596
8597   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8598   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8599   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8600
8601   // Check that the template argument list is well-formed for this
8602   // template.
8603   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
8604   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8605                                 TemplateArgs, false, Converted))
8606     return true;
8607
8608   // Find the class template specialization declaration that
8609   // corresponds to these arguments.
8610   void *InsertPos = nullptr;
8611   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
8612     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
8613
8614   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
8615     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
8616
8617   // C++0x [temp.explicit]p2:
8618   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8619   //   namespace of its template. [...]
8620   //
8621   // This is C++ DR 275.
8622   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8623                                       SS.isSet()))
8624     return true;
8625
8626   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
8627
8628   bool HasNoEffect = false;
8629   if (PrevDecl) {
8630     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
8631                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
8632                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
8633                                                HasNoEffect))
8634       return PrevDecl;
8635
8636     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
8637     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
8638
8639     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
8640         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
8641       // Since the only prior class template specialization with these
8642       // arguments was referenced but not declared, reuse that
8643       // declaration node as our own, updating the source location
8644       // for the template name to reflect our new declaration.
8645       // (Other source locations will be updated later.)
8646       Specialization = PrevDecl;
8647       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
8648       PrevDecl = nullptr;
8649     }
8650
8651     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8652         DLLImportExplicitInstantiationDef) {
8653       // The new specialization might add a dllimport attribute.
8654       HasNoEffect = false;
8655     }
8656   }
8657
8658   if (!Specialization) {
8659     // Create a new class template specialization declaration node for
8660     // this explicit specialization.
8661     Specialization
8662       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
8663                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
8664                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
8665                                                 ClassTemplate,
8666                                                 Converted,
8667                                                 PrevDecl);
8668     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
8669
8670     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
8671       // Insert the new specialization.
8672       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
8673     }
8674   }
8675
8676   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
8677   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
8678   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
8679   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
8680   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
8681   // on the "canonical" representation used to store the template
8682   // arguments in the specialization.
8683   TypeSourceInfo *WrittenTy
8684     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
8685                                                 TemplateArgs,
8686                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
8687   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
8688
8689   // Set source locations for keywords.
8690   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
8691   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
8692   Specialization->setBraceRange(SourceRange());
8693
8694   bool PreviouslyDLLExported = Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8695   if (Attr)
8696     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
8697
8698   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
8699   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
8700   // just put it into the declaration context directly.
8701   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
8702   CurContext->addDecl(Specialization);
8703
8704   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
8705   if (HasNoEffect) {
8706     // Set the template specialization kind.
8707     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8708     return Specialization;
8709   }
8710
8711   // C++ [temp.explicit]p3:
8712   //   A definition of a class template or class member template
8713   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
8714   //   the class template or class member template.
8715   //
8716   // This check comes when we actually try to perform the
8717   // instantiation.
8718   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
8719     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8720                                               Specialization->getDefinition());
8721   if (!Def)
8722     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
8723   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
8724     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
8725     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
8726   }
8727
8728   // Instantiate the members of this class template specialization.
8729   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8730                                        Specialization->getDefinition());
8731   if (Def) {
8732     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
8733     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
8734     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8735     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8736         (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition ||
8737          DLLImportExplicitInstantiationDef)) {
8738       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
8739       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8740
8741       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
8742           (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8743            Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8744         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8745         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
8746         // MinGW doesn't allow this.
8747         auto *A = cast<InheritableAttr>(
8748             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
8749         A->setInherited(true);
8750         Def->addAttr(A);
8751         dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8752       }
8753     }
8754
8755     // Fix a TSK_ImplicitInstantiation followed by a
8756     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8757     bool NewlyDLLExported =
8758         !PreviouslyDLLExported && Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8759     if (Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation && NewlyDLLExported &&
8760         (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8761          Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8762       // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8763       // attribute to a template with a previous implicit instantiation.
8764       // MinGW doesn't allow this. We limit clang to only adding dllexport, to
8765       // avoid potentially strange codegen behavior.  For example, if we extend
8766       // this conditional to dllimport, and we have a source file calling a
8767       // method on an implicitly instantiated template class instance and then
8768       // declaring a dllimport explicit instantiation definition for the same
8769       // template class, the codegen for the method call will not respect the
8770       // dllimport, while it will with cl. The Def will already have the DLL
8771       // attribute, since the Def and Specialization will be the same in the
8772       // case of Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation, and we already added the
8773       // attribute to the Specialization; we just need to make it take effect.
