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

   1 //===------- SemaTemplate.cpp - Semantic Analysis for C++ Templates -------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 //  This file implements semantic analysis for C++ templates.
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11
  12 #include "TreeTransform.h"
  13 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  14 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  15 #include "clang/AST/DeclFriend.h"
  16 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  17 #include "clang/AST/Expr.h"
  18 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  19 #include "clang/AST/RecursiveASTVisitor.h"
  20 #include "clang/AST/TypeVisitor.h"
  21 #include "clang/Basic/Builtins.h"
  22 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  23 #include "clang/Basic/PartialDiagnostic.h"
  24 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  25 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
  26 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  27 #include "clang/Sema/ParsedTemplate.h"
  28 #include "clang/Sema/Scope.h"
  29 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  30 #include "clang/Sema/Template.h"
  31 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  34 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  35
  36 #include <iterator>
  37 using namespace clang;
  38 using namespace sema;
  39
  40 // Exported for use by Parser.
  41 SourceRange
  42 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
  43                               unsigned N) {
  44   if (!N) return SourceRange();
  45   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
  46 }
  47
  48 namespace clang {
  49 /// \brief [temp.constr.decl]p2: A template's associated constraints are
  50 /// defined as a single constraint-expression derived from the introduced
  51 /// constraint-expressions [ ... ].
  52 ///
  53 /// \param Params The template parameter list and optional requires-clause.
  54 ///
  55 /// \param FD The underlying templated function declaration for a function
  56 /// template.
  57 static Expr *formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  58                                        FunctionDecl *FD);
  59 }
  60
  61 static Expr *clang::formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  62                                               FunctionDecl *FD) {
  63   // FIXME: Concepts: collect additional introduced constraint-expressions
  64   assert(!FD && "Cannot collect constraints from function declaration yet.");
  65   return Params->getRequiresClause();
  66 }
  67
  68 /// \brief Determine whether the declaration found is acceptable as the name
  69 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
  70 /// returns NULL.
  71 static NamedDecl *isAcceptableTemplateName(ASTContext &Context,
  72                                            NamedDecl *Orig,
  73                                            bool AllowFunctionTemplates) {
  74   NamedDecl *D = Orig->getUnderlyingDecl();
  75
  76   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
  77     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
  78       return nullptr;
  79
  80     return Orig;
  81   }
  82
  83   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
  84     // C++ [temp.local]p1:
  85     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
  86     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
  87     //   can be used with or without a template-argument-list. When
  88     //   it is used without a template-argument-list, it is
  89     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
  90     //   template-parameters of the class template enclosed in
  91     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
  92     //   refers to the specified class template specialization,
  93     //   which could be the current specialization or another
  94     //   specialization.
  95     if (Record->isInjectedClassName()) {
  96       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
  97       if (Record->getDescribedClassTemplate())
  98         return Record->getDescribedClassTemplate();
  99
 100       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
 101             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
 102         return Spec->getSpecializedTemplate();
 103     }
 104
 105     return nullptr;
 106   }
 107
 108   return nullptr;
 109 }
 110
 111 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 112                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 113   // The set of class templates we've already seen.
 114   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
 115   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
 116   while (filter.hasNext()) {
 117     NamedDecl *Orig = filter.next();
 118     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig,
 119                                                AllowFunctionTemplates);
 120     if (!Repl)
 121       filter.erase();
 122     else if (Repl != Orig) {
 123
 124       // C++ [temp.local]p3:
 125       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
 126       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
 127       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
 128       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
 129       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
 130       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
 131       //   ambiguous.
 132       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
 133         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl).second) {
 134           filter.erase();
 135           continue;
 136         }
 137
 138       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
 139       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
 140       // found this template through a particular injected class name,
 141       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
 142       // Pretending that access is public is *much* safer.
 143       filter.replace(Repl, AS_public);
 144     }
 145   }
 146   filter.done();
 147 }
 148
 149 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 150                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 151   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
 152     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
 153       return true;
 154
 155   return false;
 156 }
 157
 158 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 159                                       CXXScopeSpec &SS,
 160                                       bool hasTemplateKeyword,
 161                                       UnqualifiedId &Name,
 162                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 163                                       bool EnteringContext,
 164                                       TemplateTy &TemplateResult,
 165                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 166   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 167
 168   DeclarationName TName;
 169   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 170
 171   switch (Name.getKind()) {
 172   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
 173     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 174     break;
 175
 176   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
 177     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 178                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 179     break;
 180
 181   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
 182     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 183     break;
 184
 185   default:
 186     return TNK_Non_template;
 187   }
 188
 189   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 190
 191   LookupResult R(*this, TName, Name.getLocStart(), LookupOrdinaryName);
 192   LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 193                      MemberOfUnknownSpecialization);
 194   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
 195   if (R.isAmbiguous()) {
 196     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
 197     R.suppressDiagnostics();
 198
 199     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
 200     // should at least parse them properly!
 201     return TNK_Non_template;
 202   }
 203
 204   TemplateName Template;
 205   TemplateNameKind TemplateKind;
 206
 207   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 208   if (ResultCount > 1) {
 209     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 210     // template name in other ways.
 211     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 212     TemplateKind = TNK_Function_template;
 213
 214     // We'll do this lookup again later.
 215     R.suppressDiagnostics();
 216   } else {
 217     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
 218
 219     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 220       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 221       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 222                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 223     } else {
 224       Template = TemplateName(TD);
 225     }
 226
 227     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 228       TemplateKind = TNK_Function_template;
 229
 230       // We'll do this lookup again later.
 231       R.suppressDiagnostics();
 232     } else {
 233       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 234              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
 235              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD));
 236       TemplateKind =
 237           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
 238     }
 239   }
 240
 241   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 242   return TemplateKind;
 243 }
 244
 245 bool Sema::isDeductionGuideName(Scope *S, const IdentifierInfo &Name,
 246                                 SourceLocation NameLoc,
 247                                 ParsedTemplateTy *Template) {
 248   CXXScopeSpec SS;
 249   bool MemberOfUnknownSpecialization = false;
 250
 251   // We could use redeclaration lookup here, but we don't need to: the
 252   // syntactic form of a deduction guide is enough to identify it even
 253   // if we can't look up the template name at all.
 254   LookupResult R(*this, DeclarationName(&Name), NameLoc, LookupOrdinaryName);
 255   LookupTemplateName(R, S, SS, /*ObjectType*/QualType(),
 256                      /*EnteringContext*/false, MemberOfUnknownSpecialization);
 257
 258   if (R.empty()) return false;
 259   if (R.isAmbiguous()) {
 260     // FIXME: Diagnose an ambiguity if we find at least one template.
 261     R.suppressDiagnostics();
 262     return false;
 263   }
 264
 265   // We only treat template-names that name type templates as valid deduction
 266   // guide names.
 267   TemplateDecl *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>();
 268   if (!TD || !getAsTypeTemplateDecl(TD))
 269     return false;
 270
 271   if (Template)
 272     *Template = TemplateTy::make(TemplateName(TD));
 273   return true;
 274 }
 275
 276 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 277                                        SourceLocation IILoc,
 278                                        Scope *S,
 279                                        const CXXScopeSpec *SS,
 280                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 281                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 282   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 283   // template name.
 284   // FIXME: Typo correction?
 285   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 286       computeDeclContext(*SS))
 287     return false;
 288
 289   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 290   // name.
 291   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 292   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 293     << Qualifier << II.getName()
 294     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 295   SuggestedTemplate
 296     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 297   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 298   return true;
 299 }
 300
 301 void Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 302                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 303                               QualType ObjectType,
 304                               bool EnteringContext,
 305                               bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 306   // Determine where to perform name lookup
 307   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 308   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 309   bool isDependent = false;
 310   if (!ObjectType.isNull()) {
 311     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 312     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 313     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 314     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 315     isDependent = ObjectType->isDependentType();
 316     assert((isDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 317             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 318            "Caller should have completed object type");
 319
 320     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
 321     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
 322       Found.clear();
 323       return;
 324     }
 325   } else if (SS.isSet()) {
 326     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 327     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 328     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 329     isDependent = isDependentScopeSpecifier(SS);
 330
 331     // The declaration context must be complete.
 332     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 333       return;
 334   }
 335
 336   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 337   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 338   if (LookupCtx) {
 339     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 340     // computed, which is either the type of the base of a member access
 341     // expression or the declaration context associated with a prior
 342     // nested-name-specifier.
 343     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 344     if (!ObjectType.isNull() && Found.empty()) {
 345       // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 346       //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 347       //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 348       //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 349       //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 350       //   The identifier is first looked up in the class of the object
 351       //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 352       //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 353       //   or function template.
 354       if (S) LookupName(Found, S);
 355       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 356       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 357     }
 358   } else if (isDependent && (!S || ObjectType.isNull())) {
 359     // We cannot look into a dependent object type or nested nme
 360     // specifier.
 361     MemberOfUnknownSpecialization = true;
 362     return;
 363   } else {
 364     // Perform unqualified name lookup in the current scope.
 365     LookupName(Found, S);
 366
 367     if (!ObjectType.isNull())
 368       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 369   }
 370
 371   if (Found.empty() && !isDependent) {
 372     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 373     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 374     Found.clear();
 375     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 376     auto FilterCCC = llvm::make_unique<CorrectionCandidateCallback>();
 377     FilterCCC->WantTypeSpecifiers = false;
 378     FilterCCC->WantExpressionKeywords = false;
 379     FilterCCC->WantRemainingKeywords = false;
 380     FilterCCC->WantCXXNamedCasts = true;
 381     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(
 382             Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S, &SS,
 383             std::move(FilterCCC), CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 384       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 385       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
 386         Found.addDecl(ND);
 387       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 388       if (!Found.empty()) {
 389         if (LookupCtx) {
 390           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 391           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 392                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 393           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 394                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 395                                     << SS.getRange());
 396         } else {
 397           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 398         }
 399       }
 400     } else {
 401       Found.setLookupName(Name);
 402     }
 403   }
 404
 405   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 406   if (Found.empty()) {
 407     if (isDependent)
 408       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 409     return;
 410   }
 411
 412   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 413       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 414     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 415     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 416     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 417     //   postfix-expression and [...]
 418     //
 419     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 420     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 421                             LookupOrdinaryName);
 422     LookupName(FoundOuter, S);
 423     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 424
 425     if (FoundOuter.empty()) {
 426       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 427       //     object expression is used, otherwise
 428     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
 429                FoundOuter.isAmbiguous()) {
 430       //   - if the name is found in the context of the entire
 431       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 432       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 433       FoundOuter.clear();
 434     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 435       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 436       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 437       //     otherwise the program is ill-formed.
 438       if (!Found.isSingleResult() ||
 439           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
 440             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
 441         Diag(Found.getNameLoc(),
 442              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 443           << Found.getLookupName()
 444           << ObjectType;
 445         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 446              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 447           << ObjectType;
 448         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 449              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 450
 451         // Recover by taking the template that we found in the object
 452         // expression's type.
 453       }
 454     }
 455   }
 456 }
 457
 458 void Sema::diagnoseExprIntendedAsTemplateName(Scope *S, ExprResult TemplateName,
 459                                               SourceLocation Less,
 460                                               SourceLocation Greater) {
 461   if (TemplateName.isInvalid())
 462     return;
 463
 464   DeclarationNameInfo NameInfo;
 465   CXXScopeSpec SS;
 466   LookupNameKind LookupKind;
 467
 468   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 469   NamedDecl *Found = nullptr;
 470
 471   // Figure out what name we looked up.
 472   if (auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(TemplateName.get())) {
 473     NameInfo = ME->getMemberNameInfo();
 474     SS.Adopt(ME->getQualifierLoc());
 475     LookupKind = LookupMemberName;
 476     LookupCtx = ME->getBase()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
 477     Found = ME->getMemberDecl();
 478   } else {
 479     auto *DRE = cast<DeclRefExpr>(TemplateName.get());
 480     NameInfo = DRE->getNameInfo();
 481     SS.Adopt(DRE->getQualifierLoc());
 482     LookupKind = LookupOrdinaryName;
 483     Found = DRE->getFoundDecl();
 484   }
 485
 486   // Try to correct the name by looking for templates and C++ named casts.
 487   struct TemplateCandidateFilter : CorrectionCandidateCallback {
 488     TemplateCandidateFilter() {
 489       WantTypeSpecifiers = false;
 490       WantExpressionKeywords = false;
 491       WantRemainingKeywords = false;
 492       WantCXXNamedCasts = true;
 493     };
 494     bool ValidateCandidate(const TypoCorrection &Candidate) override {
 495       if (auto *ND = Candidate.getCorrectionDecl())
 496         return isAcceptableTemplateName(ND->getASTContext(), ND, true);
 497       return Candidate.isKeyword();
 498     }
 499   };
 500
 501   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
 502   if (TypoCorrection Corrected =
 503           CorrectTypo(NameInfo, LookupKind, S, &SS,
 504                       llvm::make_unique<TemplateCandidateFilter>(),
 505                       CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 506     auto *ND = Corrected.getFoundDecl();
 507     if (ND)
 508       ND = isAcceptableTemplateName(Context, ND,
 509                                     /*AllowFunctionTemplates*/ true);
 510     if (ND || Corrected.isKeyword()) {
 511       if (LookupCtx) {
 512         std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 513         bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 514                                 Name.getAsString() == CorrectedStr;
 515         diagnoseTypo(Corrected,
 516                      PDiag(diag::err_non_template_in_member_template_id_suggest)
 517                          << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 518                          << SS.getRange(), false);
 519       } else {
 520         diagnoseTypo(Corrected,
 521                      PDiag(diag::err_non_template_in_template_id_suggest)
 522                          << Name, false);
 523       }
 524       if (Found)
 525         Diag(Found->getLocation(),
 526              diag::note_non_template_in_template_id_found);
 527       return;
 528     }
 529   }
 530
 531   Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_non_template_in_template_id)
 532     << Name << SourceRange(Less, Greater);
 533   if (Found)
 534     Diag(Found->getLocation(), diag::note_non_template_in_template_id_found);
 535 }
 536
 537 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 538 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 539 /// specifier naming a dependent type.
 540 ExprResult
 541 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 542                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 543                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 544                                  bool isAddressOfOperand,
 545                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 546   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 547
 548   // C++11 [expr.prim.general]p12:
 549   //   An id-expression that denotes a non-static data member or non-static
 550   //   member function of a class can only be used:
 551   //   (...)
 552   //   - if that id-expression denotes a non-static data member and it
 553   //     appears in an unevaluated operand.
 554   //
 555   // If this might be the case, form a DependentScopeDeclRefExpr instead of a
 556   // CXXDependentScopeMemberExpr. The former can instantiate to either
 557   // DeclRefExpr or MemberExpr depending on lookup results, while the latter is
 558   // always a MemberExpr.
 559   bool MightBeCxx11UnevalField =
 560       getLangOpts().CPlusPlus11 && isUnevaluatedContext();
 561
 562   // Check if the nested name specifier is an enum type.
 563   bool IsEnum = false;
 564   if (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep())
 565     IsEnum = dyn_cast_or_null<EnumType>(NNS->getAsType());
 566
 567   if (!MightBeCxx11UnevalField && !isAddressOfOperand && !IsEnum &&
 568       isa<CXXMethodDecl>(DC) && cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 569     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
 570
 571     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 572     // perform the double-lookup check.
 573     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 574
 575     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 576         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 577         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 578         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 579   }
 580
 581   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 582 }
 583
 584 ExprResult
 585 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 586                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 587                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 588                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 589   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 590       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 591       TemplateArgs);
 592 }
 593
 594
 595 /// Determine whether we would be unable to instantiate this template (because
 596 /// it either has no definition, or is in the process of being instantiated).
 597 bool Sema::DiagnoseUninstantiableTemplate(SourceLocation PointOfInstantiation,
 598                                           NamedDecl *Instantiation,
 599                                           bool InstantiatedFromMember,
 600                                           const NamedDecl *Pattern,
 601                                           const NamedDecl *PatternDef,
 602                                           TemplateSpecializationKind TSK,
 603                                           bool Complain /*= true*/) {
 604   assert(isa<TagDecl>(Instantiation) || isa<FunctionDecl>(Instantiation) ||
 605          isa<VarDecl>(Instantiation));
 606
 607   bool IsEntityBeingDefined = false;
 608   if (const TagDecl *TD = dyn_cast_or_null<TagDecl>(PatternDef))
 609     IsEntityBeingDefined = TD->isBeingDefined();
 610
 611   if (PatternDef && !IsEntityBeingDefined) {
 612     NamedDecl *SuggestedDef = nullptr;
 613     if (!hasVisibleDefinition(const_cast<NamedDecl*>(PatternDef), &SuggestedDef,
 614                               /*OnlyNeedComplete*/false)) {
 615       // If we're allowed to diagnose this and recover, do so.
 616       bool Recover = Complain && !isSFINAEContext();
 617       if (Complain)
 618         diagnoseMissingImport(PointOfInstantiation, SuggestedDef,
 619                               Sema::MissingImportKind::Definition, Recover);
 620       return !Recover;
 621     }
 622     return false;
 623   }
 624
 625   if (!Complain || (PatternDef && PatternDef->isInvalidDecl()))
 626     return true;
 627
 628   llvm::Optional<unsigned> Note;
 629   QualType InstantiationTy;
 630   if (TagDecl *TD = dyn_cast<TagDecl>(Instantiation))
 631     InstantiationTy = Context.getTypeDeclType(TD);
 632   if (PatternDef) {
 633     Diag(PointOfInstantiation,
 634          diag::err_template_instantiate_within_definition)
 635       << /*implicit|explicit*/(TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 636       << InstantiationTy;
 637     // Not much point in noting the template declaration here, since
 638     // we're lexically inside it.
 639     Instantiation->setInvalidDecl();
 640   } else if (InstantiatedFromMember) {
 641     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 642       Diag(PointOfInstantiation,
 643            diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 644         << /*member function*/ 1 << Instantiation->getDeclName()
 645         << Instantiation->getDeclContext();
 646       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 647     } else {
 648       assert(isa<TagDecl>(Instantiation) && "Must be a TagDecl!");
 649       Diag(PointOfInstantiation,
 650            diag::err_implicit_instantiate_member_undefined)
 651         << InstantiationTy;
 652       Note = diag::note_member_declared_at;
 653     }
 654   } else {
 655     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 656       Diag(PointOfInstantiation,
 657            diag::err_explicit_instantiation_undefined_func_template)
 658         << Pattern;
 659       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 660     } else if (isa<TagDecl>(Instantiation)) {
 661       Diag(PointOfInstantiation, diag::err_template_instantiate_undefined)
 662         << (TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 663         << InstantiationTy;
 664       Note = diag::note_template_decl_here;
 665     } else {
 666       assert(isa<VarDecl>(Instantiation) && "Must be a VarDecl!");
 667       if (isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Instantiation)) {
 668         Diag(PointOfInstantiation,
 669              diag::err_explicit_instantiation_undefined_var_template)
 670           << Instantiation;
 671         Instantiation->setInvalidDecl();
 672       } else
 673         Diag(PointOfInstantiation,
 674              diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 675           << /*static data member*/ 2 << Instantiation->getDeclName()
 676           << Instantiation->getDeclContext();
 677       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 678     }
 679   }
 680   if (Note) // Diagnostics were emitted.
 681     Diag(Pattern->getLocation(), Note.getValue());
 682
 683   // In general, Instantiation isn't marked invalid to get more than one
 684   // error for multiple undefined instantiations. But the code that does
 685   // explicit declaration -> explicit definition conversion can't handle
 686   // invalid declarations, so mark as invalid in that case.
 687   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
 688     Instantiation->setInvalidDecl();
 689   return true;
 690 }
 691
 692 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 693 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 694 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 695 /// an error, and false otherwise.
 696 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 697   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 698
 699   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 700   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 701     return;
 702
 703   // C++ [temp.local]p4:
 704   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 705   //   scope (including nested scopes).
 706   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 707     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 708   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 709 }
 710
 711 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 712 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 713 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 714 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 715   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 716     D = Temp->getTemplatedDecl();
 717     return Temp;
 718   }
 719   return nullptr;
 720 }
 721
 722 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 723                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 724   assert(Kind == Template &&
 725          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 726   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 727          "Template template argument pack expansion without packs");
 728   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 729   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 730   return Result;
 731 }
 732
 733 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 734                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 735
 736   switch (Arg.getKind()) {
 737   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 738     TypeSourceInfo *DI;
 739     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 740     if (!DI)
 741       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 742     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 743   }
 744
 745   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 746     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 747     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 748   }
 749
 750   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 751     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 752     TemplateArgument TArg;
 753     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 754       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 755     else
 756       TArg = Template;
 757     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 758                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 759                                                               SemaRef.Context),
 760                                Arg.getLocation(),
 761                                Arg.getEllipsisLoc());
 762   }
 763   }
 764
 765   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 766 }
 767
 768 /// \brief Translates template arguments as provided by the parser
 769 /// into template arguments used by semantic analysis.
 770 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 771                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 772  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 773    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 774                                                       TemplateArgsIn[I]));
 775 }
 776
 777 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 778                                                  SourceLocation Loc,
 779                                                  IdentifierInfo *Name) {
 780   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 781       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForRedeclaration);
 782   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 783     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 784 }
 785
 786 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 787 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 788 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 789 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 790 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 791 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 792 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 793 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 794 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 795 Decl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 796                                SourceLocation EllipsisLoc,
 797                                SourceLocation KeyLoc,
 798                                IdentifierInfo *ParamName,
 799                                SourceLocation ParamNameLoc,
 800                                unsigned Depth, unsigned Position,
 801                                SourceLocation EqualLoc,
 802                                ParsedType DefaultArg) {
 803   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 804          "Template type parameter not in template parameter scope!");
 805
 806   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
 807   if (!ParamName)
 808     Loc = KeyLoc;
 809
 810   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 811   TemplateTypeParmDecl *Param
 812     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 813                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
 814                                    Typename, IsParameterPack);
 815   Param->setAccess(AS_public);
 816
 817   if (ParamName) {
 818     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
 819
 820     // Add the template parameter into the current scope.
 821     S->AddDecl(Param);
 822     IdResolver.AddDecl(Param);
 823   }
 824
 825   // C++0x [temp.param]p9:
 826   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 827   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 828   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
 829     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 830     DefaultArg = nullptr;
 831   }
 832
 833   // Handle the default argument, if provided.
 834   if (DefaultArg) {
 835     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
 836     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
 837
 838     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
 839
 840     // Check for unexpanded parameter packs.
 841     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
 842                                         UPPC_DefaultArgument))
 843       return Param;
 844
 845     // Check the template argument itself.
 846     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
 847       Param->setInvalidDecl();
 848       return Param;
 849     }
 850
 851     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
 852   }
 853
 854   return Param;
 855 }
 856
 857 /// \brief Check that the type of a non-type template parameter is
 858 /// well-formed.
 859 ///
 860 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
 861 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
 862 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(TypeSourceInfo *&TSI,
 863                                                  SourceLocation Loc) {
 864   if (TSI->getType()->isUndeducedType()) {
 865     // C++1z [temp.dep.expr]p3:
 866     //   An id-expression is type-dependent if it contains
 867     //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
 868     //      template-parameter declared with a type that contains a
 869     //      placeholder type (7.1.7.4),
 870     TSI = SubstAutoTypeSourceInfo(TSI, Context.DependentTy);
 871   }
 872
 873   return CheckNonTypeTemplateParameterType(TSI->getType(), Loc);
 874 }
 875
 876 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T,
 877                                                  SourceLocation Loc) {
 878   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
 879   // parameters.
 880   if (T->isVariablyModifiedType()) {
 881     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
 882       << T;
 883     return QualType();
 884   }
 885
 886   // C++ [temp.param]p4:
 887   //
 888   // A non-type template-parameter shall have one of the following
 889   // (optionally cv-qualified) types:
 890   //
 891   //       -- integral or enumeration type,
 892   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
 893       //   -- pointer to object or pointer to function,
 894       T->isPointerType() ||
 895       //   -- reference to object or reference to function,
 896       T->isReferenceType() ||
 897       //   -- pointer to member,
 898       T->isMemberPointerType() ||
 899       //   -- std::nullptr_t.
 900       T->isNullPtrType() ||
 901       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
 902       // assume that it is well-formed.
 903       T->isDependentType() ||
 904       // Allow use of auto in template parameter declarations.
 905       T->isUndeducedType()) {
 906     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
 907     // are ignored when determining its type.
 908     return T.getUnqualifiedType();
 909   }
 910
 911   // C++ [temp.param]p8:
 912   //
 913   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
 914   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
 915   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
 916   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
 917     return Context.getDecayedType(T);
 918
 919   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
 920     << T;
 921
 922   return QualType();
 923 }
 924
 925 Decl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
 926                                           unsigned Depth,
 927                                           unsigned Position,
 928                                           SourceLocation EqualLoc,
 929                                           Expr *Default) {
 930   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
 931
 932   if (TInfo->getType()->isUndeducedType()) {
 933     Diag(D.getIdentifierLoc(),
 934          diag::warn_cxx14_compat_template_nontype_parm_auto_type)
 935       << QualType(TInfo->getType()->getContainedAutoType(), 0);
 936   }
 937
 938   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 939          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
 940   bool Invalid = false;
 941
 942   QualType T = CheckNonTypeTemplateParameterType(TInfo, D.getIdentifierLoc());
 943   if (T.isNull()) {
 944     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
 945     Invalid = true;
 946   }
 947
 948   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
 949   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
 950   NonTypeTemplateParmDecl *Param
 951     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 952                                       D.getLocStart(),
 953                                       D.getIdentifierLoc(),
 954                                       Depth, Position, ParamName, T,
 955                                       IsParameterPack, TInfo);
 956   Param->setAccess(AS_public);
 957
 958   if (Invalid)
 959     Param->setInvalidDecl();
 960
 961   if (ParamName) {
 962     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
 963                                          ParamName);
 964
 965     // Add the template parameter into the current scope.
 966     S->AddDecl(Param);
 967     IdResolver.AddDecl(Param);
 968   }
 969
 970   // C++0x [temp.param]p9:
 971   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 972   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 973   if (Default && IsParameterPack) {
 974     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 975     Default = nullptr;
 976   }
 977
 978   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
 979   if (Default) {
 980     // Check for unexpanded parameter packs.
 981     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
 982       return Param;
 983
 984     TemplateArgument Converted;
 985     ExprResult DefaultRes =
 986         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
 987     if (DefaultRes.isInvalid()) {
 988       Param->setInvalidDecl();
 989       return Param;
 990     }
 991     Default = DefaultRes.get();
 992
 993     Param->setDefaultArgument(Default);
 994   }
 995
 996   return Param;
 997 }
 998
 999 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
1000 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
1001 /// has been parsed. S is the current scope.
1002 Decl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
1003                                            SourceLocation TmpLoc,
1004                                            TemplateParameterList *Params,
1005                                            SourceLocation EllipsisLoc,
1006                                            IdentifierInfo *Name,
1007                                            SourceLocation NameLoc,
1008                                            unsigned Depth,
1009                                            unsigned Position,
1010                                            SourceLocation EqualLoc,
1011                                            ParsedTemplateArgument Default) {
1012   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1013          "Template template parameter not in template parameter scope!");
1014
1015   // Construct the parameter object.
1016   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
1017   TemplateTemplateParmDecl *Param =
1018     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1019                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
1020                                      Depth, Position, IsParameterPack,
1021                                      Name, Params);
1022   Param->setAccess(AS_public);
1023
1024   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
1025   // into the scope and lookup mechanisms.
1026   if (Name) {
1027     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
1028
1029     S->AddDecl(Param);
1030     IdResolver.AddDecl(Param);
1031   }
1032
1033   if (Params->size() == 0) {
1034     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
1035     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
1036     Param->setInvalidDecl();
1037   }
1038
1039   // C++0x [temp.param]p9:
1040   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1041   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1042   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
1043     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1044     Default = ParsedTemplateArgument();
1045   }
1046
1047   if (!Default.isInvalid()) {
1048     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
1049     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
1050     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
1051     // be able to match now.
1052     //
1053     // If none of the template template parameter's template arguments mention
1054     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
1055     // However, it isn't worth doing.
1056     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
1057     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
1058       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template)
1059         << DefaultArg.getSourceRange();
1060       return Param;
1061     }
1062
1063     // Check for unexpanded parameter packs.
1064     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
1065                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
1066                                         UPPC_DefaultArgument))
1067       return Param;
1068
1069     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
1070   }
1071
1072   return Param;
1073 }
1074
1075 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList, optionally
1076 /// constrained by RequiresClause, that contains the template parameters in
1077 /// Params.
1078 TemplateParameterList *
1079 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
1080                                  SourceLocation ExportLoc,
1081                                  SourceLocation TemplateLoc,
1082                                  SourceLocation LAngleLoc,
1083                                  ArrayRef<Decl *> Params,
1084                                  SourceLocation RAngleLoc,
1085                                  Expr *RequiresClause) {
1086   if (ExportLoc.isValid())
1087     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
1088
1089   return TemplateParameterList::Create(
1090       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
1091       llvm::makeArrayRef((NamedDecl *const *)Params.data(), Params.size()),
1092       RAngleLoc, RequiresClause);
1093 }
1094
1095 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
1096   if (SS.isSet())
1097     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
1098 }
1099
1100 DeclResult
1101 Sema::CheckClassTemplate(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
1102                          SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
1103                          IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
1104                          AttributeList *Attr,
1105                          TemplateParameterList *TemplateParams,
1106                          AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
1107                          SourceLocation FriendLoc,
1108                          unsigned NumOuterTemplateParamLists,
1109                          TemplateParameterList** OuterTemplateParamLists,
1110                          SkipBodyInfo *SkipBody) {
1111   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
1112          "No template parameters");
1113   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
1114   bool Invalid = false;
1115
1116   // Check that we can declare a template here.
1117   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
1118     return true;
1119
1120   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
1121   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
1122
1123   // There is no such thing as an unnamed class template.
1124   if (!Name) {
1125     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
1126     return true;
1127   }
1128
1129   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
1130   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
1131   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
1132   DeclContext *SemanticContext;
1133   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
1134                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
1135                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
1136                         ForRedeclaration);
1137   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
1138     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
1139     if (!SemanticContext) {
1140       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
1141       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
1142       // class templates, so don't complain here.
1143       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
1144                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
1145                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
1146           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
1147       return TUK != TUK_Friend;
1148     }
1149
1150     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
1151       return true;
1152
1153     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
1154     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
1155     // now that we know what the current instantiation is.
1156     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
1157       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
1158       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
1159         Invalid = true;
1160     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
1161       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc);
1162
1163     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
1164   } else {
1165     SemanticContext = CurContext;
1166
1167     // C++14 [class.mem]p14:
1168     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
1169     //   name different from T:
1170     //    -- every member template of class T
1171     if (TUK != TUK_Friend &&
1172         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
1173                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
1174       return true;
1175
1176     LookupName(Previous, S);
1177   }
1178
1179   if (Previous.isAmbiguous())
1180     return true;
1181
1182   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
1183   if (Previous.begin() != Previous.end())
1184     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1185
1186   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1187     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1188     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1189     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1190     PrevDecl = nullptr;
1191   }
1192
1193   // If there is a previous declaration with the same name, check
1194   // whether this is a valid redeclaration.
1195   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate
1196     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
1197
1198   // We may have found the injected-class-name of a class template,
1199   // class template partial specialization, or class template specialization.
1200   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
1201   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
1202       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
1203     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
1204     PrevClassTemplate
1205       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
1206     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
1207       PrevClassTemplate
1208         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
1209             ->getSpecializedTemplate();
1210     }
1211   }
1212
1213   if (TUK == TUK_Friend) {
1214     // C++ [namespace.memdef]p3:
1215     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
1216     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
1217     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
1218     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
1219     if (!SS.isSet()) {
1220       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
1221       while (!OutermostContext->isFileContext())
1222         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
1223
1224       if (PrevDecl &&
1225           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
1226            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
1227         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
1228       } else {
1229         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
1230         // context we computed is the semantic context for our new
1231         // declaration.
1232         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1233         SemanticContext = OutermostContext;
1234
1235         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
1236         // declaration of this name as a non-tag type.
1237         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
1238         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
1239         while (LookupContext->isTransparentContext())
1240           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
1241         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
1242
1243         if (Previous.isAmbiguous())
1244           return true;
1245
1246         if (Previous.begin() != Previous.end())
1247           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1248       }
1249     }
1250   } else if (PrevDecl &&
1251              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
1252                             S, SS.isValid()))
1253     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1254
1255   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
1256           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
1257     if (SS.isEmpty() &&
1258         !(PrevClassTemplate &&
1259           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
1260               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
1261       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
1262       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
1263            diag::note_using_decl_target);
1264       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
1265       // Recover by ignoring the old declaration.
1266       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1267     }
1268   }
1269
1270   // TODO Memory management; associated constraints are not always stored.
1271   Expr *const CurAC = formAssociatedConstraints(TemplateParams, nullptr);
1272
1273   if (PrevClassTemplate) {
1274     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
1275     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
1276     // could be dependent.
1277     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1278         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1279                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1280                                         /*Complain=*/true,
1281                                         TPL_TemplateMatch))
1282       return true;
1283
1284     // Check for matching associated constraints on redeclarations.
1285     const Expr *const PrevAC = PrevClassTemplate->getAssociatedConstraints();
1286     const bool RedeclACMismatch = [&] {
1287       if (!(CurAC || PrevAC))
1288         return false; // Nothing to check; no mismatch.
1289       if (CurAC && PrevAC) {
1290         llvm::FoldingSetNodeID CurACInfo, PrevACInfo;
1291         CurAC->Profile(CurACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1292         PrevAC->Profile(PrevACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1293         if (CurACInfo == PrevACInfo)
1294           return false; // All good; no mismatch.
1295       }
1296       return true;
1297     }();
1298
1299     if (RedeclACMismatch) {
1300       Diag(CurAC ? CurAC->getLocStart() : NameLoc,
1301            diag::err_template_different_associated_constraints);
1302       Diag(PrevAC ? PrevAC->getLocStart() : PrevClassTemplate->getLocation(),
1303            diag::note_template_prev_declaration) << /*declaration*/0;
1304       return true;
1305     }
1306
1307     // C++ [temp.class]p4:
1308     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1309     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1310     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1311     //   template declaration (7.1.5.3).
1312     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1313     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1314                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1315       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1316         << Name
1317         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1318       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1319       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1320     }
1321
1322     // Check for redefinition of this class template.
1323     if (TUK == TUK_Definition) {
1324       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1325         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1326         // simply making that previous definition visible.
1327         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1328         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1329           SkipBody->ShouldSkip = true;
1330           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1331           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1332                          "class template?");
1333           makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
1334           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl);
1335           return Def;
1336         }
1337
1338         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1339         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1340         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1341         // definition, as part of error recovery?
1342         return true;
1343       }
1344     }
1345   } else if (PrevDecl) {
1346     // C++ [temp]p5:
1347     //   A class template shall not have the same name as any other
1348     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1349     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1350     //   in (14.5.4).
1351     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1352     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1353     return true;
1354   }
1355
1356   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1357   // merging in the template parameter list from the previous class
1358   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1359   // context, because the template parameter list might be dependent.
1360   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1361       CheckTemplateParameterList(
1362           TemplateParams,
1363           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1364                             : nullptr,
1365           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1366            SemanticContext->isDependentContext())
1367               ? TPC_ClassTemplateMember
1368               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1369                                   : TPC_ClassTemplate))
1370     Invalid = true;
1371
1372   if (SS.isSet()) {
1373     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1374     // template out-of-line.
1375     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1376       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1377                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1378         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1379       Invalid = true;
1380     }
1381   }
1382
1383   // If this is a templated friend in a dependent context we should not put it
1384   // on the redecl chain. In some cases, the templated friend can be the most
1385   // recent declaration tricking the template instantiator to make substitutions
1386   // there.
1387   // FIXME: Figure out how to combine with shouldLinkDependentDeclWithPrevious
1388   bool ShouldAddRedecl
1389     = !(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext());
1390
1391   CXXRecordDecl *NewClass =
1392     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1393                           PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ?
1394                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1395                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1396   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1397   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1398     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1399         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1400                                     NumOuterTemplateParamLists));
1401
1402   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1403   // the ASTContext lays out the structure.
1404   if (TUK == TUK_Definition) {
1405     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1406     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1407   }
1408
1409   // Attach the associated constraints when the declaration will not be part of
1410   // a decl chain.
1411   Expr *const ACtoAttach =
1412       PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ? nullptr : CurAC;
1413
1414   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1415     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1416                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1417                                 NewClass, ACtoAttach);
1418
1419   if (ShouldAddRedecl)
1420     NewTemplate->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1421
1422   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1423
1424   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1425     NewTemplate->setModulePrivate();
1426
1427   // Build the type for the class template declaration now.
1428   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1429   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1430   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1431   (void)T;
1432
1433   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1434   // class template, make a note of that.
1435   if (PrevClassTemplate &&
1436       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1437     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1438
1439   // Set the access specifier.
1440   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1441     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1442
1443   // Set the lexical context of these templates
1444   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1445   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1446
1447   if (TUK == TUK_Definition)
1448     NewClass->startDefinition();
1449
1450   if (Attr)
1451     ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1452
1453   if (PrevClassTemplate)
1454     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1455
1456   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1457
1458   if (TUK != TUK_Friend) {
1459     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1460     Scope *Outer = S;
1461     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1462       Outer = Outer->getParent();
1463     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1464   } else {
1465     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1466       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1467       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1468     }
1469
1470     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1471
1472     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1473     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1474       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1475       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1476       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1477         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1478                           /* AddToContext = */ false);
1479     }
1480
1481     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1482         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1483     Friend->setAccess(AS_public);
1484     CurContext->addDecl(Friend);
1485   }
1486
1487   if (Invalid) {
1488     NewTemplate->setInvalidDecl();
1489     NewClass->setInvalidDecl();
1490   }
1491
1492   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1493
1494   return NewTemplate;
1495 }
1496
1497 namespace {
1498 /// Transform to convert portions of a constructor declaration into the
1499 /// corresponding deduction guide, per C++1z [over.match.class.deduct]p1.
1500 struct ConvertConstructorToDeductionGuideTransform {
1501   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform(Sema &S,
1502                                               ClassTemplateDecl *Template)
1503       : SemaRef(S), Template(Template) {}
1504
1505   Sema &SemaRef;
1506   ClassTemplateDecl *Template;
1507
1508   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1509   CXXRecordDecl *Primary = Template->getTemplatedDecl();
1510   DeclarationName DeductionGuideName =
1511       SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXDeductionGuideName(Template);
1512
1513   QualType DeducedType = SemaRef.Context.getTypeDeclType(Primary);
1514
1515   // Index adjustment to apply to convert depth-1 template parameters into
1516   // depth-0 template parameters.
1517   unsigned Depth1IndexAdjustment = Template->getTemplateParameters()->size();
1518
1519   /// Transform a constructor declaration into a deduction guide.
1520   NamedDecl *transformConstructor(FunctionTemplateDecl *FTD,
1521                                   CXXConstructorDecl *CD) {
1522     SmallVector<TemplateArgument, 16> SubstArgs;
1523
1524     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1525
1526     // C++ [over.match.class.deduct]p1:
1527     // -- For each constructor of the class template designated by the
1528     //    template-name, a function template with the following properties:
1529
1530     //    -- The template parameters are the template parameters of the class
1531     //       template followed by the template parameters (including default
1532     //       template arguments) of the constructor, if any.
1533     TemplateParameterList *TemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1534     if (FTD) {
1535       TemplateParameterList *InnerParams = FTD->getTemplateParameters();
1536       SmallVector<NamedDecl *, 16> AllParams;
1537       AllParams.reserve(TemplateParams->size() + InnerParams->size());
1538       AllParams.insert(AllParams.begin(),
1539                        TemplateParams->begin(), TemplateParams->end());
1540       SubstArgs.reserve(InnerParams->size());
1541
1542       // Later template parameters could refer to earlier ones, so build up
1543       // a list of substituted template arguments as we go.
1544       for (NamedDecl *Param : *InnerParams) {
1545         MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1546         Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1547         Args.addOuterRetainedLevel();
1548         NamedDecl *NewParam = transformTemplateParameter(Param, Args);
1549         if (!NewParam)
1550           return nullptr;
1551         AllParams.push_back(NewParam);
1552         SubstArgs.push_back(SemaRef.Context.getCanonicalTemplateArgument(
1553             SemaRef.Context.getInjectedTemplateArg(NewParam)));
1554       }
1555       TemplateParams = TemplateParameterList::Create(
1556           SemaRef.Context, InnerParams->getTemplateLoc(),
1557           InnerParams->getLAngleLoc(), AllParams, InnerParams->getRAngleLoc(),
1558           /*FIXME: RequiresClause*/ nullptr);
1559     }
1560
1561     // If we built a new template-parameter-list, track that we need to
1562     // substitute references to the old parameters into references to the
1563     // new ones.