8774       assert(Def == Specialization &&
8775              "Def and Specialization should match for implicit instantiation");
8776       dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8777     }
8778
8779     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
8780     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
8781     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8782     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
8783   } else {
8784
8785     // Set the template specialization kind.
8786     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8787   }
8788
8789   return Specialization;
8790 }
8791
8792 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
8793 DeclResult
8794 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8795                                  SourceLocation ExternLoc,
8796                                  SourceLocation TemplateLoc,
8797                                  unsigned TagSpec,
8798                                  SourceLocation KWLoc,
8799                                  CXXScopeSpec &SS,
8800                                  IdentifierInfo *Name,
8801                                  SourceLocation NameLoc,
8802                                  AttributeList *Attr) {
8803
8804   bool Owned = false;
8805   bool IsDependent = false;
8806   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
8807                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
8808                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
8809                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
8810                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
8811                         /*IsTypeSpecifier*/false,
8812                         /*IsTemplateParamOrArg*/false);
8813   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
8814
8815   if (!TagD)
8816     return true;
8817
8818   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
8819   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
8820
8821   if (Tag->isInvalidDecl())
8822     return true;
8823
8824   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
8825   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
8826   if (!Pattern) {
8827     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
8828       << Context.getTypeDeclType(Record);
8829     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
8830     return true;
8831   }
8832
8833   // C++0x [temp.explicit]p2:
8834   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
8835   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
8836   //   simple-template-id.
8837   //
8838   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8839   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
8840     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8841       << Record << SS.getRange();
8842
8843   // C++0x [temp.explicit]p2:
8844   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8845   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8846   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8847   TemplateSpecializationKind TSK
8848     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8849                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8850
8851   // C++0x [temp.explicit]p2:
8852   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8853   //   namespace of its template. [...]
8854   //
8855   // This is C++ DR 275.
8856   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
8857
8858   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
8859   CXXRecordDecl *PrevDecl
8860     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
8861   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
8862     PrevDecl = Record;
8863   if (PrevDecl) {
8864     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
8865     bool HasNoEffect = false;
8866     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
8867     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
8868                                                PrevDecl,
8869                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8870                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8871                                                HasNoEffect))
8872       return true;
8873     if (HasNoEffect)
8874       return TagD;
8875   }
8876
8877   CXXRecordDecl *RecordDef
8878     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8879   if (!RecordDef) {
8880     // C++ [temp.explicit]p3:
8881     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
8882     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
8883     CXXRecordDecl *Def
8884       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
8885     if (!Def) {
8886       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
8887         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
8888       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
8889         << Pattern;
8890       return true;
8891     } else {
8892       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
8893                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
8894                            TSK))
8895         return true;
8896
8897       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8898       if (!RecordDef)
8899         return true;
8900     }
8901   }
8902
8903   // Instantiate all of the members of the class.
8904   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
8905                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
8906
8907   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
8908     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
8909
8910   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
8911   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
8912   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
8913   // the source code.
8914   return TagD;
8915 }
8916
8917 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8918                                             SourceLocation ExternLoc,
8919                                             SourceLocation TemplateLoc,
8920                                             Declarator &D) {
8921   // Explicit instantiations always require a name.
8922   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
8923   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
8924   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
8925   if (!Name) {
8926     if (!D.isInvalidType())
8927       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
8928            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
8929         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
8930         << D.getSourceRange();
8931
8932     return true;
8933   }
8934
8935   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
8936   // we find one that is.
8937   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
8938          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
8939     S = S->getParent();
8940
8941   // Determine the type of the declaration.
8942   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
8943   QualType R = T->getType();
8944   if (R.isNull())
8945     return true;
8946
8947   // C++ [dcl.stc]p1:
8948   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
8949   //   instantiation (14.7.2) directive.
8950   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
8951     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
8952       << Name;
8953     return true;
8954   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
8955                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
8956     // Complain about then remove the storage class specifier.
8957     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
8958       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
8959
8960     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
8961   }
8962
8963   // C++0x [temp.explicit]p1:
8964   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
8965   //   inline or constexpr specifiers.
8966   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
8967   // well.
8968   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
8969     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
8970          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8971            diag::err_explicit_instantiation_inline :
8972            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
8973       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
8974   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
8975     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
8976     // not already specified.
8977     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
8978          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
8979
8980   // A deduction guide is not on the list of entities that can be explicitly
8981   // instantiated.