1564     MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1565     if (FTD) {
1566       Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1567       Args.addOuterRetainedLevel();
1568     }
1569
1570     FunctionProtoTypeLoc FPTL = CD->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc()
1571                                    .getAsAdjusted<FunctionProtoTypeLoc>();
1572     assert(FPTL && "no prototype for constructor declaration");
1573
1574     // Transform the type of the function, adjusting the return type and
1575     // replacing references to the old parameters with references to the
1576     // new ones.
1577     TypeLocBuilder TLB;
1578     SmallVector<ParmVarDecl*, 8> Params;
1579     QualType NewType = transformFunctionProtoType(TLB, FPTL, Params, Args);
1580     if (NewType.isNull())
1581       return nullptr;
1582     TypeSourceInfo *NewTInfo = TLB.getTypeSourceInfo(SemaRef.Context, NewType);
1583
1584     return buildDeductionGuide(TemplateParams, CD->isExplicit(), NewTInfo,
1585                                CD->getLocStart(), CD->getLocation(),
1586                                CD->getLocEnd());
1587   }
1588
1589   /// Build a deduction guide with the specified parameter types.
1590   NamedDecl *buildSimpleDeductionGuide(MutableArrayRef<QualType> ParamTypes) {
1591     SourceLocation Loc = Template->getLocation();
1592
1593     // Build the requested type.
1594     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1595     EPI.HasTrailingReturn = true;
1596     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(DeducedType, ParamTypes, Loc,
1597                                                 DeductionGuideName, EPI);
1598     TypeSourceInfo *TSI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(Result, Loc);
1599
1600     FunctionProtoTypeLoc FPTL =
1601         TSI->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
1602
1603     // Build the parameters, needed during deduction / substitution.
1604     SmallVector<ParmVarDecl*, 4> Params;
1605     for (auto T : ParamTypes) {
1606       ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(
1607           SemaRef.Context, DC, Loc, Loc, nullptr, T,
1608           SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Loc), SC_None, nullptr);
1609       NewParam->setScopeInfo(0, Params.size());
1610       FPTL.setParam(Params.size(), NewParam);
1611       Params.push_back(NewParam);
1612     }
1613
1614     return buildDeductionGuide(Template->getTemplateParameters(), false, TSI,
1615                                Loc, Loc, Loc);
1616   }
1617
1618 private:
1619   /// Transform a constructor template parameter into a deduction guide template
1620   /// parameter, rebuilding any internal references to earlier parameters and
1621   /// renumbering as we go.
1622   NamedDecl *transformTemplateParameter(NamedDecl *TemplateParam,
1623                                         MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1624     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParam)) {
1625       // TemplateTypeParmDecl's index cannot be changed after creation, so
1626       // substitute it directly.
1627       auto *NewTTP = TemplateTypeParmDecl::Create(
1628           SemaRef.Context, DC, TTP->getLocStart(), TTP->getLocation(),
1629           /*Depth*/0, Depth1IndexAdjustment + TTP->getIndex(),
1630           TTP->getIdentifier(), TTP->wasDeclaredWithTypename(),
1631           TTP->isParameterPack());
1632       if (TTP->hasDefaultArgument()) {
1633         TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
1634             SemaRef.SubstType(TTP->getDefaultArgumentInfo(), Args,
1635                               TTP->getDefaultArgumentLoc(), TTP->getDeclName());
1636         if (InstantiatedDefaultArg)
1637           NewTTP->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
1638       }
1639       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(TemplateParam,
1640                                                            NewTTP);
1641       return NewTTP;
1642     }
1643
1644     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(TemplateParam))
1645       return transformTemplateParameterImpl(TTP, Args);
1646
1647     return transformTemplateParameterImpl(
1648         cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParam), Args);
1649   }
1650   template<typename TemplateParmDecl>
1651   TemplateParmDecl *
1652   transformTemplateParameterImpl(TemplateParmDecl *OldParam,
1653                                  MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1654     // Ask the template instantiator to do the heavy lifting for us, then adjust
1655     // the index of the parameter once it's done.
1656     auto *NewParam =
1657         cast_or_null<TemplateParmDecl>(SemaRef.SubstDecl(OldParam, DC, Args));
1658     assert(NewParam->getDepth() == 0 && "unexpected template param depth");
1659     NewParam->setPosition(NewParam->getPosition() + Depth1IndexAdjustment);
1660     return NewParam;
1661   }
1662
1663   QualType transformFunctionProtoType(TypeLocBuilder &TLB,
1664                                       FunctionProtoTypeLoc TL,
1665                                       SmallVectorImpl<ParmVarDecl*> &Params,
1666                                       MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1667     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
1668     const FunctionProtoType *T = TL.getTypePtr();
1669
1670     //    -- The types of the function parameters are those of the constructor.
1671     for (auto *OldParam : TL.getParams()) {
1672       ParmVarDecl *NewParam = transformFunctionTypeParam(OldParam, Args);
1673       if (!NewParam)
1674         return QualType();
1675       ParamTypes.push_back(NewParam->getType());
1676       Params.push_back(NewParam);
1677     }
1678
1679     //    -- The return type is the class template specialization designated by
1680     //       the template-name and template arguments corresponding to the
1681     //       template parameters obtained from the class template.
1682     //
1683     // We use the injected-class-name type of the primary template instead.
1684     // This has the convenient property that it is different from any type that
1685     // the user can write in a deduction-guide (because they cannot enter the
1686     // context of the template), so implicit deduction guides can never collide
1687     // with explicit ones.
1688     QualType ReturnType = DeducedType;
1689     TLB.pushTypeSpec(ReturnType).setNameLoc(Primary->getLocation());
1690
1691     // Resolving a wording defect, we also inherit the variadicness of the
1692     // constructor.
1693     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1694     EPI.Variadic = T->isVariadic();
1695     EPI.HasTrailingReturn = true;
1696
1697     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(
1698         ReturnType, ParamTypes, TL.getLocStart(), DeductionGuideName, EPI);
1699     if (Result.isNull())
1700       return QualType();
1701
1702     FunctionProtoTypeLoc NewTL = TLB.push<FunctionProtoTypeLoc>(Result);
1703     NewTL.setLocalRangeBegin(TL.getLocalRangeBegin());
1704     NewTL.setLParenLoc(TL.getLParenLoc());
1705     NewTL.setRParenLoc(TL.getRParenLoc());
1706     NewTL.setExceptionSpecRange(SourceRange());
1707     NewTL.setLocalRangeEnd(TL.getLocalRangeEnd());
1708     for (unsigned I = 0, E = NewTL.getNumParams(); I != E; ++I)
1709       NewTL.setParam(I, Params[I]);
1710
1711     return Result;
1712   }
1713
1714   ParmVarDecl *
1715   transformFunctionTypeParam(ParmVarDecl *OldParam,
1716                              MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1717     TypeSourceInfo *OldDI = OldParam->getTypeSourceInfo();
1718     TypeSourceInfo *NewDI;
1719     if (!Args.getNumLevels())
1720       NewDI = OldDI;
1721     else if (auto PackTL = OldDI->getTypeLoc().getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
1722       // Expand out the one and only element in each inner pack.
1723       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, 0);
1724       NewDI =
1725           SemaRef.SubstType(PackTL.getPatternLoc(), Args,
1726                             OldParam->getLocation(), OldParam->getDeclName());
1727       if (!NewDI) return nullptr;
1728       NewDI =
1729           SemaRef.CheckPackExpansion(NewDI, PackTL.getEllipsisLoc(),
1730                                      PackTL.getTypePtr()->getNumExpansions());
1731     } else
1732       NewDI = SemaRef.SubstType(OldDI, Args, OldParam->getLocation(),
1733                                 OldParam->getDeclName());
1734     if (!NewDI)
1735       return nullptr;
1736
1737     // Canonicalize the type. This (for instance) replaces references to
1738     // typedef members of the current instantiations with the definitions of
1739     // those typedefs, avoiding triggering instantiation of the deduced type
1740     // during deduction.
1741     // FIXME: It would be preferable to retain type sugar and source
1742     // information here (and handle this in substitution instead).
1743     NewDI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(
1744         SemaRef.Context.getCanonicalType(NewDI->getType()),
1745         OldParam->getLocation());
1746
1747     // Resolving a wording defect, we also inherit default arguments from the
1748     // constructor.
1749     ExprResult NewDefArg;
1750     if (OldParam->hasDefaultArg()) {
1751       NewDefArg = Args.getNumLevels()
1752                       ? SemaRef.SubstExpr(OldParam->getDefaultArg(), Args)
1753                       : OldParam->getDefaultArg();
1754       if (NewDefArg.isInvalid())
1755         return nullptr;
1756     }
1757
1758     ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
1759                                                 OldParam->getInnerLocStart(),
1760                                                 OldParam->getLocation(),
1761                                                 OldParam->getIdentifier(),
1762                                                 NewDI->getType(),
1763                                                 NewDI,
1764                                                 OldParam->getStorageClass(),
1765                                                 NewDefArg.get());
1766     NewParam->setScopeInfo(OldParam->getFunctionScopeDepth(),
1767                            OldParam->getFunctionScopeIndex());
1768     return NewParam;
1769   }
1770
1771   NamedDecl *buildDeductionGuide(TemplateParameterList *TemplateParams,
1772                                  bool Explicit, TypeSourceInfo *TInfo,
1773                                  SourceLocation LocStart, SourceLocation Loc,
1774                                  SourceLocation LocEnd) {
1775     DeclarationNameInfo Name(DeductionGuideName, Loc);
1776     ArrayRef<ParmVarDecl *> Params =
1777         TInfo->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>().getParams();
1778
1779     // Build the implicit deduction guide template.
1780     auto *Guide =
1781         CXXDeductionGuideDecl::Create(SemaRef.Context, DC, LocStart, Explicit,
1782                                       Name, TInfo->getType(), TInfo, LocEnd);
1783     Guide->setImplicit();
1784     Guide->setParams(Params);
1785
1786     for (auto *Param : Params)
1787       Param->setDeclContext(Guide);
1788
1789     auto *GuideTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(
1790         SemaRef.Context, DC, Loc, DeductionGuideName, TemplateParams, Guide);
1791     GuideTemplate->setImplicit();
1792     Guide->setDescribedFunctionTemplate(GuideTemplate);
1793
1794     if (isa<CXXRecordDecl>(DC)) {
1795       Guide->setAccess(AS_public);
1796       GuideTemplate->setAccess(AS_public);
1797     }
1798
1799     DC->addDecl(GuideTemplate);
1800     return GuideTemplate;
1801   }
1802 };
1803 }
1804
1805 void Sema::DeclareImplicitDeductionGuides(TemplateDecl *Template,
1806                                           SourceLocation Loc) {
1807   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1808   if (DC->isDependentContext())
1809     return;
1810
1811   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform Transform(
1812       *this, cast<ClassTemplateDecl>(Template));
1813   if (!isCompleteType(Loc, Transform.DeducedType))
1814     return;
1815
1816   // Check whether we've already declared deduction guides for this template.
1817   // FIXME: Consider storing a flag on the template to indicate this.
1818   auto Existing = DC->lookup(Transform.DeductionGuideName);
1819   for (auto *D : Existing)
1820     if (D->isImplicit())
1821       return;
1822
1823   // In case we were expanding a pack when we attempted to declare deduction
1824   // guides, turn off pack expansion for everything we're about to do.
1825   ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, -1);
1826   // Create a template instantiation record to track the "instantiation" of
1827   // constructors into deduction guides.
1828   // FIXME: Add a kind for this to give more meaningful diagnostics. But can
1829   // this substitution process actually fail?
1830   InstantiatingTemplate BuildingDeductionGuides(*this, Loc, Template);
1831
1832   // Convert declared constructors into deduction guide templates.
1833   // FIXME: Skip constructors for which deduction must necessarily fail (those
1834   // for which some class template parameter without a default argument never
1835   // appears in a deduced context).
1836   bool AddedAny = false;
1837   bool AddedCopyOrMove = false;
1838   for (NamedDecl *D : LookupConstructors(Transform.Primary)) {
1839     D = D->getUnderlyingDecl();
1840     if (D->isInvalidDecl() || D->isImplicit())
1841       continue;
1842     D = cast<NamedDecl>(D->getCanonicalDecl());
1843
1844     auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D);
1845     auto *CD =
1846         dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(FTD ? FTD->getTemplatedDecl() : D);
1847     // Class-scope explicit specializations (MS extension) do not result in
1848     // deduction guides.
1849     if (!CD || (!FTD && CD->isFunctionTemplateSpecialization()))
1850       continue;
1851
1852     Transform.transformConstructor(FTD, CD);
1853     AddedAny = true;
1854
1855     AddedCopyOrMove |= CD->isCopyOrMoveConstructor();
1856   }
1857
1858   // Synthesize an X() -> X<...> guide if there were no declared constructors.
1859   // FIXME: The standard doesn't say (how) to do this.
1860   if (!AddedAny)
1861     Transform.buildSimpleDeductionGuide(None);
1862
1863   // Synthesize an X(X<...>) -> X<...> guide if there was no declared constructor
1864   // resembling a copy or move constructor.
1865   // FIXME: The standard doesn't say (how) to do this.
1866   if (!AddedCopyOrMove)
1867     Transform.buildSimpleDeductionGuide(Transform.DeducedType);
1868 }
1869
1870 /// \brief Diagnose the presence of a default template argument on a
1871 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
1872 ///
1873 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
1874 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
1875                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
1876                                             SourceLocation ParamLoc,
1877                                             SourceRange DefArgRange) {
1878   switch (TPC) {
1879   case Sema::TPC_ClassTemplate:
1880   case Sema::TPC_VarTemplate:
1881   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
1882     return false;
1883
1884   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
1885   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
1886     // C++ [temp.param]p9:
1887     //   A default template-argument shall not be specified in a
1888     //   function template declaration or a function template
1889     //   definition [...]
1890     //   If a friend function template declaration specifies a default
1891     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
1892     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
1893     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
1894     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
1895          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
1896            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
1897       << DefArgRange;
1898     return false;
1899
1900   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
1901     // C++0x [temp.param]p9:
1902     //   A default template-argument shall not be specified in the
1903     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
1904     //   class template that appears outside of the member's class.
1905     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
1906       << DefArgRange;
1907     return true;
1908
1909   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
1910   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
1911     // C++ [temp.param]p9:
1912     //   A default template-argument shall not be specified in a
1913     //   friend template declaration.
1914     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
1915       << DefArgRange;
1916     return true;
1917
1918     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
1919     // for friend function templates if there is only a single
1920     // declaration (and it is a definition). Strange!
1921   }
1922
1923   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
1924 }
1925
1926 /// \brief Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
1927 /// of a template template parameter, recursively.
1928 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
1929                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
1930   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
1931   // expansion.
1932   if (TTP->isParameterPack())
1933     return false;
1934
1935   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
1936   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
1937     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
1938     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
1939       if (!NTTP->isParameterPack() &&
1940           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
1941                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
1942                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
1943         return true;
1944
1945       continue;
1946     }
1947
1948     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
1949                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
1950       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
1951         return true;
1952   }
1953
1954   return false;
1955 }
1956
1957 /// \brief Checks the validity of a template parameter list, possibly
1958 /// considering the template parameter list from a previous
1959 /// declaration.
1960 ///
1961 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
1962 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
1963 /// template parameter list.
1964 ///
1965 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
1966 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
1967 /// default arguments that are carried through from the previous
1968 /// template parameter list.
1969 ///
1970 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
1971 /// previous declaration of the same template. Default template
1972 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
1973 /// the new template parameter list.
1974 ///
1975 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
1976 /// template parameter list.
1977 ///
1978 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
1979 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
1980                                       TemplateParameterList *OldParams,
1981                                       TemplateParamListContext TPC) {
1982   bool Invalid = false;
1983
1984   // C++ [temp.param]p10:
1985   //   The set of default template-arguments available for use with a
1986   //   template declaration or definition is obtained by merging the
1987   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
1988   //   declarations in scope in the same way default function
1989   //   arguments are (8.3.6).
1990   bool SawDefaultArgument = false;
1991   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
1992
1993   // Dummy initialization to avoid warnings.
1994   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
1995   if (OldParams)
1996     OldParam = OldParams->begin();
1997
1998   bool RemoveDefaultArguments = false;
1999   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2000                                     NewParamEnd = NewParams->end();
2001        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2002     // Variables used to diagnose redundant default arguments
2003     bool RedundantDefaultArg = false;
2004     SourceLocation OldDefaultLoc;
2005     SourceLocation NewDefaultLoc;
2006
2007     // Variable used to diagnose missing default arguments
2008     bool MissingDefaultArg = false;
2009
2010     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
2011     bool SawParameterPack = false;
2012
2013     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
2014           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
2015       // Check the presence of a default argument here.
2016       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2017           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2018                                           NewTypeParm->getLocation(),
2019                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
2020                                                        .getSourceRange()))
2021         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
2022
2023       // Merge default arguments for template type parameters.
2024       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
2025           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2026       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
2027         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2028                "Parameter packs can't have a default argument!");
2029         SawParameterPack = true;
2030       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
2031                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2032         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2033         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2034         SawDefaultArgument = true;
2035         RedundantDefaultArg = true;
2036         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2037       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2038         // Merge the default argument from the old declaration to the
2039         // new declaration.
2040         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
2041         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2042       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2043         SawDefaultArgument = true;
2044         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2045       } else if (SawDefaultArgument)
2046         MissingDefaultArg = true;
2047     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
2048                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
2049       // Check for unexpanded parameter packs.
2050       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
2051           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
2052                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
2053                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
2054         Invalid = true;
2055         continue;
2056       }
2057
2058       // Check the presence of a default argument here.
2059       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2060           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2061                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
2062                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
2063         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
2064       }
2065
2066       // Merge default arguments for non-type template parameters
2067       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
2068         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2069       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
2070         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2071                "Parameter packs can't have a default argument!");
2072         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
2073           SawParameterPack = true;
2074       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
2075                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2076         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2077         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2078         SawDefaultArgument = true;
2079         RedundantDefaultArg = true;
2080         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2081       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2082         // Merge the default argument from the old declaration to the
2083         // new declaration.
2084         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
2085         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2086       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2087         SawDefaultArgument = true;
2088         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2089       } else if (SawDefaultArgument)
2090         MissingDefaultArg = true;
2091     } else {
2092       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
2093         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
2094
2095       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
2096       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
2097         Invalid = true;
2098         continue;
2099       }
2100
2101       // Check the presence of a default argument here.
2102       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2103           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2104                                           NewTemplateParm->getLocation(),
2105                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
2106         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
2107
2108       // Merge default arguments for template template parameters
2109       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
2110         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2111       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
2112         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2113                "Parameter packs can't have a default argument!");
2114         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
2115           SawParameterPack = true;
2116       } else if (OldTemplateParm &&
2117                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
2118                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2119         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2120         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2121         SawDefaultArgument = true;
2122         RedundantDefaultArg = true;
2123         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2124       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2125         // Merge the default argument from the old declaration to the
2126         // new declaration.
2127         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
2128         PreviousDefaultArgLoc
2129           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2130       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2131         SawDefaultArgument = true;
2132         PreviousDefaultArgLoc
2133           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2134       } else if (SawDefaultArgument)
2135         MissingDefaultArg = true;
2136     }
2137
2138     // C++11 [temp.param]p11:
2139     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
2140     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
2141     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
2142         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
2143          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
2144       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2145            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
2146       Invalid = true;
2147     }
2148
2149     if (RedundantDefaultArg) {
2150       // C++ [temp.param]p12:
2151       //   A template-parameter shall not be given default arguments
2152       //   by two different declarations in the same scope.
2153       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
2154       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2155       Invalid = true;
2156     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
2157       // C++ [temp.param]p11:
2158       //   If a template-parameter of a class template has a default
2159       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
2160       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
2161       //   pack.
2162       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2163            diag::err_template_param_default_arg_missing);
2164       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2165       Invalid = true;
2166       RemoveDefaultArguments = true;
2167     }
2168
2169     // If we have an old template parameter list that we're merging
2170     // in, move on to the next parameter.