8982   if (Name.getNameKind() == DeclarationName::CXXDeductionGuideName) {
8983     Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(), diag::err_deduction_guide_specialized)
8984       << /*explicit instantiation*/ 0;
8985     return true;
8986   }
8987
8988   // C++0x [temp.explicit]p2:
8989   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8990   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8991   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8992   TemplateSpecializationKind TSK
8993     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8994                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8995
8996   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
8997   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
8998
8999   if (!R->isFunctionType()) {
9000     // C++ [temp.explicit]p1:
9001     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
9002     //   instantiated from the member definition associated with its class
9003     //   template.
9004     // C++1y [temp.explicit]p1:
9005     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
9006     //   instantiated from its template.
9007     if (Previous.isAmbiguous())
9008       return true;
9009
9010     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
9011     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
9012
9013     if (!PrevTemplate) {
9014       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
9015         // We expect to see a data data member here.
9016         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
9017             << Name;
9018         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9019              P != PEnd; ++P)
9020           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9021         return true;
9022       }
9023
9024       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
9025         // FIXME: Check for explicit specialization?
9026         Diag(D.getIdentifierLoc(),
9027              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
9028             << Prev;
9029         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9030         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
9031         return true;
9032       }
9033     } else {
9034       // Explicitly instantiate a variable template.
9035
9036       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
9037       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
9038       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
9039       //
9040       // This includes auto-typed variable template instantiations.
9041       if (R->isUndeducedType()) {
9042         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
9043              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
9044         return true;
9045       }
9046
9047       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId) {
9048         // C++1y [temp.explicit]p3:
9049         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
9050         //   in the declaration shall be a template-id.
9051         Diag(D.getIdentifierLoc(),
9052              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
9053           << PrevTemplate;
9054         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
9055              diag::note_explicit_instantiation_here);
9056         return true;
9057       }
9058
9059       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
9060       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
9061           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9062
9063       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
9064                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
9065       if (Res.isInvalid())
9066         return true;
9067
9068       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
9069       // checking.
9070       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
9071     }
9072
9073     // C++0x [temp.explicit]p2:
9074     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9075     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9076     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9077     //   name shall be a simple-template-id.
9078     //
9079     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9080     //
9081     // This does not apply to variable template specializations, where the
9082     // template-id is in the unqualified-id instead.
9083     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
9084       Diag(D.getIdentifierLoc(),
9085            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9086         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9087
9088     // Check the scope of this explicit instantiation.
9089     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
9090
9091     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
9092     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
9093     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
9094     bool HasNoEffect = false;
9095     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
9096                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
9097       return true;
9098
9099     if (!HasNoEffect) {
9100       // Instantiate static data member or variable template.
9101       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9102       if (PrevTemplate) {
9103         // Merge attributes.
9104         if (AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList())
9105           ProcessDeclAttributeList(S, Prev, Attr);
9106       }
9107       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9108         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
9109     }
9110
9111     // Check the new variable specialization against the parsed input.
9112     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
9113       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
9114            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
9115           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
9116       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
9117           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
9118       return true;
9119     }
9120
9121     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
9122     return (Decl*) nullptr;
9123   }
9124
9125   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
9126   // argument list into our AST format.
9127   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
9128   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
9129   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId) {
9130     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9131     HasExplicitTemplateArgs = true;
9132   }
9133
9134   // C++ [temp.explicit]p1:
9135   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
9136   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
9137   //  instantiated from the member definition associated with its class
9138   //  template.
9139   UnresolvedSet<8> TemplateMatches;
9140   FunctionDecl *NonTemplateMatch = nullptr;
9141   AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList();
9142   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
9143   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9144        P != PEnd; ++P) {
9145     NamedDecl *Prev = *P;
9146     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
9147       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
9148         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType(),
9149                                                 /*AdjustExceptionSpec*/true);
9150         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
9151           if (Method->getPrimaryTemplate()) {
9152             TemplateMatches.addDecl(Method, P.getAccess());
9153           } else {
9154             // FIXME: Can this assert ever happen?  Needs a test.
9155             assert(!NonTemplateMatch && "Multiple NonTemplateMatches");
9156             NonTemplateMatch = Method;
9157           }
9158         }
9159       }
9160     }
9161
9162     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
9163     if (!FunTmpl)
9164       continue;
9165
9166     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
9167     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
9168     if (TemplateDeductionResult TDK
9169           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
9170                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
9171                                                         : nullptr),
9172                                     R, Specialization, Info)) {
9173       // Keep track of almost-matches.