2171     if (OldParams)
2172       ++OldParam;
2173   }
2174
2175   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
2176   // all of the default arguments.
2177   if (RemoveDefaultArguments) {
2178     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2179                                       NewParamEnd = NewParams->end();
2180          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2181       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
2182         TTP->removeDefaultArgument();
2183       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2184                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
2185         NTTP->removeDefaultArgument();
2186       else
2187         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
2188     }
2189   }
2190
2191   return Invalid;
2192 }
2193
2194 namespace {
2195
2196 /// A class which looks for a use of a certain level of template
2197 /// parameter.
2198 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
2199   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
2200
2201   unsigned Depth;
2202
2203   // Whether we're looking for a use of a template parameter that makes the
2204   // overall construct type-dependent / a dependent type. This is strictly
2205   // best-effort for now; we may fail to match at all for a dependent type
2206   // in some cases if this is set.
2207   bool IgnoreNonTypeDependent;
2208
2209   bool Match;
2210   SourceLocation MatchLoc;
2211
2212   DependencyChecker(unsigned Depth, bool IgnoreNonTypeDependent)
2213       : Depth(Depth), IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent),
2214         Match(false) {}
2215
2216   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params, bool IgnoreNonTypeDependent)
2217       : IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent), Match(false) {
2218     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
2219     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
2220       Depth = PD->getDepth();
2221     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2222                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
2223       Depth = PD->getDepth();
2224     } else {
2225       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
2226     }
2227   }
2228
2229   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
2230     if (ParmDepth >= Depth) {
2231       Match = true;
2232       MatchLoc = Loc;
2233       return true;
2234     }
2235     return false;
2236   }
2237
2238   bool TraverseStmt(Stmt *S, DataRecursionQueue *Q = nullptr) {
2239     // Prune out non-type-dependent expressions if requested. This can
2240     // sometimes result in us failing to find a template parameter reference
2241     // (if a value-dependent expression creates a dependent type), but this
2242     // mode is best-effort only.
2243     if (auto *E = dyn_cast_or_null<Expr>(S))
2244       if (IgnoreNonTypeDependent && !E->isTypeDependent())
2245         return true;
2246     return super::TraverseStmt(S, Q);
2247   }
2248
2249   bool TraverseTypeLoc(TypeLoc TL) {
2250     if (IgnoreNonTypeDependent && !TL.isNull() &&
2251         !TL.getType()->isDependentType())
2252       return true;
2253     return super::TraverseTypeLoc(TL);
2254   }
2255
2256   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
2257     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
2258   }
2259
2260   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
2261     // For a best-effort search, keep looking until we find a location.
2262     return IgnoreNonTypeDependent || !Matches(T->getDepth());
2263   }
2264
2265   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
2266     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
2267           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
2268       if (Matches(PD->getDepth()))
2269         return false;
2270     return super::TraverseTemplateName(N);
2271   }
2272
2273   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
2274     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2275           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
2276       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
2277         return false;
2278     return super::VisitDeclRefExpr(E);
2279   }
2280
2281   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
2282     return TraverseType(T->getReplacementType());
2283   }
2284
2285   bool
2286   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
2287     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
2288   }
2289
2290   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
2291     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
2292   }
2293 };
2294 } // end anonymous namespace
2295
2296 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
2297 /// list.
2298 static bool
2299 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
2300   DependencyChecker Checker(Params, /*IgnoreNonTypeDependent*/false);
2301   Checker.TraverseType(T);
2302   return Checker.Match;
2303 }
2304
2305 // Find the source range corresponding to the named type in the given
2306 // nested-name-specifier, if any.
2307 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
2308                                                        QualType T,
2309                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
2310   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
2311   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
2312     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
2313       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
2314         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
2315     } else
2316       break;
2317
2318     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
2319   }
2320
2321   return SourceRange();
2322 }
2323
2324 /// \brief Match the given template parameter lists to the given scope
2325 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
2326 /// name.
2327 ///
2328 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
2329 /// specifier or a template parameter list.
2330 ///
2331 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
2332 ///
2333 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
2334 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
2335 /// being declared.
2336 ///
2337 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
2338 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
2339 ///
2340 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
2341 /// innermost template parameter lists.
2342 ///
2343 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
2344 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
2345 /// declarations.
2346 ///
2347 /// \param IsMemberSpecialization will be set true if the scope specifier
2348 /// denotes a fully-specialized type, and therefore this is a declaration of
2349 /// a member specialization.
2350 ///
2351 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
2352 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
2353 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
2354 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
2355 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
2356 /// itself a template).
2357 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
2358     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
2359     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
2360     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
2361     bool &IsMemberSpecialization, bool &Invalid) {
2362   IsMemberSpecialization = false;
2363   Invalid = false;
2364
2365   // The sequence of nested types to which we will match up the template
2366   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
2367   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
2368   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
2369   QualType T;
2370   if (SS.getScopeRep()) {
2371     if (CXXRecordDecl *Record
2372               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
2373       T = Context.getTypeDeclType(Record);
2374     else
2375       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
2376   }
2377
2378   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
2379   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
2380   // explicit specialization.
2381   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
2382
2383   while (!T.isNull()) {
2384     NestedTypes.push_back(T);
2385
2386     // Retrieve the parent of a record type.
2387     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2388       // If this type is an explicit specialization, we're done.
2389       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2390           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2391         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
2392             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
2393           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
2394           break;
2395         }
2396       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2397                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
2398         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
2399         break;
2400       }
2401
2402       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
2403         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2404       else
2405         T = QualType();
2406       continue;
2407     }
2408
2409     if (const TemplateSpecializationType *TST
2410                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2411       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2412         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
2413           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2414         else
2415           T = QualType();
2416         continue;
2417       }
2418     }
2419
2420     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
2421     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
2422                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2423       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
2424         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2425       else
2426         T = QualType();
2427       continue;
2428     }
2429
2430     // Look one step prior in a dependent name type.
2431     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
2432       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
2433         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2434       else
2435         T = QualType();
2436       continue;
2437     }
2438
2439     // Retrieve the parent of an enumeration type.
2440     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
2441       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
2442       // check here.
2443       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
2444
2445       // Get to the parent type.
2446       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
2447         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2448       else
2449         T = QualType();
2450       continue;
2451     }
2452
2453     T = QualType();
2454   }
2455   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
2456   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
2457   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
2458
2459   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
2460   //   A member or a member template may be nested within many
2461   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
2462   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
2463   //   template<> for each enclosing class template that is
2464   //   explicitly specialized.
2465   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
2466
2467   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
2468     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
2469       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
2470         << !Recovery << Range;
2471       Invalid = true;
2472       IsMemberSpecialization = false;
2473       return true;
2474     }
2475
2476     return false;
2477   };
2478
2479   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
2480     // Check that we can have an explicit specialization here.
2481     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
2482       return true;
2483
2484     // We don't have a template header, but we should.
2485     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
2486     if (!ParamLists.empty())
2487       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
2488     else
2489       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
2490
2491     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
2492       << Range
2493       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
2494     return false;
2495   };
2496
2497   unsigned ParamIdx = 0;
2498   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
2499        ++TypeIdx) {
2500     T = NestedTypes[TypeIdx];
2501
2502     // Whether we expect a 'template<>' header.
2503     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
2504
2505     // Whether we expect a template header with parameters.
2506     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2507
2508     // For a dependent type, the set of template parameters that we
2509     // expect to see.
2510     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
2511
2512     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
2513     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
2514     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
2515     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
2516     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
2517     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2518       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
2519             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
2520         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
2521         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2522       } else if (Record->isDependentType()) {
2523         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
2524           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
2525                                                       ->getTemplateParameters();
2526           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2527         }
2528       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2529                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2530         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
2531         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
2532         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
2533         //   the template<> syntax.
2534         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
2535           NeedEmptyTemplateHeader = true;
2536         else
2537           continue;
2538       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
2539         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2540                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
2541             TypeIdx == NumTypes - 1)
2542           IsMemberSpecialization = true;
2543
2544         continue;
2545       }
2546     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
2547                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2548       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2549         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
2550         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2551       }
2552     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2553       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
2554       // against the corresponding template parameter list.
2555       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2556     }
2557
2558     // C++ [temp.expl.spec]p16:
2559     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2560     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2561     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2562     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2563     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2564     //   are not explicitly specialized as well.
2565     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2566       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
2567         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2568                                         false))
2569           return nullptr;
2570       } else
2571         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
2572     }
2573
2574     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
2575       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
2576       // here, then it's a member specialization.
2577       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
2578         IsMemberSpecialization = true;
2579
2580       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2581         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
2582           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
2583           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2584                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
2585             << T
2586             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
2587                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
2588             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2589           Invalid = true;
2590           return nullptr;
2591         }
2592
2593         // Consume this template header.
2594         ++ParamIdx;
2595         continue;
2596       }
2597
2598       if (!IsFriend)
2599         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
2600                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
2601           return nullptr;
2602
2603       continue;
2604     }
2605
2606     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
2607       // In friend declarations we can have template-ids which don't
2608       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
2609       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
2610       // template-id.
2611       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
2612         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
2613             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
2614           ExpectedTemplateParams = nullptr;
2615         else
2616           continue;
2617       }
2618
2619       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2620         // Check the template parameter list, if we can.
2621         if (ExpectedTemplateParams &&
2622             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
2623                                             ExpectedTemplateParams,
2624                                             true, TPL_TemplateMatch))
2625           Invalid = true;
2626
2627         if (!Invalid &&
2628             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
2629                                        TPC_ClassTemplateMember))
2630           Invalid = true;
2631
2632         ++ParamIdx;
2633         continue;
2634       }
2635
2636       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
2637         << T
2638         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2639       Invalid = true;
2640       continue;
2641     }
2642   }
2643
2644   // If there were at least as many template-ids as there were template
2645   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
2646   // the declaration itself.
2647   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
2648     if (TemplateId && !IsFriend) {
2649       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
2650       // should.
2651       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
2652                                                         TemplateId->RAngleLoc));
2653
2654       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
2655       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
2656                                            SourceLocation(), None,
2657                                            SourceLocation(), nullptr);
2658     }
2659
2660     return nullptr;
2661   }
2662
2663   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
2664   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
2665     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
2666     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
2667     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
2668       if (ParamLists[I]->size() == 0)
2669         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
2670       else
2671         AllExplicitSpecHeaders = false;
2672     }
2673
2674     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2675          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
2676                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
2677         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2678                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
2679
2680     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
2681     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
2682     // specialization occurred.
2683     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
2684       Diag(ExplicitSpecLoc,
2685            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
2686         << NestedTypes.back();
2687
2688     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
2689     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
2690     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
2691     if (!AllExplicitSpecHeaders)
2692       Invalid = true;
2693   }
2694
2695   // C++ [temp.expl.spec]p16:
2696   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2697   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2698   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2699   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2700   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2701   //   are not explicitly specialized as well.
2702   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
2703       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2704                                   false))
2705     return nullptr;
2706
2707   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
2708   // entity being declared.
2709   return ParamLists.back();
2710 }
2711
2712 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
2713   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2714     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2715         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2716                 ? 0
2717                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2718                       ? 1
2719                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2720                             ? 2
2721                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2722         << Template->getDeclName();
2723     return;
2724   }
2725
2726   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2727     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
2728                                           IEnd = OST->end();
2729          I != IEnd; ++I)
2730       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2731         << 0 << (*I)->getDeclName();
2732
2733     return;
2734   }
2735 }
2736
2737 static QualType
2738 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2739                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2740                            SourceLocation TemplateLoc,
2741                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2742   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2743   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2744   case BTK__make_integer_seq: {
2745     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2746     // S<T, 0, ..., N-1>.
2747
2748     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2749     //   T shall be an integer type.
2750     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2751       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2752                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2753       return QualType();
2754     }
2755
2756     // C++14 [inteseq.make]p1:
2757     //   If N is negative the program is ill-formed.
2758     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2759     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2760     if (NumArgs < 0) {
2761       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2762                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2763       return QualType();
2764     }
2765
2766     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2767     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2768     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2769     // synthetic template argument list.
2770     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2771     // Expand N into 0 ... N-1.
2772     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2773          I < NumArgs; ++I) {
2774       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2775       SyntheticTemplateArgs.addArgument(SemaRef.getTrivialTemplateArgumentLoc(
2776           TA, ArgTy, TemplateArgs[2].getLocation()));
2777     }
2778     // The first template argument will be reused as the template decl that
2779     // our synthetic template arguments will be applied to.
2780     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2781                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2782   }
2783
2784   case BTK__type_pack_element:
2785     // Specializations of
2786     //    __type_pack_element<Index, T_1, ..., T_N>
2787     // are treated like T_Index.
2788     assert(Converted.size() == 2 &&
2789       "__type_pack_element should be given an index and a parameter pack");
2790
2791     // If the Index is out of bounds, the program is ill-formed.
2792     TemplateArgument IndexArg = Converted[0], Ts = Converted[1];
2793     llvm::APSInt Index = IndexArg.getAsIntegral();
2794     assert(Index >= 0 && "the index used with __type_pack_element should be of "
2795                          "type std::size_t, and hence be non-negative");
2796     if (Index >= Ts.pack_size()) {
2797       SemaRef.Diag(TemplateArgs[0].getLocation(),
2798                    diag::err_type_pack_element_out_of_bounds);
2799       return QualType();
2800     }
2801
2802     // We simply return the type at index `Index`.
2803     auto Nth = std::next(Ts.pack_begin(), Index.getExtValue());
2804     return Nth->getAsType();
2805   }
2806   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2807 }
2808
2809 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
2810                                    SourceLocation TemplateLoc,
2811                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2812   DependentTemplateName *DTN
2813     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
2814   if (DTN && DTN->isIdentifier())
2815     // When building a template-id where the template-name is dependent,
2816     // assume the template is a type template. Either our assumption is
2817     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
2818     // dependent name is substituted.
2819     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2820                                                           DTN->getQualifier(),
2821                                                           DTN->getIdentifier(),
2822                                                           TemplateArgs);
2823
2824   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
2825   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
2826       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
2827     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
2828     // build a template specialization type for it.
2829     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
2830       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
2831
2832     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
2833       << Name;
2834     NoteAllFoundTemplates(Name);
2835     return QualType();
2836   }
2837
2838   // Check that the template argument list is well-formed for this
2839   // template.
2840   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2841   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
2842                                 false, Converted))
2843     return QualType();
2844
2845   QualType CanonType;
2846
2847   bool InstantiationDependent = false;
2848   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
2849           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
2850     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
2851     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
2852     if (Pattern->isInvalidDecl())
2853       return QualType();
2854
2855     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2856                                       Converted);
2857
2858     // Only substitute for the innermost template argument list.
2859     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2860     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
2861     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
2862     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
2863       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
2864
2865     LocalInstantiationScope Scope(*this);
2866     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
2867     if (Inst.isInvalid())
2868       return QualType();
2869
2870     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
2871                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
2872                           AliasTemplate->getDeclName());
2873     if (CanonType.isNull())
2874       return QualType();
2875   } else if (Name.isDependent() ||
2876              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2877                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2878     // This class template specialization is a dependent
2879     // type. Therefore, its canonical type is another class template
2880     // specialization type that contains all of the converted
2881     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
2882     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
2883     //
2884     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
2885     CanonType = Context.getCanonicalTemplateSpecializationType(Name, Converted);
2886
2887     // This might work out to be a current instantiation, in which
2888     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
2889     //
2890     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
2891     // changes to CurContext don't change the set of current
2892     // instantiations.
2893     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2894       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
2895         // If we get out to a namespace, we're done.
2896         if (Ctx->isFileContext()) break;
2897
2898         // If this isn't a record, keep looking.
2899         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
2900         if (!Record) continue;
2901
2902         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
2903         // and check whether it's the same template.
2904         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
2905             !Record->getDescribedClassTemplate())
2906           continue;
2907
2908         // Fetch the injected class name type and check whether its
2909         // injected type is equal to the type we just built.
2910         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
2911         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
2912           ->getInjectedSpecializationType();
2913
2914         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
2915           continue;
2916
2917         // If so, the canonical type of this TST is the injected
2918         // class name type of the record we just found.
2919         assert(ICNT.isCanonical());
2920         CanonType = ICNT;
2921         break;
2922       }
2923     }
2924   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
2925                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2926     // Find the class template specialization declaration that
2927     // corresponds to these arguments.
2928     void *InsertPos = nullptr;
2929     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
2930       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2931     if (!Decl) {
2932       // This is the first time we have referenced this class template
2933       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2934       // the set of specializations.
2935       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
2936                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
2937                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
2938                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
2939                                                 ClassTemplate->getLocation(),
2940                                                      ClassTemplate,
2941                                                      Converted, nullptr);
2942       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
2943       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
2944         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
2945     }
2946
2947     if (Decl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
2948       MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2949       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(Converted);
2950       InstantiateAttrsForDecl(TemplateArgLists, ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
2951                               Decl);
2952     }
2953
2954     // Diagnose uses of this specialization.
2955     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
2956
2957     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
2958     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
2959            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
2960   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
2961     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
2962                                            TemplateArgs);
2963   }
2964
2965   // Build the fully-sugared type for this class template
2966   // specialization, which refers back to the class template
2967   // specialization we created or found.
2968   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
2969 }
2970
2971 TypeResult
2972 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
2973                           TemplateTy TemplateD, IdentifierInfo *TemplateII,
2974                           SourceLocation TemplateIILoc,
2975                           SourceLocation LAngleLoc,
2976                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2977                           SourceLocation RAngleLoc,
2978                           bool IsCtorOrDtorName, bool IsClassName) {
2979   if (SS.isInvalid())
2980     return true;
2981
2982   if (!IsCtorOrDtorName && !IsClassName && SS.isSet()) {
2983     DeclContext *LookupCtx = computeDeclContext(SS, /*EnteringContext*/false);
2984
2985     // C++ [temp.res]p3:
2986     //   A qualified-id that refers to a type and in which the
2987     //   nested-name-specifier depends on a template-parameter (14.6.2)
2988     //   shall be prefixed by the keyword typename to indicate that the
2989     //   qualified-id denotes a type, forming an
2990     //   elaborated-type-specifier (7.1.5.3).
2991     if (!LookupCtx && isDependentScopeSpecifier(SS)) {
2992       Diag(SS.getBeginLoc(), diag::err_typename_missing_template)
2993         << SS.getScopeRep() << TemplateII->getName();
2994       // Recover as if 'typename' were specified.
2995       // FIXME: This is not quite correct recovery as we don't transform SS
2996       // into the corresponding dependent form (and we don't diagnose missing
2997       // 'template' keywords within SS as a result).
2998       return ActOnTypenameType(nullptr, SourceLocation(), SS, TemplateKWLoc,
2999                                TemplateD, TemplateII, TemplateIILoc, LAngleLoc,
3000                                TemplateArgsIn, RAngleLoc);
3001     }
3002
3003     // Per C++ [class.qual]p2, if the template-id was an injected-class-name,
3004     // it's not actually allowed to be used as a type in most cases. Because
3005     // we annotate it before we know whether it's valid, we have to check for
3006     // this case here.
3007     auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3008     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
3009       Diag(TemplateIILoc,
3010            TemplateKWLoc.isInvalid()
3011                ? diag::err_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor
3012                : diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3013         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3014         << 1 /*if any keyword was present, it was 'template'*/;
3015     }
3016   }
3017
3018   TemplateName Template = TemplateD.get();
3019
3020   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3021   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3022   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3023
3024   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3025     QualType T
3026       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3027                                                        DTN->getQualifier(),
3028                                                        DTN->getIdentifier(),
3029                                                        TemplateArgs);
3030     // Build type-source information.
3031     TypeLocBuilder TLB;
3032     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3033       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3034     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3035     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3036     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3037     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3038     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3039     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3040     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3041       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3042     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3043   }
3044
3045   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
3046   if (Result.isNull())
3047     return true;
3048
3049   // Build type-source information.