9174       FailedCandidates.addCandidate()
9175           .set(P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9176                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
9177       (void)TDK;
9178       continue;
9179     }
9180
9181     // Target attributes are part of the cuda function signature, so
9182     // the cuda target of the instantiated function must match that of its
9183     // template.  Given that C++ template deduction does not take
9184     // target attributes into account, we reject candidates here that
9185     // have a different target.
9186     if (LangOpts.CUDA &&
9187         IdentifyCUDATarget(Specialization,
9188                            /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
9189             IdentifyCUDATarget(Attr)) {
9190       FailedCandidates.addCandidate().set(
9191           P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9192           MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
9193       continue;
9194     }
9195
9196     TemplateMatches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
9197   }
9198
9199   FunctionDecl *Specialization = NonTemplateMatch;
9200   if (!Specialization) {
9201     // Find the most specialized function template specialization.
9202     UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
9203         TemplateMatches.begin(), TemplateMatches.end(), FailedCandidates,
9204         D.getIdentifierLoc(),
9205         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
9206         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
9207         PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
9208
9209     if (Result == TemplateMatches.end())
9210       return true;
9211
9212     // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
9213     Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
9214   }
9215
9216   // C++11 [except.spec]p4
9217   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
9218   // but is not required.
9219   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
9220   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
9221   // other declarations of that function.
9222   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
9223     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
9224       unsigned DiagID =
9225           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9226       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
9227         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9228       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
9229           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
9230           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
9231           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
9232           Specialization->getLocation(), FPT, D.getLocStart());
9233       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
9234       // warning.
9235       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
9236         return true;
9237     }
9238
9239   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
9240     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9241          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
9242       << Specialization
9243       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
9244           TSK_ExplicitSpecialization);
9245     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9246     return true;
9247   }
9248
9249   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
9250   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
9251     PrevDecl = Specialization;
9252
9253   if (PrevDecl) {
9254     bool HasNoEffect = false;
9255     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
9256                                                PrevDecl,
9257                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
9258                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
9259                                                HasNoEffect))
9260       return true;
9261
9262     // FIXME: We may still want to build some representation of this
9263     // explicit specialization.
9264     if (HasNoEffect)
9265       return (Decl*) nullptr;
9266   }
9267
9268   if (Attr)
9269     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
9270
9271   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
9272   // instantiation declarations.
9273   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
9274       Specialization->hasAttr<DLLImportAttr>() &&
9275       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft())
9276     TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9277
9278   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9279
9280   if (Specialization->isDefined()) {
9281     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
9282     // instantiated now, and its linkage might have changed.
9283     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
9284   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9285     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
9286
9287   // C++0x [temp.explicit]p2:
9288   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9289   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9290   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9291   //   name shall be a simple-template-id.
9292   //
9293   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9294   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
9295   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
9296       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
9297       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
9298     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9299          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9300     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9301
9302   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
9303                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
9304                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
9305                                   D.getIdentifierLoc(),
9306                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
9307
9308   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
9309   return (Decl*) nullptr;
9310 }
9311
9312 TypeResult
9313 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
9314                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
9315                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
9316   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
9317   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
9318
9319   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
9320   if (!NNS)
9321     return true;
9322
9323   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
9324
9325   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
9326     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
9327       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
9328     return true;
9329   }
9330
9331   // Create the resulting type.
9332   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
9333   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
9334
9335   // Create type-source location information for this type.
9336   TypeLocBuilder TLB;
9337   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
9338   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
9339   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9340   TL.setNameLoc(NameLoc);
9341   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
9342 }
9343
9344 TypeResult
9345 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
9346                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
9347                         SourceLocation IdLoc) {
9348   if (SS.isInvalid())
9349     return true;
9350
9351   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9352     Diag(TypenameLoc,
9353          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9354            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9355            diag::ext_typename_outside_of_template)
9356       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9357
9358   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9359   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
9360                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
9361   if (T.isNull())
9362     return true;
9363
9364   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
9365   if (isa<DependentNameType>(T)) {
9366     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
9367     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9368     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9369     TL.setNameLoc(IdLoc);
9370   } else {
9371     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
9372     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9373     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9374     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
9375   }
9376
9377   return CreateParsedType(T, TSI);
9378 }
9379
9380 TypeResult
9381 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
9382                         SourceLocation TypenameLoc,
9383                         const CXXScopeSpec &SS,
9384                         SourceLocation TemplateKWLoc,
9385                         TemplateTy TemplateIn,
9386                         IdentifierInfo *TemplateII,
9387                         SourceLocation TemplateIILoc,
9388                         SourceLocation LAngleLoc,
9389                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
9390                         SourceLocation RAngleLoc) {
9391   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9392     Diag(TypenameLoc,
9393          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9394            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9395            diag::ext_typename_outside_of_template)
9396       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9397
9398   // Strangely, non-type results are not ignored by this lookup, so the
9399   // program is ill-formed if it finds an injected-class-name.