3050   TypeLocBuilder TLB;
3051   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3052     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3053   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3054   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3055   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3056   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3057   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3058     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3059
3060   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
3061   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
3062   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
3063   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
3064     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
3065     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
3066     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3067     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3068     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3069   }
3070
3071   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3072 }
3073
3074 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
3075                                         TypeSpecifierType TagSpec,
3076                                         SourceLocation TagLoc,
3077                                         CXXScopeSpec &SS,
3078                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
3079                                         TemplateTy TemplateD,
3080                                         SourceLocation TemplateLoc,
3081                                         SourceLocation LAngleLoc,
3082                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3083                                         SourceLocation RAngleLoc) {
3084   TemplateName Template = TemplateD.get();
3085
3086   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3087   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3088   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3089
3090   // Determine the tag kind
3091   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
3092   ElaboratedTypeKeyword Keyword
3093     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
3094
3095   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3096     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
3097                                                           DTN->getQualifier(),
3098                                                           DTN->getIdentifier(),
3099                                                                 TemplateArgs);
3100
3101     // Build type-source information.
3102     TypeLocBuilder TLB;
3103     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3104       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3105     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3106     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3107     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3108     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3109     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3110     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3111     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3112       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3113     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3114   }
3115
3116   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
3117         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
3118     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
3119     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
3120     //   resolves to an alias template specialization, the
3121     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
3122     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag)
3123         << TAT << NTK_TypeAliasTemplate << TagKind;
3124     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
3125   }
3126
3127   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
3128   if (Result.isNull())
3129     return TypeResult(true);
3130
3131   // Check the tag kind
3132   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
3133     RecordDecl *D = RT->getDecl();
3134
3135     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
3136     assert(Id && "templated class must have an identifier");
3137
3138     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
3139                                       TagLoc, Id)) {
3140       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
3141         << Result
3142         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
3143       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
3144     }
3145   }
3146
3147   // Provide source-location information for the template specialization.
3148   TypeLocBuilder TLB;
3149   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3150     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3151   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3152   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3153   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3154   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3155   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3156     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3157
3158   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
3159   // and tag keyword.
3160   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
3161   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3162   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3163   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3164   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3165 }
3166
3167 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
3168                                              NamedDecl *PrevDecl,
3169                                              SourceLocation Loc,
3170                                              bool IsPartialSpecialization);
3171
3172 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
3173
3174 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
3175     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
3176   switch (Arg.getKind()) {
3177   case TemplateArgument::Null:
3178   case TemplateArgument::NullPtr:
3179   case TemplateArgument::Integral:
3180   case TemplateArgument::Declaration:
3181   case TemplateArgument::Pack:
3182   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3183     return false;
3184
3185   case TemplateArgument::Type: {
3186     QualType Type = Arg.getAsType();
3187     const TemplateTypeParmType *TPT =
3188         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
3189     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
3190            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
3191   }
3192
3193   case TemplateArgument::Expression: {
3194     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
3195     if (!DRE || !DRE->getDecl())
3196       return false;
3197     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
3198         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
3199     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
3200   }
3201
3202   case TemplateArgument::Template:
3203     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
3204         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3205             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
3206     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
3207   }
3208   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
3209 }
3210
3211 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
3212                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
3213   if (Params->size() != Args.size())
3214     return false;
3215
3216   unsigned Depth = Params->getDepth();
3217
3218   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
3219     TemplateArgument Arg = Args[I];
3220
3221     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
3222     // whose only element is a pack expansion.
3223     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
3224       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
3225           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
3226         return false;
3227       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
3228     }
3229
3230     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
3231       return false;
3232   }
3233
3234   return true;
3235 }
3236
3237 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
3238 static TemplateArgumentListInfo
3239 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
3240   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
3241                                         TemplateId.RAngleLoc);
3242   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
3243                                      TemplateId.NumArgs);
3244   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
3245   return TemplateArgs;
3246 }
3247
3248 template<typename PartialSpecDecl>
3249 static void checkMoreSpecializedThanPrimary(Sema &S, PartialSpecDecl *Partial) {
3250   if (Partial->getDeclContext()->isDependentContext())
3251     return;
3252
3253   // FIXME: Get the TDK from deduction in order to provide better diagnostics
3254   // for non-substitution-failure issues?
3255   TemplateDeductionInfo Info(Partial->getLocation());
3256   if (S.isMoreSpecializedThanPrimary(Partial, Info))
3257     return;
3258
3259   auto *Template = Partial->getSpecializedTemplate();
3260   S.Diag(Partial->getLocation(),
3261          diag::ext_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3262       << isa<VarTemplateDecl>(Template);
3263
3264   if (Info.hasSFINAEDiagnostic()) {
3265     PartialDiagnosticAt Diag = {SourceLocation(),
3266                                 PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3267     Info.takeSFINAEDiagnostic(Diag);
3268     SmallString<128> SFINAEArgString;
3269     Diag.second.EmitToString(S.getDiagnostics(), SFINAEArgString);
3270     S.Diag(Diag.first,
3271            diag::note_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3272       << SFINAEArgString;
3273   }
3274
3275   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3276 }
3277
3278 static void
3279 noteNonDeducibleParameters(Sema &S, TemplateParameterList *TemplateParams,
3280                            const llvm::SmallBitVector &DeducibleParams) {
3281   for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
3282     if (!DeducibleParams[I]) {
3283       NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
3284       if (Param->getDeclName())
3285         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3286             << Param->getDeclName();
3287       else
3288         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3289             << "(anonymous)";
3290     }
3291   }
3292 }
3293
3294
3295 template<typename PartialSpecDecl>
3296 static void checkTemplatePartialSpecialization(Sema &S,
3297                                                PartialSpecDecl *Partial) {
3298   // C++1z [temp.class.spec]p8: (DR1495)
3299   //   - The specialization shall be more specialized than the primary
3300   //     template (14.5.5.2).
3301   checkMoreSpecializedThanPrimary(S, Partial);
3302
3303   // C++ [temp.class.spec]p8: (DR1315)
3304   //   - Each template-parameter shall appear at least once in the
3305   //     template-id outside a non-deduced context.
3306   // C++1z [temp.class.spec.match]p3 (P0127R2)
3307   //   If the template arguments of a partial specialization cannot be
3308   //   deduced because of the structure of its template-parameter-list
3309   //   and the template-id, the program is ill-formed.
3310   auto *TemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
3311   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3312   S.MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
3313                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
3314
3315   if (!DeducibleParams.all()) {
3316     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3317     S.Diag(Partial->getLocation(), diag::ext_partial_specs_not_deducible)
3318       << isa<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(Partial)
3319       << (NumNonDeducible > 1)
3320       << SourceRange(Partial->getLocation(),
3321                      Partial->getTemplateArgsAsWritten()->RAngleLoc);
3322     noteNonDeducibleParameters(S, TemplateParams, DeducibleParams);
3323   }
3324 }
3325
3326 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3327     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3328   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3329 }
3330
3331 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3332     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3333   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3334 }
3335
3336 void Sema::CheckDeductionGuideTemplate(FunctionTemplateDecl *TD) {
3337   // C++1z [temp.param]p11:
3338   //   A template parameter of a deduction guide template that does not have a
3339   //   default-argument shall be deducible from the parameter-type-list of the
3340   //   deduction guide template.
3341   auto *TemplateParams = TD->getTemplateParameters();
3342   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3343   MarkDeducedTemplateParameters(TD, DeducibleParams);
3344   for (unsigned I = 0; I != TemplateParams->size(); ++I) {
3345     // A parameter pack is deducible (to an empty pack).
3346     auto *Param = TemplateParams->getParam(I);
3347     if (Param->isParameterPack() || hasVisibleDefaultArgument(Param))
3348       DeducibleParams[I] = true;
3349   }
3350
3351   if (!DeducibleParams.all()) {
3352     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3353     Diag(TD->getLocation(), diag::err_deduction_guide_template_not_deducible)
3354       << (NumNonDeducible > 1);
3355     noteNonDeducibleParameters(*this, TemplateParams, DeducibleParams);
3356   }
3357 }
3358
3359 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
3360     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
3361     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
3362     bool IsPartialSpecialization) {
3363   // D must be variable template id.
3364   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId &&
3365          "Variable template specialization is declared with a template it.");
3366
3367   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
3368   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
3369       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
3370   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
3371   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
3372   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
3373
3374   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
3375
3376   // The template-id must name a variable template.
3377   VarTemplateDecl *VarTemplate =
3378       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3379   if (!VarTemplate) {
3380     NamedDecl *FnTemplate;
3381     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
3382       FnTemplate = *OTS->begin();
3383     else
3384       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3385     if (FnTemplate)
3386       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
3387                << FnTemplate->getDeclName();
3388     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
3389              << IsPartialSpecialization;
3390   }
3391
3392   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
3393   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
3394     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
3395                                         UPPC_PartialSpecialization))
3396       return true;
3397
3398   // Check that the template argument list is well-formed for this
3399   // template.
3400   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3401   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
3402                                 false, Converted))
3403     return true;
3404
3405   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
3406   // corresponds to these arguments.
3407   if (IsPartialSpecialization) {
3408     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, VarTemplate,
3409                                                TemplateArgs.size(), Converted))
3410       return true;
3411
3412     // FIXME: Move these checks to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
3413     // also do them during instantiation.
3414     bool InstantiationDependent;
3415     if (!Name.isDependent() &&
3416         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3417             TemplateArgs.arguments(),
3418             InstantiationDependent)) {
3419       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
3420           << VarTemplate->getDeclName();
3421       IsPartialSpecialization = false;
3422     }
3423
3424     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
3425                                 Converted)) {
3426       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
3427       //
3428       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
3429       //      to the implicit argument list of the primary template.
3430       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
3431         << /*variable template*/ 1
3432         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
3433         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
3434       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
3435       // of the primary template.
3436       return true;
3437     }
3438   }
3439
3440   void *InsertPos = nullptr;
3441   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
3442
3443   if (IsPartialSpecialization)
3444     // FIXME: Template parameter list matters too
3445     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3446   else
3447     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3448
3449   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
3450
3451   // Check whether we can declare a variable template specialization in
3452   // the current scope.
3453   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
3454                                        TemplateNameLoc,
3455                                        IsPartialSpecialization))
3456     return true;
3457
3458   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3459     // Since the only prior variable template specialization with these
3460     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
3461     // declaration node as our own, updating its source location and
3462     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
3463     Specialization = PrevDecl;
3464     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
3465     PrevDecl = nullptr;
3466   } else if (IsPartialSpecialization) {
3467     // Create a new class template partial specialization declaration node.
3468     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
3469         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
3470     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
3471         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3472             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
3473             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
3474             Converted, TemplateArgs);
3475
3476     if (!PrevPartial)
3477       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
3478     Specialization = Partial;
3479
3480     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
3481     // template specialization, make a note of that.
3482     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
3483       PrevPartial->setMemberSpecialization();
3484
3485     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
3486   } else {
3487     // Create a new class template specialization declaration node for
3488     // this explicit specialization or friend declaration.
3489     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3490         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
3491         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted);
3492     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
3493
3494     if (!PrevDecl)
3495       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
3496   }
3497
3498   // C++ [temp.expl.spec]p6:
3499   //   If a template, a member template or the member of a class template is
3500   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
3501   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
3502   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
3503   //   use occurs; no diagnostic is required.
3504   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
3505     bool Okay = false;
3506     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
3507       // Is there any previous explicit specialization declaration?
3508       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
3509         Okay = true;
3510         break;
3511       }
3512     }
3513
3514     if (!Okay) {
3515       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
3516       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
3517           << Name << Range;
3518
3519       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
3520            diag::note_instantiation_required_here)
3521           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
3522               TSK_ImplicitInstantiation);
3523       return true;
3524     }
3525   }
3526
3527   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3528   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
3529
3530   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
3531   // be seen when iterating through the list of declarations in that
3532   // context. However, specializations are not found by name lookup.
3533   CurContext->addDecl(Specialization);
3534
3535   // Note that this is an explicit specialization.
3536   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
3537
3538   if (PrevDecl) {
3539     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
3540     // merging with previous declarations.
3541     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
3542                           ForRedeclaration);
3543     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
3544     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
3545   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
3546              Specialization->isOutOfLine()) {
3547     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
3548   }
3549
3550   // Link instantiations of static data members back to the template from
3551   // which they were instantiated.
3552   if (Specialization->isStaticDataMember())
3553     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
3554         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
3555         Specialization->getSpecializationKind());
3556
3557   return Specialization;
3558 }
3559
3560 namespace {
3561 /// \brief A partial specialization whose template arguments have matched
3562 /// a given template-id.
3563 struct PartialSpecMatchResult {
3564   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
3565   TemplateArgumentList *Args;
3566 };
3567 } // end anonymous namespace
3568
3569 DeclResult
3570 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3571                          SourceLocation TemplateNameLoc,
3572                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3573   assert(Template && "A variable template id without template?");
3574
3575   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
3576   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3577   if (CheckTemplateArgumentList(
3578           Template, TemplateNameLoc,
3579           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
3580           Converted))
3581     return true;
3582
3583   // Find the variable template specialization declaration that
3584   // corresponds to these arguments.
3585   void *InsertPos = nullptr;
3586   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
3587           Converted, InsertPos)) {
3588     checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Spec);
3589     // If we already have a variable template specialization, return it.
3590     return Spec;
3591   }
3592
3593   // This is the first time we have referenced this variable template
3594   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3595   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
3596   // that it represents. That is,
3597   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3598   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
3599                                        Converted);
3600   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
3601   bool AmbiguousPartialSpec = false;
3602   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
3603   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
3604   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
3605   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
3606                                             /*ForTakingAddress=*/false);
3607
3608   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
3609   // specializes, if any.
3610   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
3611   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
3612   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
3613   // specializations yet.
3614   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
3615   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
3616   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
3617   bool InstantiationDependent = false;
3618   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3619           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3620
3621     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
3622     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
3623
3624     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
3625       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
3626       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
3627
3628       if (TemplateDeductionResult Result =
3629               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
3630         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
3631         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
3632         FailedCandidates.addCandidate().set(
3633             DeclAccessPair::make(Template, AS_public), Partial,
3634             MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
3635         (void)Result;
3636       } else {
3637         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
3638         Matched.back().Partial = Partial;
3639         Matched.back().Args = Info.take();
3640       }
3641     }
3642
3643     if (Matched.size() >= 1) {
3644       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
3645       if (Matched.size() == 1) {
3646         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
3647         //      instantiation is generated from that specialization.
3648         // We don't need to do anything for this.
3649       } else {
3650         //   -- If more than one matching specialization is found, the
3651         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
3652         //      whether one of the specializations is more specialized
3653         //      than the others. If none of the specializations is more
3654         //      specialized than all of the other matching
3655         //      specializations, then the use of the variable template is
3656         //      ambiguous and the program is ill-formed.
3657         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
3658                                                    PEnd = Matched.end();
3659              P != PEnd; ++P) {
3660           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
3661                                                       PointOfInstantiation) ==
3662               P->Partial)
3663             Best = P;
3664         }
3665
3666         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
3667         // the others.
3668         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
3669                                                    PEnd = Matched.end();
3670              P != PEnd; ++P) {
3671           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
3672                                P->Partial, Best->Partial,
3673                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
3674             AmbiguousPartialSpec = true;
3675             break;
3676           }
3677         }
3678       }
3679
3680       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
3681       InstantiationPattern = Best->Partial;
3682       InstantiationArgs = Best->Args;
3683     } else {
3684       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
3685       //      from the primary template.
3686       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3687     }
3688   }
3689
3690   // 2. Create the canonical declaration.
3691   // Note that we do not instantiate a definition until we see an odr-use
3692   // in DoMarkVarDeclReferenced().
3693   // FIXME: LateAttrs et al.?
3694   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
3695       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
3696       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
3697   if (!Decl)
3698     return true;
3699
3700   if (AmbiguousPartialSpec) {
3701     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
3702     Decl->setInvalidDecl();
3703     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
3704         << Decl;
3705
3706     // Print the matching partial specializations.
3707     for (MatchResult P : Matched)
3708       Diag(P.Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
3709           << getTemplateArgumentBindingsText(P.Partial->getTemplateParameters(),
3710                                              *P.Args);
3711     return true;
3712   }
3713
3714   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
3715           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
3716     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
3717
3718   checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Decl);
3719
3720   assert(Decl && "No variable template specialization?");
3721   return Decl;
3722 }
3723
3724 ExprResult
3725 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
3726                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3727                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3728                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3729
3730   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
3731                                        *TemplateArgs);
3732   if (Decl.isInvalid())
3733     return ExprError();
3734
3735   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
3736   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
3737     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
3738                                        NameInfo.getLoc());
3739
3740   // Build an ordinary singleton decl ref.
3741   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
3742                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
3743 }
3744
3745 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
3746                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
3747                                      LookupResult &R,
3748                                      bool RequiresADL,
3749                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3750   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
3751   // template arguments that we have against the template name, if the template
3752   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
3753   // though.
3754   // foo<int> could identify a single function unambiguously
3755   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
3756   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
3757   // i.e., template<class T> void f(double);
3758   //       vs template<class T, class U> void f(U);
3759
3760   // These should be filtered out by our callers.
3761   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
3762   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
3763
3764   // In C++1y, check variable template ids.
3765   bool InstantiationDependent;
3766   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() &&
3767       !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3768            *TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3769     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
3770                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
3771                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
3772   }
3773
3774   // We don't want lookup warnings at this point.
3775   R.suppressDiagnostics();
3776
3777   UnresolvedLookupExpr *ULE
3778     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
3779                                    SS.getWithLocInContext(Context),
3780                                    TemplateKWLoc,
3781                                    R.getLookupNameInfo(),
3782                                    RequiresADL, TemplateArgs,
3783                                    R.begin(), R.end());
3784
3785   return ULE;
3786 }
3787
3788 // We actually only call this from template instantiation.
3789 ExprResult
3790 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
3791                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
3792                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3793                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3794
3795   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
3796   DeclContext *DC;
3797   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
3798       DC->isDependentContext() ||
3799       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
3800     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
3801
3802   bool MemberOfUnknownSpecialization;
3803   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3804   LookupTemplateName(R, (Scope*)nullptr, SS, QualType(), /*Entering*/ false,
3805                      MemberOfUnknownSpecialization);
3806
3807   if (R.isAmbiguous())
3808     return ExprError();
3809
3810   if (R.empty()) {
3811     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3812       << NameInfo.getName() << SS.getRange();
3813     return ExprError();
3814   }
3815
3816   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
3817     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
3818       << SS.getScopeRep()
3819       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
3820     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
3821     return ExprError();
3822   }
3823
3824   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
3825 }
3826
3827 /// \brief Form a dependent template name.
3828 ///
3829 /// This action forms a dependent template name given the template
3830 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
3831 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
3832 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
3833 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
3834 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
3835                                                   CXXScopeSpec &SS,
3836                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
3837                                                   UnqualifiedId &Name,
3838                                                   ParsedType ObjectType,
3839                                                   bool EnteringContext,
3840                                                   TemplateTy &Result,
3841                                                   bool AllowInjectedClassName) {
3842   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
3843     Diag(TemplateKWLoc,
3844          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
3845            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
3846            diag::ext_template_outside_of_template)
3847       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
3848
3849   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
3850   if (SS.isSet())
3851     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
3852   if (!LookupCtx && ObjectType)
3853     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
3854   if (LookupCtx) {
3855     // C++0x [temp.names]p5:
3856     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
3857     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
3858     //   template may not be applied to non-template members of class
3859     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
3860     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
3861     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
3862     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
3863     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
3864     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
3865     //
3866     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
3867     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
3868     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
3869     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
3870     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
3871     bool MemberOfUnknownSpecialization;
3872     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
3873                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
3874                                           MemberOfUnknownSpecialization);
3875     if (TNK == TNK_Non_template && LookupCtx->isDependentContext() &&
3876         isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx) &&
3877         (!cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasDefinition() ||
3878          cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasAnyDependentBases())) {
3879       // This is a dependent template. Handle it below.
3880     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
3881       Diag(Name.getLocStart(),
3882            diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3883         << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3884         << Name.getSourceRange()
3885         << TemplateKWLoc;
3886       return TNK_Non_template;
3887     } else {
3888       // We found something; return it.
3889       auto *LookupRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3890       if (!AllowInjectedClassName && SS.isSet() && LookupRD &&
3891           Name.getKind() == UnqualifiedId::IK_Identifier && Name.Identifier &&
3892           LookupRD->getIdentifier() == Name.Identifier) {
3893         // C++14 [class.qual]p2:
3894         //   In a lookup in which function names are not ignored and the
3895         //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
3896         //   [...] is the injected-class-name of C, [...] the name is instead
3897         //   considered to name the constructor
3898         //
3899         // We don't get here if naming the constructor would be valid, so we
3900         // just reject immediately and recover by treating the
3901         // injected-class-name as naming the template.