9400   if (TypenameLoc.isValid()) {
9401     auto *LookupRD =
9402         dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, false));
9403     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
9404       Diag(TemplateIILoc,
9405            diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9406         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
9407         << (TemplateKWLoc.isValid() ? 1 : 0 /*'template'/'typename' keyword*/);
9408     }
9409   }
9410
9411   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
9412   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
9413   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
9414
9415   TemplateName Template = TemplateIn.get();
9416   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
9417     // Construct a dependent template specialization type.
9418     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
9419     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
9420     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
9421                                                           DTN->getQualifier(),
9422                                                           DTN->getIdentifier(),
9423                                                                 TemplateArgs);
9424
9425     // Create source-location information for this type.
9426     TypeLocBuilder Builder;
9427     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9428     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9429     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9430     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9431     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9432     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9433     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9434     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9435     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9436       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9437     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
9438   }
9439
9440   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
9441   if (T.isNull())
9442     return true;
9443
9444   // Provide source-location information for the template specialization type.
9445   TypeLocBuilder Builder;
9446   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9447     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9448   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9449   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9450   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9451   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9452   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9453     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9454
9455   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
9456   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
9457   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9458   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9459
9460   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
9461   return CreateParsedType(T, TSI);
9462 }
9463
9464
9465 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
9466 /// disabled by a usage of std::enable_if.
9467 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
9468                        SourceRange &CondRange, Expr *&Cond) {
9469   // We must be looking for a ::type...
9470   if (!II.isStr("type"))
9471     return false;
9472
9473   // ... within an explicitly-written template specialization...
9474   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
9475     return false;
9476   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
9477   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
9478       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
9479   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
9480     return false;
9481   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST =
9482     cast<TemplateSpecializationType>(EnableIfTSTLoc.getTypePtr());
9483
9484   // ... which names a complete class template declaration...
9485   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
9486     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
9487   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
9488     return false;
9489
9490   // ... called "enable_if".
9491   const IdentifierInfo *EnableIfII =
9492     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
9493   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
9494     return false;
9495
9496   // Assume the first template argument is the condition.
9497   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
9498
9499   // Dig out the condition.
9500   Cond = nullptr;
9501   if (EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getArgument().getKind()
9502         != TemplateArgument::Expression)
9503     return true;
9504
9505   Cond = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceExpression();
9506
9507   // Ignore Boolean literals; they add no value.
9508   if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(Cond->IgnoreParenCasts()))
9509     Cond = nullptr;
9510
9511   return true;
9512 }
9513
9514 /// \brief Build the type that describes a C++ typename specifier,
9515 /// e.g., "typename T::type".
9516 QualType
9517 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
9518                         SourceLocation KeywordLoc,
9519                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
9520                         const IdentifierInfo &II,
9521                         SourceLocation IILoc) {
9522   CXXScopeSpec SS;
9523   SS.Adopt(QualifierLoc);
9524
9525   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
9526   if (!Ctx) {
9527     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
9528     // resolved to a type, build a typename type.
9529     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
9530     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9531                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9532                                         &II);
9533   }
9534
9535   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
9536   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
9537   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
9538   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
9539   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
9540
9541   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
9542     return QualType();
9543
9544   DeclarationName Name(&II);
9545   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
9546   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
9547   unsigned DiagID = 0;
9548   Decl *Referenced = nullptr;
9549   switch (Result.getResultKind()) {
9550   case LookupResult::NotFound: {
9551     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
9552     // a more specific diagnostic.
9553     SourceRange CondRange;
9554     Expr *Cond = nullptr;
9555     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange, Cond)) {
9556       // If we have a condition, narrow it down to the specific failed
9557       // condition.
9558       if (Cond) {
9559         Expr *FailedCond;
9560         std::string FailedDescription;
9561         std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
9562           findFailedBooleanCondition(Cond, /*AllowTopLevelCond=*/true);
9563
9564         Diag(FailedCond->getExprLoc(),
9565              diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
9566           << FailedDescription
9567           << FailedCond->getSourceRange();
9568         return QualType();
9569       }
9570
9571       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
9572           << Ctx << CondRange;
9573       return QualType();
9574     }
9575
9576     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
9577     break;
9578   }
9579
9580   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
9581     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
9582     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
9583     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9584                           IILoc);
9585     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
9586       << Name << Ctx << FullRange;
9587     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
9588           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
9589       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
9590       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
9591         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
9592     }
9593   }
9594   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
9595   // better.
9596   LLVM_FALLTHROUGH;
9597
9598   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
9599     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
9600     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9601                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9602                                         &II);
9603
9604   case LookupResult::Found:
9605     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
9606       // C++ [class.qual]p2:
9607       //   In a lookup in which function names are not ignored and the
9608       //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
9609       //   after the nested-name-specifier, when looked up in C, is the
9610       //   injected-class-name of C [...] then the name is instead considered
9611       //   to name the constructor of class C.
9612       //
9613       // Unlike in an elaborated-type-specifier, function names are not ignored
9614       // in typename-specifier lookup. However, they are ignored in all the
9615       // contexts where we form a typename type with no keyword (that is, in
9616       // mem-initializer-ids, base-specifiers, and elaborated-type-specifiers).
9617       //
9618       // FIXME: That's not strictly true: mem-initializer-id lookup does not
9619       // ignore functions, but that appears to be an oversight.
9620       auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(Ctx);
9621       auto *FoundRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Type);
9622       if (Keyword == ETK_Typename && LookupRD && FoundRD &&
9623           FoundRD->isInjectedClassName() &&
9624           declaresSameEntity(LookupRD, cast<Decl>(FoundRD->getParent())))
9625         Diag(IILoc, diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9626             << &II << 1 << 0 /*'typename' keyword used*/;
9627
9628       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
9629       // typename-specifier was just sugar.
9630       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
9631       return Context.getElaboratedType(Keyword,
9632                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9633                                        Context.getTypeDeclType(Type));
9634     }
9635
9636     // C++ [dcl.type.simple]p2:
9637     //   A type-specifier of the form
9638     //     typename[opt] nested-name-specifier[opt] template-name
9639     //   is a placeholder for a deduced class type [...].
9640     if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
9641       if (auto *TD = getAsTypeTemplateDecl(Result.getFoundDecl())) {
9642         return Context.getElaboratedType(
9643             Keyword, QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9644             Context.getDeducedTemplateSpecializationType(TemplateName(TD),
9645                                                          QualType(), false));
9646       }
9647     }
9648
9649     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9650     Referenced = Result.getFoundDecl();
9651     break;
9652
9653   case LookupResult::FoundOverloaded:
9654     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9655     Referenced = *Result.begin();
9656     break;
9657
9658   case LookupResult::Ambiguous:
9659     return QualType();
9660   }
9661
9662   // If we get here, it's because name lookup did not find a
9663   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
9664   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9665                         IILoc);
9666   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
9667   if (Referenced)
9668     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
9669       << Name;
9670   return QualType();
9671 }
9672
9673 namespace {
9674   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
9675   class CurrentInstantiationRebuilder
9676     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
9677     SourceLocation Loc;
9678     DeclarationName Entity;
9679
9680   public:
9681     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
9682
9683     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
9684                                   SourceLocation Loc,
9685                                   DeclarationName Entity)
9686     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
9687       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
9688
9689     /// \brief Determine whether the given type \p T has already been
9690     /// transformed.
9691     ///
9692     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
9693     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
9694     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
9695       return T.isNull() || !T->isDependentType();
9696     }
9697
9698     /// \brief Returns the location of the entity whose type is being
9699     /// rebuilt.
9700     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
9701
9702     /// \brief Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
9703     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
9704
9705     /// \brief Sets the "base" location and entity when that
9706     /// information is known based on another transformation.
9707     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
9708       this->Loc = Loc;
9709       this->Entity = Entity;
9710     }
9711
9712     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
9713       // Lambdas never need to be transformed.
9714       return E;
9715     }
9716   };
9717 } // end anonymous namespace
9718
9719 /// \brief Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
9720 ///
9721 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
9722 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
9723 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
9724 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
9725 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
9726 /// canonical types, e.g.,
9727 ///
9728 /// \code
9729 /// template<typename T>
9730 /// struct X {
9731 ///   typedef T* pointer;
9732 ///   pointer data();
9733 /// };
9734 ///
9735 /// template<typename T>
9736 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
9737 /// \endcode
9738 ///
9739 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
9740 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
9741 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
9742 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
9743 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
9744 /// definition and the declaration to match.