3902         Diag(Name.getLocStart(),
3903              diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3904           << Name.Identifier << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3905           << 1 /*'template' keyword was used*/;
3906       }
3907       return TNK;
3908     }
3909   }
3910
3911   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
3912
3913   switch (Name.getKind()) {
3914   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
3915     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3916                                                               Name.Identifier));
3917     return TNK_Dependent_template_name;
3918
3919   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
3920     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3921                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
3922     return TNK_Function_template;
3923
3924   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
3925     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
3926
3927   default:
3928     break;
3929   }
3930
3931   Diag(Name.getLocStart(),
3932        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3933     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3934     << Name.getSourceRange()
3935     << TemplateKWLoc;
3936   return TNK_Non_template;
3937 }
3938
3939 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
3940                                      TemplateArgumentLoc &AL,
3941                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3942   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
3943   QualType ArgType;
3944   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
3945
3946   // Check template type parameter.
3947   switch(Arg.getKind()) {
3948   case TemplateArgument::Type:
3949     // C++ [temp.arg.type]p1:
3950     //   A template-argument for a template-parameter which is a
3951     //   type shall be a type-id.
3952     ArgType = Arg.getAsType();
3953     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
3954     break;
3955   case TemplateArgument::Template: {
3956     // We have a template type parameter but the template argument
3957     // is a template without any arguments.
3958     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3959     TemplateName Name = Arg.getAsTemplate();
3960     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_missing_args)
3961       << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(Name) << Name << SR;
3962     if (TemplateDecl *Decl = Name.getAsTemplateDecl())
3963       Diag(Decl->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3964
3965     return true;
3966   }
3967   case TemplateArgument::Expression: {
3968     // We have a template type parameter but the template argument is an
3969     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
3970     CXXScopeSpec SS;
3971     DeclarationNameInfo NameInfo;
3972
3973     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3974       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3975       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3976     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
3977                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3978       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3979       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3980     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
3981                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3982       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
3983         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3984         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
3985       }
3986     }
3987
3988     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
3989       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3990       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
3991
3992       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
3993           Result.getResultKind() ==
3994               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
3995         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
3996         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
3997         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
3998                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
3999                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
4000             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
4001         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4002
4003         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
4004         // already have.
4005         ArgType =
4006             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
4007         TypeLocBuilder TLB;
4008         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
4009         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
4010         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
4011         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
4012         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
4013
4014         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
4015         // properly.
4016         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
4017                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
4018
4019         break;
4020       }
4021     }
4022     // fallthrough
4023     LLVM_FALLTHROUGH;
4024   }
4025   default: {
4026     // We have a template type parameter but the template argument
4027     // is not a type.
4028     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4029     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
4030     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4031
4032     return true;
4033   }
4034   }
4035
4036   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
4037     return true;
4038
4039   // Add the converted template type argument.
4040   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
4041
4042   // Objective-C ARC:
4043   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
4044   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
4045   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
4046       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
4047       !ArgType.getObjCLifetime()) {
4048     Qualifiers Qs;
4049     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
4050     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
4051   }
4052
4053   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
4054   return false;
4055 }
4056
4057 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4058 /// the given template type parameter.
4059 ///
4060 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4061 /// the substitution.
4062 ///
4063 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4064 /// for.
4065 ///
4066 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4067 /// template-id we are checking.
4068 ///
4069 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4070 /// terminates the template-id.
4071 ///
4072 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4073 /// substituting into.
4074 ///
4075 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4076 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4077 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4078 static TypeSourceInfo *
4079 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4080                              TemplateDecl *Template,
4081                              SourceLocation TemplateLoc,
4082                              SourceLocation RAngleLoc,
4083                              TemplateTypeParmDecl *Param,
4084                              SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4085   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
4086
4087   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
4088   // on the previously-computed template arguments.
4089   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
4090     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4091                                      Param, Template, Converted,
4092                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4093     if (Inst.isInvalid())
4094       return nullptr;
4095
4096     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4097
4098     // Only substitute for the innermost template argument list.
4099     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4100     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4101     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4102       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4103
4104     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4105     ArgType =
4106         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
4107                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
4108   }
4109
4110   return ArgType;
4111 }
4112
4113 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4114 /// the given non-type template parameter.
4115 ///
4116 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4117 /// the substitution.
4118 ///
4119 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4120 /// for.
4121 ///
4122 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4123 /// template-id we are checking.
4124 ///
4125 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4126 /// terminates the template-id.
4127 ///
4128 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
4129 /// substituting into.
4130 ///
4131 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4132 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4133 ///
4134 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4135 static ExprResult
4136 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4137                              TemplateDecl *Template,
4138                              SourceLocation TemplateLoc,
4139                              SourceLocation RAngleLoc,
4140                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4141                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4142   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4143                                    Param, Template, Converted,
4144                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4145   if (Inst.isInvalid())
4146     return ExprError();
4147
4148   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4149
4150   // Only substitute for the innermost template argument list.
4151   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4152   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4153   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4154     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4155
4156   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
4157       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
4158   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
4159 }
4160
4161 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4162 /// the given template template parameter.
4163 ///
4164 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4165 /// the substitution.
4166 ///
4167 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4168 /// for.
4169 ///
4170 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4171 /// template-id we are checking.
4172 ///
4173 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4174 /// terminates the template-id.
4175 ///
4176 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4177 /// substituting into.
4178 ///
4179 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4180 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4181 ///
4182 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
4183 /// source-location information) that precedes the template name.
4184 ///
4185 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4186 static TemplateName
4187 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4188                              TemplateDecl *Template,
4189                              SourceLocation TemplateLoc,
4190                              SourceLocation RAngleLoc,
4191                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
4192                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4193                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
4194   Sema::InstantiatingTemplate Inst(
4195       SemaRef, TemplateLoc, TemplateParameter(Param), Template, Converted,
4196       SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4197   if (Inst.isInvalid())
4198     return TemplateName();
4199
4200   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4201
4202   // Only substitute for the innermost template argument list.
4203   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4204   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4205   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4206     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4207
4208   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4209   // Substitute into the nested-name-specifier first,
4210   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
4211   if (QualifierLoc) {
4212     QualifierLoc =
4213         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
4214     if (!QualifierLoc)
4215       return TemplateName();
4216   }
4217
4218   return SemaRef.SubstTemplateName(
4219              QualifierLoc,
4220              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
4221              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
4222              TemplateArgLists);
4223 }
4224
4225 /// \brief If the given template parameter has a default template
4226 /// argument, substitute into that default template argument and
4227 /// return the corresponding template argument.
4228 TemplateArgumentLoc
4229 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
4230                                               SourceLocation TemplateLoc,
4231                                               SourceLocation RAngleLoc,
4232                                               Decl *Param,
4233                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
4234                                                 &Converted,
4235                                               bool &HasDefaultArg) {
4236   HasDefaultArg = false;
4237
4238   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
4239     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
4240       return TemplateArgumentLoc();
4241
4242     HasDefaultArg = true;
4243     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4244                                                       TemplateLoc,
4245                                                       RAngleLoc,
4246                                                       TypeParm,
4247                                                       Converted);
4248     if (DI)
4249       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
4250
4251     return TemplateArgumentLoc();
4252   }
4253
4254   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
4255         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4256     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
4257       return TemplateArgumentLoc();
4258
4259     HasDefaultArg = true;
4260     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4261                                                   TemplateLoc,
4262                                                   RAngleLoc,
4263                                                   NonTypeParm,
4264                                                   Converted);
4265     if (Arg.isInvalid())
4266       return TemplateArgumentLoc();
4267
4268     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
4269     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
4270   }
4271
4272   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
4273     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4274   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
4275     return TemplateArgumentLoc();
4276
4277   HasDefaultArg = true;
4278   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4279   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4280                                                     TemplateLoc,
4281                                                     RAngleLoc,
4282                                                     TempTempParm,
4283                                                     Converted,
4284                                                     QualifierLoc);
4285   if (TName.isNull())
4286     return TemplateArgumentLoc();
4287
4288   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
4289                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
4290                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4291 }
4292
4293 /// Convert a template-argument that we parsed as a type into a template, if
4294 /// possible. C++ permits injected-class-names to perform dual service as
4295 /// template template arguments and as template type arguments.
4296 static TemplateArgumentLoc convertTypeTemplateArgumentToTemplate(TypeLoc TLoc) {
4297   // Extract and step over any surrounding nested-name-specifier.
4298   NestedNameSpecifierLoc QualLoc;
4299   if (auto ETLoc = TLoc.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
4300     if (ETLoc.getTypePtr()->getKeyword() != ETK_None)
4301       return TemplateArgumentLoc();
4302
4303     QualLoc = ETLoc.getQualifierLoc();
4304     TLoc = ETLoc.getNamedTypeLoc();
4305   }
4306
4307   // If this type was written as an injected-class-name, it can be used as a
4308   // template template argument.
4309   if (auto InjLoc = TLoc.getAs<InjectedClassNameTypeLoc>())
4310     return TemplateArgumentLoc(InjLoc.getTypePtr()->getTemplateName(),
4311                                QualLoc, InjLoc.getNameLoc());
4312
4313   // If this type was written as an injected-class-name, it may have been
4314   // converted to a RecordType during instantiation. If the RecordType is
4315   // *not* wrapped in a TemplateSpecializationType and denotes a class
4316   // template specialization, it must have come from an injected-class-name.
4317   if (auto RecLoc = TLoc.getAs<RecordTypeLoc>())
4318     if (auto *CTSD =
4319             dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RecLoc.getDecl()))
4320       return TemplateArgumentLoc(TemplateName(CTSD->getSpecializedTemplate()),
4321                                  QualLoc, RecLoc.getNameLoc());
4322
4323   return TemplateArgumentLoc();
4324 }
4325
4326 /// \brief Check that the given template argument corresponds to the given
4327 /// template parameter.
4328 ///
4329 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
4330 /// checked.
4331 ///
4332 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
4333 ///
4334 /// \param Template The template in which the template argument resides.
4335 ///
4336 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
4337 /// whose argument list we're matching.
4338 ///
4339 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
4340 /// the template argument list.
4341 ///
4342 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
4343 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
4344 ///
4345 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
4346 /// end of this small vector.
4347 ///
4348 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
4349 /// explicitly written, deduced, etc.
4350 ///
4351 /// \returns true on error, false otherwise.
4352 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
4353                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
4354                                  NamedDecl *Template,
4355                                  SourceLocation TemplateLoc,
4356                                  SourceLocation RAngleLoc,
4357                                  unsigned ArgumentPackIndex,
4358                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4359                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4360   // Check template type parameters.
4361   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
4362     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
4363
4364   // Check non-type template parameters.
4365   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4366     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
4367     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
4368     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
4369     QualType NTTPType = NTTP->getType();
4370     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
4371       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
4372
4373     if (NTTPType->isDependentType() &&
4374         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
4375         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
4376       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
4377       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4378                                  NTTP, Converted,
4379                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4380       if (Inst.isInvalid())
4381         return true;
4382
4383       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
4384                                         Converted);
4385       NTTPType = SubstType(NTTPType,
4386                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
4387                            NTTP->getLocation(),
4388                            NTTP->getDeclName());
4389       // If that worked, check the non-type template parameter type
4390       // for validity.
4391       if (!NTTPType.isNull())
4392         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
4393                                                      NTTP->getLocation());
4394       if (NTTPType.isNull())
4395         return true;
4396     }
4397
4398     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4399     case TemplateArgument::Null:
4400       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4401
4402     case TemplateArgument::Expression: {
4403       TemplateArgument Result;
4404       ExprResult Res =
4405         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
4406                               Result, CTAK);
4407       if (Res.isInvalid())
4408         return true;
4409
4410       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
4411       // old expression in the template argument.
4412       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
4413         TemplateArgument TA(Res.get());
4414         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
4415       }
4416
4417       Converted.push_back(Result);
4418       break;
4419     }
4420
4421     case TemplateArgument::Declaration:
4422     case TemplateArgument::Integral:
4423     case TemplateArgument::NullPtr:
4424       // We've already checked this template argument, so just copy
4425       // it to the list of converted arguments.
4426       Converted.push_back(Arg.getArgument());
4427       break;
4428
4429     case TemplateArgument::Template:
4430     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4431       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
4432       // see below.
4433       if (DependentTemplateName *DTN
4434             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
4435                                               .getAsDependentTemplateName()) {
4436         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
4437         // parsed as a template template argument. However, since we now
4438         // know that we need a non-type template argument, convert this
4439         // template name into an expression.
4440
4441         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
4442                                      Arg.getTemplateNameLoc());
4443
4444         CXXScopeSpec SS;
4445         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
4446         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
4447         // so it was provided with a template keyword. However, its source
4448         // location is not stored in the template argument structure.
4449         SourceLocation TemplateKWLoc;
4450         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
4451             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
4452             nullptr);
4453
4454         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
4455         // pack expansion expression.
4456         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
4457           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
4458           if (E.isInvalid())
4459             return true;
4460         }
4461
4462         TemplateArgument Result;
4463         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
4464         if (E.isInvalid())
4465           return true;
4466
4467         Converted.push_back(Result);
4468         break;
4469       }
4470
4471       // We have a template argument that actually does refer to a class
4472       // template, alias template, or template template parameter, and
4473       // therefore cannot be a non-type template argument.
4474       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
4475         << Arg.getSourceRange();
4476
4477       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4478       return true;
4479
4480     case TemplateArgument::Type: {
4481       // We have a non-type template parameter but the template
4482       // argument is a type.
4483
4484       // C++ [temp.arg]p2:
4485       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
4486       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
4487       //   form of the corresponding template-parameter.
4488       //
4489       // We warn specifically about this case, since it can be rather
4490       // confusing for users.
4491       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
4492       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
4493       if (T->isFunctionType())
4494         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
4495       else
4496         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
4497       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4498       return true;
4499     }
4500
4501     case TemplateArgument::Pack:
4502       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4503     }
4504
4505     return false;
4506   }
4507
4508
4509   // Check template template parameters.
4510   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4511
4512   // Substitute into the template parameter list of the template
4513   // template parameter, since previously-supplied template arguments
4514   // may appear within the template template parameter.
4515   {
4516     // Set up a template instantiation context.
4517     LocalInstantiationScope Scope(*this);
4518     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4519                                TempParm, Converted,
4520                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4521     if (Inst.isInvalid())
4522       return true;
4523
4524     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4525     TempParm = cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
4526                       SubstDecl(TempParm, CurContext,
4527                                 MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs)));
4528     if (!TempParm)
4529       return true;
4530   }
4531
4532   // C++1z [temp.local]p1: (DR1004)
4533   //   When [the injected-class-name] is used [...] as a template-argument for
4534   //   a template template-parameter [...] it refers to the class template
4535   //   itself.
4536   if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::Type) {
4537     TemplateArgumentLoc ConvertedArg = convertTypeTemplateArgumentToTemplate(
4538         Arg.getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
4539     if (!ConvertedArg.getArgument().isNull())
4540       Arg = ConvertedArg;
4541   }
4542
4543   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4544   case TemplateArgument::Null:
4545     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4546
4547   case TemplateArgument::Template:
4548   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4549     if (CheckTemplateArgument(TempParm, Arg, ArgumentPackIndex))
4550       return true;
4551
4552     Converted.push_back(Arg.getArgument());
4553     break;
4554
4555   case TemplateArgument::Expression:
4556   case TemplateArgument::Type:
4557     // We have a template template parameter but the template
4558     // argument does not refer to a template.
4559     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
4560       << getLangOpts().CPlusPlus11;
4561     return true;
4562
4563   case TemplateArgument::Declaration:
4564     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
4565   case TemplateArgument::Integral:
4566     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
4567   case TemplateArgument::NullPtr:
4568     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
4569
4570   case TemplateArgument::Pack:
4571     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4572   }
4573
4574   return false;
4575 }
4576
4577 /// \brief Diagnose an arity mismatch in the
4578 static bool diagnoseArityMismatch(Sema &S, TemplateDecl *Template,
4579                                   SourceLocation TemplateLoc,
4580                                   TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
4581   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
4582   unsigned NumParams = Params->size();
4583   unsigned NumArgs = TemplateArgs.size();
4584
4585   SourceRange Range;
4586   if (NumArgs > NumParams)
4587     Range = SourceRange(TemplateArgs[NumParams].getLocation(),
4588                         TemplateArgs.getRAngleLoc());
4589   S.Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4590     << (NumArgs > NumParams)
4591     << (int)S.getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4592     << Template << Range;
4593   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4594     << Params->getSourceRange();
4595   return true;
4596 }
4597
4598 /// \brief Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
4599 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
4600 ///
4601 /// \code
4602 /// template<typename ...Ts> struct A {
4603 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
4604 /// };
4605 /// \endcode
4606 ///
4607 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
4608 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
4609 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
4610   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4611         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4612     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
4613       return NTTP->getNumExpansionTypes();
4614   }
4615
4616   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
4617         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
4618     if (TTP->isExpandedParameterPack())
4619       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
4620   }
4621
4622   return None;
4623 }
4624
4625 /// Diagnose a missing template argument.
4626 template<typename TemplateParmDecl>
4627 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
4628                                     TemplateDecl *TD,
4629                                     const TemplateParmDecl *D,
4630                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
4631   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
4632   // declarations of the template that are more recent than TD.
4633   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
4634                                  ->getTemplateParameters()
4635                                  ->getParam(D->getIndex()));
4636
4637   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
4638   // missing a module import.
4639   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
4640   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
4641     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
4642                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
4643                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
4644                             /*Recover*/true);
4645     return true;
4646   }
4647
4648   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
4649   // diagnose that it was declared too late.
4650
4651   return diagnoseArityMismatch(S, TD, Loc, Args);
4652 }
4653
4654 /// \brief Check that the given template argument list is well-formed
4655 /// for specializing the given template.
4656 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(
4657     TemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4658     TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs, bool PartialTemplateArgs,
4659     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4660     bool UpdateArgsWithConversions) {
4661   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
4662   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
4663   // template.
4664   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
4665
4666   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
4667
4668   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
4669
4670   // C++ [temp.arg]p1:
4671   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
4672   //   a template-id shall match the type and form specified for the
4673   //   corresponding parameter declared by the template in its
4674   //   template-parameter-list.
4675   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
4676   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
4677   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
4678   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
4679   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
4680                                        ParamEnd = Params->end();
4681        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
4682     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
4683     // many arguments.
4684     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
4685       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
4686         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
4687         // them to the list.
4688         Converted.push_back(
4689             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4690         ArgumentPack.clear();
4691
4692         // This argument is assigned to the next parameter.
4693         ++Param;
4694         continue;
4695       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
4696         // Not enough arguments for this parameter pack.
4697         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4698           << false
4699           << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4700           << Template;
4701         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4702           << Params->getSourceRange();
4703         return true;
4704       }
4705     }
4706
4707     if (ArgIdx < NumArgs) {
4708       // Check the template argument we were given.
4709       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
4710                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
4711                                 ArgumentPack.size(), Converted))
4712         return true;
4713
4714       bool PackExpansionIntoNonPack =
4715           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
4716           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
4717       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
4718         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
4719         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
4720         // can't be canonicalized, so reject it now.
4721         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
4722              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
4723           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
4724         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4725         return true;
4726       }
4727
4728       // We're now done with this argument.
4729       ++ArgIdx;
4730
4731       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4732         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
4733         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
4734         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
4735         // arguments.
4736         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
4737       } else {
4738         // Move to the next template parameter.
4739         ++Param;
4740       }
4741
4742       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
4743       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
4744       // match up with.
4745       if (PackExpansionIntoNonPack) {
4746         if (!ArgumentPack.empty()) {
4747           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
4748           // fall back to just producing individual arguments.
4749           Converted.insert(Converted.end(),
4750                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
4751           ArgumentPack.clear();
4752         }
4753
4754         while (ArgIdx < NumArgs) {
4755           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
4756           ++ArgIdx;
4757         }
4758
4759         return false;
4760       }
4761
4762       continue;
4763     }
4764
4765     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
4766     if (PartialTemplateArgs) {
4767       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
4768         Converted.push_back(
4769             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4770
4771       return false;
4772     }
4773
4774     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
4775     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
4776     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4777       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
4778              "Should have dealt with this already");
4779
4780       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
4781       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
4782       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
4783       if (Param + 1 != ParamEnd)
4784         return true;
4785
4786       Converted.push_back(
4787           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4788       ArgumentPack.clear();
4789
4790       ++Param;
4791       continue;
4792     }
4793
4794     // Check whether we have a default argument.
4795     TemplateArgumentLoc Arg;
4796
4797     // Retrieve the default template argument from the template
4798     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
4799     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
4800     // (when the template parameter was part of a nested template) into
4801     // the default argument.
4802     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
4803       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
4804         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
4805                                        NewArgs);
4806
4807       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
4808                                                              Template,
4809                                                              TemplateLoc,
4810                                                              RAngleLoc,
4811                                                              TTP,
4812                                                              Converted);
4813       if (!ArgType)
4814         return true;
4815
4816       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
4817                                 ArgType);
4818     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4819                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
4820       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
4821         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
4822                                        NewArgs);
4823
4824       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4825                                                               TemplateLoc,
4826                                                               RAngleLoc,
4827                                                               NTTP,
4828                                                               Converted);
4829       if (E.isInvalid())
4830         return true;
4831
4832       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
4833       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
4834     } else {
4835       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
4836         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
4837
4838       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
4839         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
4840                                        NewArgs);
4841
4842       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4843       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4844                                                        TemplateLoc,
4845                                                        RAngleLoc,
4846                                                        TempParm,
4847                                                        Converted,
4848                                                        QualifierLoc);
4849       if (Name.isNull())
4850         return true;
4851
4852       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
4853                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4854     }
4855
4856     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
4857     // the default template argument. We're not actually instantiating a
4858     // template here, we just create this object to put a note into the
4859     // context stack.
4860     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
4861                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4862     if (Inst.isInvalid())
4863       return true;
4864
4865     // Check the default template argument.
4866     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
4867                               RAngleLoc, 0, Converted))
4868       return true;
4869
4870     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
4871     // parameter, keep track of the default template arguments from the
4872     // template definition.
4873     if (isTemplateTemplateParameter)
4874       NewArgs.addArgument(Arg);
4875
4876     // Move to the next template parameter and argument.
4877     ++Param;
4878     ++ArgIdx;
4879   }
4880
4881   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
4882   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
4883   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
4884   // still dependent).
4885   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
4886       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
4887     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
4888       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
4889   }
4890
4891   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
4892   // Complain and fail.
4893   if (ArgIdx < NumArgs)
4894     return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc, NewArgs);
4895
4896   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
4897   // to caller.
4898   if (UpdateArgsWithConversions)
4899     TemplateArgs = std::move(NewArgs);
4900
4901   return false;
4902 }
4903
4904 namespace {
4905   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
4906     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
4907   {
4908     Sema &S;
4909     SourceRange SR;
4910
4911     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
4912
4913   public:
4914     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
4915
4916     bool Visit(QualType T) {
4917       return T.isNull() ? false : inherited::Visit(T.getTypePtr());
4918     }
4919
4920 #define TYPE(Class, Parent) \
4921     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
4922 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
4923     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4924 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
4925     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4926 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
4927
4928     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
4929     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
4930   };
4931 } // end anonymous namespace
4932
4933 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
4934   return false;
4935 }
4936
4937 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
4938   return Visit(T->getElementType());
4939 }
4940
4941 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
4942   return Visit(T->getPointeeType());
4943 }
4944
4945 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
4946                                                     const BlockPointerType* T) {
4947   return Visit(T->getPointeeType());
4948 }
4949
4950 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
4951                                                 const LValueReferenceType* T) {
4952   return Visit(T->getPointeeType());
4953 }
4954
4955 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
4956                                                 const RValueReferenceType* T) {
4957   return Visit(T->getPointeeType());
4958 }
4959
4960 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
4961                                                   const MemberPointerType* T) {
4962   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
4963 }
4964
4965 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
4966                                                   const ConstantArrayType* T) {
4967   return Visit(T->getElementType());
4968 }
4969
4970 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
4971                                                  const IncompleteArrayType* T) {
4972   return Visit(T->getElementType());
4973 }
4974
4975 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
4976                                                    const VariableArrayType* T) {
4977   return Visit(T->getElementType());
4978 }
4979
4980 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
4981                                             const DependentSizedArrayType* T) {
4982   return Visit(T->getElementType());
4983 }
4984
4985 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
4986                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
4987   return Visit(T->getElementType());
4988 }
4989
4990 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
4991   return Visit(T->getElementType());
4992 }
4993
4994 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
4995   return Visit(T->getElementType());
4996 }
4997
4998 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
4999                                                   const FunctionProtoType* T) {
5000   for (const auto &A : T->param_types()) {
5001     if (Visit(A))
5002       return true;
5003   }
5004
5005   return Visit(T->getReturnType());
5006 }
5007
5008 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
5009                                                const FunctionNoProtoType* T) {
5010   return Visit(T->getReturnType());
5011 }
5012
5013 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
5014                                                   const UnresolvedUsingType*) {
5015   return false;
5016 }
5017
5018 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
5019   return false;
5020 }
5021
5022 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
5023   return Visit(T->getUnderlyingType());
5024 }
5025
5026 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
5027   return false;
5028 }
5029
5030 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
5031                                                     const UnaryTransformType*) {
5032   return false;
5033 }
5034
5035 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
5036   return Visit(T->getDeducedType());
5037 }
5038
5039 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDeducedTemplateSpecializationType(
5040     const DeducedTemplateSpecializationType *T) {
5041   return Visit(T->getDeducedType());
5042 }
5043
5044 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
5045   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5046 }
5047
5048 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
5049   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5050 }
5051
5052 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
5053                                                  const TemplateTypeParmType*) {
5054   return false;
5055 }
5056
5057 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
5058                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
5059   return false;
5060 }
5061
5062 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
5063                                             const TemplateSpecializationType*) {
5064   return false;
5065 }
5066
5067 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
5068                                               const InjectedClassNameType* T) {
5069   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5070 }
5071
5072 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
5073                                                    const DependentNameType* T) {
5074   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5075 }
5076
5077 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
5078                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
5079   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5080 }
5081
5082 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
5083                                                    const PackExpansionType* T) {
5084   return Visit(T->getPattern());
5085 }
5086
5087 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
5088   return false;
5089 }
5090
5091 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
5092                                                    const ObjCInterfaceType *) {
5093   return false;
5094 }
5095
5096 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
5097                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
5098   return false;
5099 }
5100
5101 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
5102   return Visit(T->getValueType());
5103 }
5104
5105 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
5106   return false;
5107 }
5108
5109 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
5110   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5111     S.Diag(SR.getBegin(),
5112            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5113              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
5114              diag::ext_template_arg_local_type)
5115       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
5116     return true;
5117   }
5118
5119   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
5120     S.Diag(SR.getBegin(),
5121            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5122              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
5123              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
5124     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
5125     return true;
5126   }
5127
5128   return false;
5129 }
5130
5131 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
5132                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
5133   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
5134     return true;
5135
5136   switch (NNS->getKind()) {
5137   case NestedNameSpecifier::Identifier:
5138   case NestedNameSpecifier::Namespace:
5139   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
5140   case NestedNameSpecifier::Global:
5141   case NestedNameSpecifier::Super:
5142     return false;
5143
5144   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
5145   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
5146     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
5147   }
5148   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
5149 }
5150
5151 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5152 /// template type parameter.
5153 ///
5154 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
5155 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
5156 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
5157                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
5158   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
5159   QualType Arg = ArgInfo->getType();
5160   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
5161
5162   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
5163     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
5164   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
5165     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
5166   }
5167
5168   // C++03 [temp.arg.type]p2:
5169   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
5170   //   compounded from any of these types shall not be used as a
5171   //   template-argument for a template type-parameter.
5172   //
5173   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
5174   // a warning.
5175   if (LangOpts.CPlusPlus11 || Arg->hasUnnamedOrLocalType()) {
5176     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
5177     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
5178   }
5179
5180   return false;
5181 }
5182
5183 enum NullPointerValueKind {
5184   NPV_NotNullPointer,
5185   NPV_NullPointer,
5186   NPV_Error
5187 };
5188
5189 /// \brief Determine whether the given template argument is a null pointer
5190 /// value of the appropriate type.
5191 static NullPointerValueKind
5192 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5193                                    QualType ParamType, Expr *Arg) {
5194   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
5195     return NPV_NotNullPointer;
5196
5197   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
5198     llvm_unreachable(
5199         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
5200
5201   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5202     return NPV_NotNullPointer;
5203
5204   // Determine whether we have a constant expression.
5205   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
5206   if (ArgRV.isInvalid())
5207     return NPV_Error;
5208   Arg = ArgRV.get();
5209
5210   Expr::EvalResult EvalResult;
5211   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
5212   EvalResult.Diag = &Notes;
5213   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
5214       EvalResult.HasSideEffects) {
5215     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
5216
5217     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
5218     // the caret at its location rather than producing an essentially
5219     // redundant note.
5220     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
5221         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
5222       DiagLoc = Notes[0].first;
5223       Notes.clear();
5224     }
5225
5226     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
5227       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5228     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
5229       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
5230
5231     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5232     return NPV_Error;
5233   }
5234
5235   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
5236   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
5237   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
5238     return NPV_NullPointer;
5239
5240   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
5241   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
5242   //     (4.11); or
5243   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
5244       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
5245        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
5246     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
5247     bool ObjCLifetimeConversion;
5248     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
5249         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
5250                                      ObjCLifetimeConversion))
5251       return NPV_NullPointer;
5252
5253     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
5254     // then recover as if the types were correct.
5255     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
5256       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5257     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5258     return NPV_NullPointer;
5259   }
5260
5261   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
5262   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
5263   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
5264     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
5265     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
5266         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
5267         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
5268                                       ")");
5269     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5270     return NPV_NullPointer;
5271   }
5272
5273   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
5274   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
5275   // be interpreted by the caller.
5276   return NPV_NotNullPointer;
5277 }
5278
5279 /// \brief Checks whether the given template argument is compatible with its
5280 /// template parameter.
5281 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
5282     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
5283     Expr *Arg, QualType ArgType) {
5284   bool ObjCLifetimeConversion;
5285   if (ParamType->isPointerType() &&
5286       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
5287       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
5288                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5289     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
5290     // permitted.
5291   } else {
5292     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5293       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
5294         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
5295         //   For a non-type template-parameter of type reference to
5296         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
5297         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5298         //   identical) type of the template- argument. The
5299         //   template-parameter is bound directly to the
5300         //   template-argument, which shall be an lvalue.
5301
5302         // FIXME: Other qualifiers?
5303         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
5304         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
5305
5306         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
5307           S.Diag(Arg->getLocStart(),
5308                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
5309             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5310           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5311           return true;
5312         }
5313       }
5314     }
5315
5316     // At this point, the template argument refers to an object or
5317     // function with external linkage. We now need to check whether the
5318     // argument and parameter types are compatible.
5319     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
5320                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
5321       // We can't perform this conversion or binding.
5322       if (ParamType->isReferenceType())
5323         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
5324           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
5325       else
5326         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
5327           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5328       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5329       return true;
5330     }
5331   }
5332
5333   return false;
5334 }
5335
5336 /// \brief Checks whether the given template argument is the address
5337 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5338 static bool
5339 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
5340                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5341                                                QualType ParamType,
5342                                                Expr *ArgIn,
5343                                                TemplateArgument &Converted) {
5344   bool Invalid = false;
5345   Expr *Arg = ArgIn;
5346   QualType ArgType = Arg->getType();
5347
5348   bool AddressTaken = false;
5349   SourceLocation AddrOpLoc;
5350   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5351     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
5352     // dereference and address-of operators.
5353     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
5354
5355     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
5356     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
5357     SourceLocation FirstOpLoc;
5358     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5359       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
5360       if (UnOpKind == UO_Deref)
5361         ExtWarnMSTemplateArg = true;
5362       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
5363         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
5364         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
5365           FirstOpKind = UnOpKind;
5366           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5367         }
5368       } else
5369         break;
5370     }
5371     if (FirstOpLoc.isValid()) {
5372       if (ExtWarnMSTemplateArg)
5373         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
5374           << ArgIn->getSourceRange();
5375
5376       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
5377         AddressTaken = true;
5378       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
5379         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
5380         // constant expression.
5381         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
5382         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5383           << Arg->getSourceRange();
5384       }
5385     }
5386   } else {
5387     // See through any implicit casts we added to fix the type.
5388     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
5389
5390     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5391     //
5392     //   A template-argument for a non-type, non-template
5393     //   template-parameter shall be one of: [...]
5394     //
5395     //     -- the address of an object or function with external
5396     //        linkage, including function templates and function
5397     //        template-ids but excluding non-static class members,
5398     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
5399     //        the name refers to a function or array, or if the
5400     //        corresponding template-parameter is a reference; or
5401
5402     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5403     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5404     bool ExtraParens = false;
5405     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5406       if (!Invalid && !ExtraParens) {
5407         S.Diag(Arg->getLocStart(),
5408                S.getLangOpts().CPlusPlus11
5409                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
5410                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
5411             << Arg->getSourceRange();
5412         ExtraParens = true;
5413       }
5414
5415       Arg = Parens->getSubExpr();
5416     }
5417
5418     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5419                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5420       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5421
5422     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5423       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5424         Arg = UnOp->getSubExpr();
5425         AddressTaken = true;
5426         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5427       }
5428     }
5429
5430     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5431                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5432       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5433   }
5434
5435   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
5436   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5437
5438   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
5439   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
5440     NullPointerValueKind NPV;
5441     // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
5442     // arguments.
5443     if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
5444       NPV = NPV_NotNullPointer;
5445     else
5446       NPV = isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn);
5447     switch (NPV) {
5448     case NPV_NullPointer:
5449       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5450       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5451                                    /*isNullPtr=*/true);
5452       return false;
5453
5454     case NPV_Error:
5455       return true;
5456
5457     case NPV_NotNullPointer:
5458       break;
5459     }
5460   }
5461
5462   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
5463   // it should be checked when instantiated.
5464   if (Arg->isValueDependent()) {
5465     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5466     return false;
5467   }
5468
5469   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
5470     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
5471                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
5472       return true;
5473
5474     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5475     return false;
5476   }
5477
5478   if (!DRE) {
5479     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5480     << Arg->getSourceRange();
5481     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5482     return true;
5483   }
5484
5485   // Cannot refer to non-static data members
5486   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
5487     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
5488       << Entity << Arg->getSourceRange();
5489     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5490     return true;
5491   }
5492
5493   // Cannot refer to non-static member functions
5494   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
5495     if (!Method->isStatic()) {
5496       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
5497         << Method << Arg->getSourceRange();
5498       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5499       return true;
5500     }
5501   }
5502
5503   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
5504   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
5505
5506   // A non-type template argument must refer to an object or function.
5507   if (!Func && !Var) {
5508     // We found something, but we don't know specifically what it is.
5509     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
5510       << Arg->getSourceRange();
5511     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5512     return true;
5513   }
5514
5515   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
5516   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
5517     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5518              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
5519              diag::ext_template_arg_object_internal)
5520       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5521     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5522       << !Func;
5523   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
5524     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
5525       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5526     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5527       << !Func;
5528     return true;
5529   }
5530
5531   if (Func) {
5532     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
5533     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
5534       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
5535     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
5536       // If we originally had an address-of operator, but the
5537       // parameter has reference type, complain and (if things look
5538       // like they will work) drop the address-of operator.
5539       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
5540                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5541         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5542           << ParamType;
5543         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5544         return true;
5545       }
5546
5547       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5548         << ParamType
5549         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5550       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5551
5552       ArgType = Func->getType();
5553     }
5554   } else {
5555     // A value of reference type is not an object.
5556     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
5557       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5558              diag::err_template_arg_reference_var)
5559         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
5560       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5561       return true;
5562     }
5563
5564     // A template argument must have static storage duration.
5565     if (Var->getTLSKind()) {
5566       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
5567         << Arg->getSourceRange();
5568       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5569       return true;
5570     }
5571
5572     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
5573     // the address of this object.
5574     if (ParamType->isReferenceType()) {
5575       if (AddressTaken) {
5576         // If we originally had an address-of operator, but the
5577         // parameter has reference type, complain and (if things look
5578         // like they will work) drop the address-of operator.
5579         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
5580                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5581           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5582             << ParamType;
5583           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5584           return true;
5585         }
5586
5587         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5588           << ParamType
5589           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5590         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5591
5592         ArgType = Var->getType();
5593       }
5594     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
5595       if (Var->getType()->isArrayType()) {
5596         // Array-to-pointer decay.
5597         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
5598       } else {
5599         // If the template parameter has pointer type but the address of
5600         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
5601         // taking the address of the entity.
5602         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
5603         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
5604           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5605             << ParamType;
5606           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5607           return true;
5608         }
5609
5610         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5611           << ParamType
5612           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
5613
5614         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5615       }
5616     }
5617   }
5618
5619   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
5620                                                      Arg, ArgType))
5621     return true;
5622
5623   // Create the template argument.
5624   Converted =
5625       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
5626   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
5627   return false;
5628 }
5629
5630 /// \brief Checks whether the given template argument is a pointer to
5631 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5632 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
5633                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5634                                                  QualType ParamType,
5635                                                  Expr *&ResultArg,
5636                                                  TemplateArgument &Converted) {
5637   bool Invalid = false;
5638
5639   // Check for a null pointer value.
5640   Expr *Arg = ResultArg;
5641   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, Arg)) {
5642   case NPV_Error:
5643     return true;
5644   case NPV_NullPointer:
5645     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5646     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5647                                  /*isNullPtr*/true);
5648     return false;
5649   case NPV_NotNullPointer:
5650     break;
5651   }
5652
5653   bool ObjCLifetimeConversion;
5654   if (S.IsQualificationConversion(Arg->getType(),
5655                                   ParamType.getNonReferenceType(),
5656                                   false, ObjCLifetimeConversion)) {
5657     Arg = S.ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_NoOp,
5658                               Arg->getValueKind()).get();
5659     ResultArg = Arg;
5660   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(),
5661                 ParamType.getNonReferenceType())) {
5662     // We can't perform this conversion.
5663     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5664       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5665     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5666     return true;
5667   }
5668
5669   // See through any implicit casts we added to fix the type.
5670   while (ImplicitCastExpr *Cast = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(Arg))
5671     Arg = Cast->getSubExpr();
5672
5673   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5674   //
5675   //   A template-argument for a non-type, non-template
5676   //   template-parameter shall be one of: [...]
5677   //
5678   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
5679   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
5680
5681   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5682   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5683   bool ExtraParens = false;
5684   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5685     if (!Invalid && !ExtraParens) {
5686       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5687              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5688                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
5689                diag::ext_template_arg_extra_parens)
5690         << Arg->getSourceRange();
5691       ExtraParens = true;
5692     }
5693
5694     Arg = Parens->getSubExpr();
5695   }
5696
5697   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5698            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5699     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5700
5701   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
5702   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5703     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5704       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
5705       if (DRE && !DRE->getQualifier())
5706         DRE = nullptr;
5707     }
5708   }
5709   // A constant of pointer-to-member type.
5710   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
5711     if (ValueDecl *VD = dyn_cast<ValueDecl>(DRE->getDecl())) {
5712       if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
5713         if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
5714           if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5715             Converted = TemplateArgument(Arg);
5716           } else {
5717             VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
5718             Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
5719           }
5720           return Invalid;
5721         }
5722       }
5723     }
5724
5725     DRE = nullptr;
5726   }
5727
5728   if (!DRE)
5729     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
5730                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5731       << Arg->getSourceRange();
5732
5733   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5734       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5735       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
5736     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5737             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5738             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
5739            "Only non-static member pointers can make it here");
5740
5741     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
5742     // a member pointer constant.
5743     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5744       Converted = TemplateArgument(Arg);
5745     } else {
5746       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
5747       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
5748     }
5749     return Invalid;
5750   }
5751
5752   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
5753   S.Diag(Arg->getLocStart(),
5754          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5755     << Arg->getSourceRange();
5756   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5757   return true;
5758 }
5759
5760 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5761 /// non-type template parameter.
5762 ///
5763 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
5764 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
5765 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
5766 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
5767 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5768                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
5769                                        TemplateArgument &Converted,
5770                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
5771   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
5772
5773   // If the parameter type somehow involves auto, deduce the type now.
5774   if (getLangOpts().CPlusPlus1z && ParamType->isUndeducedType()) {
5775     // During template argument deduction, we allow 'decltype(auto)' to
5776     // match an arbitrary dependent argument.