9745 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
9746                                                         SourceLocation Loc,
9747                                                         DeclarationName Name) {
9748   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
9749     return T;
9750
9751   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
9752   return Rebuilder.TransformType(T);
9753 }
9754
9755 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
9756   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
9757                                           DeclarationName());
9758   return Rebuilder.TransformExpr(E);
9759 }
9760
9761 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
9762   if (SS.isInvalid())
9763     return true;
9764
9765   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9766   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
9767                                           DeclarationName());
9768   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
9769     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
9770   if (!Rebuilt)
9771     return true;
9772
9773   SS.Adopt(Rebuilt);
9774   return false;
9775 }
9776
9777 /// \brief Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
9778 /// instantiation.
9779 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9780                                                TemplateParameterList *Params) {
9781   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9782     Decl *Param = Params->getParam(I);
9783
9784     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
9785     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
9786       continue;
9787
9788     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
9789     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
9790         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
9791       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9792             TTP->getTemplateParameters()))
9793         return true;
9794
9795       continue;
9796     }
9797
9798     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
9799     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
9800     TypeSourceInfo *NewTSI
9801       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
9802                                           NTTP->getLocation(),
9803                                           NTTP->getDeclName());
9804     if (!NewTSI)
9805       return true;
9806
9807     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
9808       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
9809       NTTP->setType(NewTSI->getType());
9810     }
9811   }
9812
9813   return false;
9814 }
9815
9816 /// \brief Produces a formatted string that describes the binding of
9817 /// template parameters to template arguments.
9818 std::string
9819 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9820                                       const TemplateArgumentList &Args) {
9821   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
9822 }
9823
9824 std::string
9825 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9826                                       const TemplateArgument *Args,
9827                                       unsigned NumArgs) {
9828   SmallString<128> Str;
9829   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
9830
9831   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
9832     return std::string();
9833
9834   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9835     if (I >= NumArgs)
9836       break;
9837
9838     if (I == 0)
9839       Out << "[with ";
9840     else
9841       Out << ", ";
9842
9843     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
9844       Out << Id->getName();
9845     } else {
9846       Out << '$' << I;
9847     }
9848
9849     Out << " = ";
9850     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
9851   }
9852
9853   Out << ']';
9854   return Out.str();
9855 }
9856
9857 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
9858                                     CachedTokens &Toks) {
9859   if (!FD)
9860     return;
9861
9862   auto LPT = llvm::make_unique<LateParsedTemplate>();
9863
9864   // Take tokens to avoid allocations
9865   LPT->Toks.swap(Toks);
9866   LPT->D = FnD;
9867   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, std::move(LPT)));
9868
9869   FD->setLateTemplateParsed(true);
9870 }
9871
9872 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
9873   if (!FD)
9874     return;
9875   FD->setLateTemplateParsed(false);
9876 }
9877
9878 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
9879   DeclContext *DC = CurContext;
9880
9881   while (DC) {
9882     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
9883       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
9884       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
9885     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
9886       return false;
9887
9888     DC = DC->getParent();
9889   }
9890   return false;
9891 }
9892
9893 namespace {
9894 /// \brief Walk the path from which a declaration was instantiated, and check
9895 /// that every explicit specialization along that path is visible. This enforces
9896 /// C++ [temp.expl.spec]/6:
9897 ///
9898 ///   If a template, a member template or a member of a class template is
9899 ///   explicitly specialized then that specialization shall be declared before
9900 ///   the first use of that specialization that would cause an implicit
9901 ///   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
9902 ///   use occurs; no diagnostic is required.
9903 ///
9904 /// and also C++ [temp.class.spec]/1:
9905 ///
9906 ///   A partial specialization shall be declared before the first use of a
9907 ///   class template specialization that would make use of the partial
9908 ///   specialization as the result of an implicit or explicit instantiation
9909 ///   in every translation unit in which such a use occurs; no diagnostic is
9910 ///   required.
9911 class ExplicitSpecializationVisibilityChecker {
9912   Sema &S;
9913   SourceLocation Loc;
9914   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9915
9916 public:
9917   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(Sema &S, SourceLocation Loc)
9918       : S(S), Loc(Loc) {}
9919
9920   void check(NamedDecl *ND) {
9921     if (auto *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(ND))
9922       return checkImpl(FD);
9923     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ND))
9924       return checkImpl(RD);
9925     if (auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND))
9926       return checkImpl(VD);
9927     if (auto *ED = dyn_cast<EnumDecl>(ND))
9928       return checkImpl(ED);
9929   }
9930
9931 private:
9932   void diagnose(NamedDecl *D, bool IsPartialSpec) {
9933     auto Kind = IsPartialSpec ? Sema::MissingImportKind::PartialSpecialization
9934                               : Sema::MissingImportKind::ExplicitSpecialization;
9935     const bool Recover = true;
9936
9937     // If we got a custom set of modules (because only a subset of the
9938     // declarations are interesting), use them, otherwise let
9939     // diagnoseMissingImport intelligently pick some.
9940     if (Modules.empty())
9941       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, Kind, Recover);
9942     else
9943       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, D->getLocation(), Modules, Kind, Recover);
9944   }
9945
9946   // Check a specific declaration. There are three problematic cases:
9947   //
9948   //  1) The declaration is an explicit specialization of a template
9949   //     specialization.
9950   //  2) The declaration is an explicit specialization of a member of an
9951   //     templated class.
9952   //  3) The declaration is an instantiation of a template, and that template
9953   //     is an explicit specialization of a member of a templated class.
9954   //
9955   // We don't need to go any deeper than that, as the instantiation of the
9956   // surrounding class / etc is not triggered by whatever triggered this
9957   // instantiation, and thus should be checked elsewhere.
9958   template<typename SpecDecl>
9959   void checkImpl(SpecDecl *Spec) {
9960     bool IsHiddenExplicitSpecialization = false;
9961     if (Spec->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
9962       IsHiddenExplicitSpecialization =
9963           Spec->getMemberSpecializationInfo()
9964               ? !S.hasVisibleMemberSpecialization(Spec, &Modules)
9965               : !S.hasVisibleExplicitSpecialization(Spec, &Modules);
9966     } else {
9967       checkInstantiated(Spec);
9968     }
9969
9970     if (IsHiddenExplicitSpecialization)
9971       diagnose(Spec->getMostRecentDecl(), false);
9972   }
9973
9974   void checkInstantiated(FunctionDecl *FD) {
9975     if (auto *TD = FD->getPrimaryTemplate())
9976       checkTemplate(TD);
9977   }
9978
9979   void checkInstantiated(CXXRecordDecl *RD) {
9980     auto *SD = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RD);
9981     if (!SD)
9982       return;
9983
9984     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
9985     if (auto *TD = From.dyn_cast<ClassTemplateDecl *>())
9986       checkTemplate(TD);
9987     else if (auto *TD =
9988                  From.dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
9989       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
9990         diagnose(TD, true);
9991       checkTemplate(TD);
9992     }
9993   }
9994
9995   void checkInstantiated(VarDecl *RD) {
9996     auto *SD = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(RD);
9997     if (!SD)
9998       return;
9999
10000     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
10001     if (auto *TD = From.dyn_cast<VarTemplateDecl *>())
10002       checkTemplate(TD);
10003     else if (auto *TD =
10004                  From.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
10005       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
10006         diagnose(TD, true);
10007       checkTemplate(TD);
10008     }
10009   }
10010
10011   void checkInstantiated(EnumDecl *FD) {}
10012
10013   template<typename TemplDecl>
10014   void checkTemplate(TemplDecl *TD) {
10015     if (TD->isMemberSpecialization()) {
10016       if (!S.hasVisibleMemberSpecialization(TD, &Modules))
10017         diagnose(TD->getMostRecentDecl(), false);
10018     }
10019   }
10020 };
10021 } // end anonymous namespace
10022
10023 void Sema::checkSpecializationVisibility(SourceLocation Loc, NamedDecl *Spec) {
10024   if (!getLangOpts().Modules)
10025     return;
10026
10027   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(*this, Loc).check(Spec);
10028 }
10029
10030 /// \brief Check whether a template partial specialization that we've discovered
10031 /// is hidden, and produce suitable diagnostics if so.
10032 void Sema::checkPartialSpecializationVisibility(SourceLocation Loc,
10033                                                 NamedDecl *Spec) {
10034   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
10035   if (!hasVisibleDeclaration(Spec, &Modules))
10036     diagnoseMissingImport(Loc, Spec, Spec->getLocation(), Modules,
10037                           MissingImportKind::PartialSpecialization,
10038                           /*Recover*/true);
10039 }