5777     // FIXME: The language rules don't say what happens in this case.
5778     // FIXME: We get an opaque dependent type out of decltype(auto) if the
5779     // expression is merely instantiation-dependent; is this enough?
5780     if (CTAK == CTAK_Deduced && Arg->isTypeDependent()) {
5781       auto *AT = dyn_cast<AutoType>(ParamType);
5782       if (AT && AT->isDecltypeAuto()) {
5783         Converted = TemplateArgument(Arg);
5784         return Arg;
5785       }
5786     }
5787
5788     // When checking a deduced template argument, deduce from its type even if
5789     // the type is dependent, in order to check the types of non-type template
5790     // arguments line up properly in partial ordering.
5791     Optional<unsigned> Depth;
5792     if (CTAK != CTAK_Specified)
5793       Depth = Param->getDepth() + 1;
5794     if (DeduceAutoType(
5795             Context.getTrivialTypeSourceInfo(ParamType, Param->getLocation()),
5796             Arg, ParamType, Depth) == DAR_Failed) {
5797       Diag(Arg->getExprLoc(),
5798            diag::err_non_type_template_parm_type_deduction_failure)
5799         << Param->getDeclName() << Param->getType() << Arg->getType()
5800         << Arg->getSourceRange();
5801       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5802       return ExprError();
5803     }
5804     // CheckNonTypeTemplateParameterType will produce a diagnostic if there's
5805     // an error. The error message normally references the parameter
5806     // declaration, but here we'll pass the argument location because that's
5807     // where the parameter type is deduced.
5808     ParamType = CheckNonTypeTemplateParameterType(ParamType, Arg->getExprLoc());
5809     if (ParamType.isNull()) {
5810       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5811       return ExprError();
5812     }
5813   }
5814
5815   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
5816   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
5817          "non-type template parameter type cannot be qualified");
5818
5819   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
5820       !Context.hasSameType(ParamType.getNonLValueExprType(Context),
5821                            Arg->getType())) {
5822     // FIXME: If either type is dependent, we skip the check. This isn't
5823     // correct, since during deduction we're supposed to have replaced each
5824     // template parameter with some unique (non-dependent) placeholder.
5825     // FIXME: If the argument type contains 'auto', we carry on and fail the
5826     // type check in order to force specific types to be more specialized than
5827     // 'auto'. It's not clear how partial ordering with 'auto' is supposed to
5828     // work.
5829     if ((ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) &&
5830         !Arg->getType()->getContainedAutoType()) {
5831       Converted = TemplateArgument(Arg);
5832       return Arg;
5833     }
5834     // FIXME: This attempts to implement C++ [temp.deduct.type]p17. Per DR1770,
5835     // we should actually be checking the type of the template argument in P,
5836     // not the type of the template argument deduced from A, against the
5837     // template parameter type.
5838     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
5839       << Arg->getType()
5840       << ParamType.getUnqualifiedType();
5841     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5842     return ExprError();
5843   }
5844
5845   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
5846   // type-dependent, there's nothing we can check now.
5847   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
5848     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
5849     Converted = TemplateArgument(Arg);
5850     return Arg;
5851   }
5852
5853   // The initialization of the parameter from the argument is
5854   // a constant-evaluated context.
5855   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
5856       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
5857
5858   if (getLangOpts().CPlusPlus1z) {
5859     // C++1z [temp.arg.nontype]p1:
5860     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
5861     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
5862     APValue Value;
5863     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
5864         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
5865     if (ArgResult.isInvalid())
5866       return ExprError();
5867
5868     // For a value-dependent argument, CheckConvertedConstantExpression is
5869     // permitted (and expected) to be unable to determine a value.
5870     if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
5871       Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
5872       return ArgResult;
5873     }
5874
5875     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
5876
5877     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
5878     switch (Value.getKind()) {
5879     case APValue::Uninitialized:
5880       assert(ParamType->isNullPtrType());
5881       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
5882       break;
5883     case APValue::Int:
5884       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
5885       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
5886       break;
5887     case APValue::MemberPointer: {
5888       assert(ParamType->isMemberPointerType());
5889
5890       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
5891       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
5892         Diag(Arg->getLocStart(),
5893              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
5894             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
5895             << Arg->getSourceRange();
5896         return ExprError();
5897       }
5898
5899       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
5900       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
5901                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
5902       break;
5903     }
5904     case APValue::LValue: {
5905       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
5906       //   the value of the constant expression shall not refer to
5907       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
5908              ParamType->isNullPtrType());
5909       // -- a temporary object
5910       // -- a string literal
5911       // -- the result of a typeid expression, or
5912       // -- a predefined __func__ variable
5913       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
5914         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
5915           Converted = TemplateArgument(const_cast<Expr*>(E));
5916           break;
5917         }
5918         Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5919           << Arg->getSourceRange();
5920         return ExprError();
5921       }
5922       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
5923           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
5924       // -- a subobject
5925       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
5926           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
5927           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
5928           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
5929         // Per defect report (no number yet):
5930         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
5931         //       object.
5932       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
5933                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
5934         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
5935           << Value.getAsString(Context, ParamType);
5936         return ExprError();
5937       }
5938       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
5939              "null reference should not be a constant expression");
5940       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
5941              "non-null value of type nullptr_t?");
5942       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
5943                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
5944       break;
5945     }
5946     case APValue::AddrLabelDiff:
5947       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
5948     case APValue::Float:
5949     case APValue::ComplexInt:
5950     case APValue::ComplexFloat:
5951     case APValue::Vector:
5952     case APValue::Array:
5953     case APValue::Struct:
5954     case APValue::Union:
5955       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
5956     }
5957
5958     return ArgResult.get();
5959   }
5960
5961   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
5962   //   The following conversions are performed on each expression used
5963   //   as a non-type template-argument. If a non-type
5964   //   template-argument cannot be converted to the type of the
5965   //   corresponding template-parameter then the program is
5966   //   ill-formed.
5967   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
5968     // C++11:
5969     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5970     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
5971     //      constant expression are applied.
5972     //
5973     // C++98:
5974     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5975     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
5976     //      conversions (4.7) are applied.
5977
5978     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
5979       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5980       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5981       //   shall be one of:
5982       //
5983       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
5984       //        type, a converted constant expression of the type of the
5985       //        template-parameter; or
5986       llvm::APSInt Value;
5987       ExprResult ArgResult =
5988         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
5989                                          CCEK_TemplateArg);
5990       if (ArgResult.isInvalid())
5991         return ExprError();
5992
5993       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
5994       if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
5995         Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
5996         return ArgResult;
5997       }
5998
5999       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
6000       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
6001       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
6002       QualType IntegerType = ParamType;
6003       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6004         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
6005       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
6006
6007       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6008                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
6009       return ArgResult;
6010     }
6011
6012     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
6013     if (ArgResult.isInvalid())
6014       return ExprError();
6015     Arg = ArgResult.get();
6016
6017     QualType ArgType = Arg->getType();
6018
6019     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6020     //   A template-argument for a non-type, non-template
6021     //   template-parameter shall be one of:
6022     //
6023     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
6024     //        type; or
6025     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
6026     SourceLocation NonConstantLoc;
6027     llvm::APSInt Value;
6028     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6029       Diag(Arg->getLocStart(),
6030            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
6031         << ArgType << Arg->getSourceRange();
6032       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6033       return ExprError();
6034     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
6035       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
6036         QualType T;
6037
6038       public:
6039         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
6040
6041         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
6042                             SourceRange SR) override {
6043           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
6044         }
6045       } Diagnoser(ArgType);
6046
6047       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
6048                                             false).get();
6049       if (!Arg)
6050         return ExprError();
6051     }
6052
6053     // From here on out, all we care about is the unqualified form
6054     // of the argument type.
6055     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
6056
6057     // Try to convert the argument to the parameter's type.
6058     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
6059       // Okay: no conversion necessary
6060     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
6061       // This is an integral-to-boolean conversion.
6062       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
6063     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
6064                !ParamType->isEnumeralType()) {
6065       // This is an integral promotion or conversion.
6066       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
6067     } else {
6068       // We can't perform this conversion.
6069       Diag(Arg->getLocStart(),
6070            diag::err_template_arg_not_convertible)
6071         << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
6072       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6073       return ExprError();
6074     }
6075
6076     // Add the value of this argument to the list of converted
6077     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
6078     // parameter.
6079     if (Arg->isValueDependent()) {
6080       // The argument is value-dependent. Create a new
6081       // TemplateArgument with the converted expression.
6082       Converted = TemplateArgument(Arg);
6083       return Arg;
6084     }
6085
6086     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6087     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6088       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
6089
6090     if (ParamType->isBooleanType()) {
6091       // Value must be zero or one.
6092       Value = Value != 0;
6093       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6094       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6095         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6096       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6097     } else {
6098       llvm::APSInt OldValue = Value;
6099
6100       // Coerce the template argument's value to the value it will have
6101       // based on the template parameter's type.
6102       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6103       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6104         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6105       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6106
6107       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
6108       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
6109                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
6110         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
6111           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6112           << Arg->getSourceRange();
6113         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6114       }
6115
6116       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
6117       unsigned RequiredBits;
6118       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
6119         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
6120       else if (OldValue.isUnsigned())
6121         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
6122       else
6123         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
6124       if (RequiredBits > AllowedBits) {
6125         Diag(Arg->getLocStart(),
6126              diag::warn_template_arg_too_large)
6127           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6128           << Arg->getSourceRange();
6129         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6130       }
6131     }
6132
6133     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6134                                  ParamType->isEnumeralType()
6135                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
6136                                    : IntegerType);
6137     return Arg;
6138   }
6139
6140   QualType ArgType = Arg->getType();
6141   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
6142
6143   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
6144   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
6145   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6146       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
6147       //    applied. If the template-argument represents a set of
6148       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
6149       //    function is selected from the set (13.4).
6150       (ParamType->isPointerType() &&
6151        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6152       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
6153       //    function, no conversions apply. If the template-argument
6154       //    represents a set of overloaded functions, the matching
6155       //    function is selected from the set (13.4).
6156       (ParamType->isReferenceType() &&
6157        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6158       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6159       //    member function, no conversions apply. If the
6160       //    template-argument represents a set of overloaded member
6161       //    functions, the matching member function is selected from
6162       //    the set (13.4).
6163       (ParamType->isMemberPointerType() &&
6164        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
6165          ->isFunctionType())) {
6166
6167     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6168       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
6169                                                                 true,
6170                                                                 FoundResult)) {
6171         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6172           return ExprError();
6173
6174         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6175         ArgType = Arg->getType();
6176       } else
6177         return ExprError();
6178     }
6179
6180     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
6181       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6182                                                          ParamType,
6183                                                          Arg, Converted))
6184         return ExprError();
6185       return Arg;
6186     }
6187
6188     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6189                                              Converted))
6190       return ExprError();
6191     return Arg;
6192   }
6193
6194   if (ParamType->isPointerType()) {
6195     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
6196     //      object, qualification conversions (4.4) and the
6197     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
6198     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
6199     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6200            "Only object pointers allowed here");
6201
6202     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6203                                                        ParamType,
6204                                                        Arg, Converted))
6205       return ExprError();
6206     return Arg;
6207   }
6208
6209   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6210     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
6211     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
6212     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
6213     //      identical) type of the template-argument. The
6214     //      template-parameter is bound directly to the
6215     //      template-argument, which must be an lvalue.
6216     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6217            "Only object references allowed here");
6218
6219     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6220       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
6221                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
6222                                                                 true,
6223                                                                 FoundResult)) {
6224         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6225           return ExprError();
6226
6227         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6228         ArgType = Arg->getType();
6229       } else
6230         return ExprError();
6231     }
6232
6233     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6234                                                        ParamType,
6235                                                        Arg, Converted))
6236       return ExprError();
6237     return Arg;
6238   }
6239
6240   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
6241   if (ParamType->isNullPtrType()) {
6242     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6243       Converted = TemplateArgument(Arg);
6244       return Arg;
6245     }
6246
6247     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
6248     case NPV_NotNullPointer:
6249       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6250         << Arg->getType() << ParamType;
6251       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6252       return ExprError();
6253
6254     case NPV_Error:
6255       return ExprError();
6256
6257     case NPV_NullPointer:
6258       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6259       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
6260                                    /*isNullPtr*/true);
6261       return Arg;
6262     }
6263   }
6264
6265   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
6266   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
6267   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
6268
6269   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6270                                            Converted))
6271     return ExprError();
6272   return Arg;
6273 }
6274
6275 static void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(
6276     Sema &S, TemplateParameterList *New, TemplateParameterList *Old,
6277     Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind, SourceLocation TemplateArgLoc);
6278
6279 /// \brief Check a template argument against its corresponding
6280 /// template template parameter.
6281 ///
6282 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
6283 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
6284 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTemplateParmDecl *Param,
6285                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
6286                                  unsigned ArgumentPackIndex) {
6287   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
6288   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
6289   if (!Template) {
6290     // Any dependent template name is fine.
6291     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
6292     return false;
6293   }
6294
6295   if (Template->isInvalidDecl())
6296     return true;
6297
6298   // C++0x [temp.arg.template]p1:
6299   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
6300   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
6301   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
6302   //   primary class templates are considered when matching the
6303   //   template template argument with the corresponding parameter;
6304   //   partial specializations are not considered even if their
6305   //   parameter lists match that of the template template parameter.
6306   //
6307   // Note that we also allow template template parameters here, which
6308   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
6309   // partial specializations.
6310   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
6311       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
6312       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) &&
6313       !isa<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
6314     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
6315            "Only function templates are possible here");
6316     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template);
6317     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
6318       << Template;
6319   }
6320
6321   TemplateParameterList *Params = Param->getTemplateParameters();
6322   if (Param->isExpandedParameterPack())
6323     Params = Param->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
6324
6325   // C++1z [temp.arg.template]p3: (DR 150)
6326   //   A template-argument matches a template template-parameter P when P
6327   //   is at least as specialized as the template-argument A.
6328   if (getLangOpts().RelaxedTemplateTemplateArgs) {
6329     // Quick check for the common case:
6330     //   If P contains a parameter pack, then A [...] matches P if each of A's
6331     //   template parameters matches the corresponding template parameter in
6332     //   the template-parameter-list of P.
6333     if (TemplateParameterListsAreEqual(
6334             Template->getTemplateParameters(), Params, false,
6335             TPL_TemplateTemplateArgumentMatch, Arg.getLocation()))
6336       return false;
6337
6338     if (isTemplateTemplateParameterAtLeastAsSpecializedAs(Params, Template,
6339                                                           Arg.getLocation()))
6340       return false;
6341     // FIXME: Produce better diagnostics for deduction failures.
6342   }
6343
6344   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
6345                                          Params,
6346                                          true,
6347                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
6348                                          Arg.getLocation());
6349 }
6350
6351 /// \brief Given a non-type template argument that refers to a
6352 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
6353 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
6354 /// declaration.
6355 ExprResult
6356 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6357                                               QualType ParamType,
6358                                               SourceLocation Loc) {
6359   // C++ [temp.param]p8:
6360   //
6361   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
6362   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
6363   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
6364   if (ParamType->isArrayType())
6365     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
6366   else if (ParamType->isFunctionType())
6367     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
6368
6369   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
6370   // parameter's type.
6371   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
6372     return ImpCastExprToType(
6373              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
6374                              ParamType,
6375                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
6376                                ? CK_NullToMemberPointer
6377                                : CK_NullToPointer);
6378   }
6379   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
6380          "Only declaration template arguments permitted here");
6381
6382   ValueDecl *VD = cast<ValueDecl>(Arg.getAsDecl());
6383
6384   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
6385       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
6386        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
6387     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
6388     // Determine whether the non-type template template parameter is of
6389     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
6390     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
6391     // would refer to the member itself.
6392     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
6393       QualType ClassType
6394         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
6395       NestedNameSpecifier *Qualifier
6396         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
6397                                       ClassType.getTypePtr());
6398       CXXScopeSpec SS;
6399       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
6400
6401       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
6402       // internal consistency's sake, references to instance methods
6403       // are r-values.
6404       ExprValueKind VK = VK_LValue;
6405       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
6406         VK = VK_RValue;
6407
6408       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
6409                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
6410                                             VK,
6411                                             Loc,
6412                                             &SS);
6413       if (RefExpr.isInvalid())
6414         return ExprError();
6415
6416       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6417
6418       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
6419       // the element type on the parameter could be more qualified than the
6420       // element type in the expression we constructed.
6421       bool ObjCLifetimeConversion;
6422       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6423                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
6424                                     ObjCLifetimeConversion))
6425         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
6426
6427       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
6428              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6429                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
6430       return RefExpr;
6431     }
6432   }
6433
6434   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
6435
6436   if (ParamType->isPointerType()) {
6437     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
6438     // address of the declaration.
6439     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
6440     if (RefExpr.isInvalid())
6441       return ExprError();
6442
6443     if (!Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType->getPointeeType(), T) &&
6444         (T->isFunctionType() || T->isArrayType())) {
6445       // Decay functions and arrays unless we're forming a pointer to array.
6446       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
6447       if (RefExpr.isInvalid())
6448         return ExprError();
6449
6450       return RefExpr;
6451     }
6452
6453     // Take the address of everything else
6454     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6455   }
6456
6457   ExprValueKind VK = VK_RValue;
6458
6459   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
6460   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
6461   // type that the reference refers to.
6462   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6463     VK = VK_LValue;
6464     T = Context.getQualifiedType(T,
6465                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
6466   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
6467     // References to functions are always lvalues.
6468     VK = VK_LValue;
6469   }
6470
6471   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
6472 }
6473
6474 /// \brief Construct a new expression that refers to the given
6475 /// integral template argument with the given source-location
6476 /// information.
6477 ///
6478 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
6479 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
6480 /// literal value.
6481 ExprResult
6482 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6483                                                   SourceLocation Loc) {
6484   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
6485          "Operation is only valid for integral template arguments");
6486   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
6487
6488   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
6489   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
6490   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
6491   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
6492   // type of literal for it.
6493   QualType T = OrigT;
6494   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
6495     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
6496
6497   Expr *E;
6498   if (T->isAnyCharacterType()) {
6499     // This does not need to handle u8 character literals because those are
6500     // of type char, and so can also be covered by an ASCII character literal.
6501     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
6502     if (T->isWideCharType())
6503       Kind = CharacterLiteral::Wide;
6504     else if (T->isChar16Type())
6505       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
6506     else if (T->isChar32Type())
6507       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
6508     else
6509       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
6510
6511     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
6512                                        Kind, T, Loc);
6513   } else if (T->isBooleanType()) {
6514     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
6515                                          T, Loc);
6516   } else if (T->isNullPtrType()) {
6517     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
6518   } else {
6519     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
6520   }
6521
6522   if (OrigT->isEnumeralType()) {
6523     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
6524     // non-type template parameters.
6525     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
6526                                nullptr,
6527                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
6528                                Loc, Loc);
6529   }
6530
6531   return E;
6532 }
6533
6534 /// \brief Match two template parameters within template parameter lists.
6535 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
6536                                        bool Complain,
6537                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6538                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
6539   // Check the actual kind (type, non-type, template).
6540   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
6541     if (Complain) {
6542       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
6543       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6544         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6545         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
6546       }
6547       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6548         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6549       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
6550         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6551     }
6552
6553     return false;
6554   }
6555
6556   // Check that both are parameter packs or neither are parameter packs.
6557   // However, if we are matching a template template argument to a
6558   // template template parameter, the template template parameter can have
6559   // a parameter pack where the template template argument does not.
6560   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
6561       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6562         Old->isTemplateParameterPack())) {
6563     if (Complain) {
6564       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
6565       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6566         S.Diag(TemplateArgLoc,
6567              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6568         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
6569       }
6570
6571       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
6572                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
6573                       : 2;
6574       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6575         << ParamKind << New->isParameterPack();
6576       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
6577         << ParamKind << Old->isParameterPack();
6578     }
6579
6580     return false;
6581   }
6582
6583   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
6584   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
6585                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
6586     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
6587
6588     // If we are matching a template template argument to a template
6589     // template parameter and one of the non-type template parameter types
6590     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
6591     // to actually compare the arguments.
6592     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6593         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
6594          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
6595       return true;
6596
6597     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
6598       if (Complain) {
6599         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
6600         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6601           S.Diag(TemplateArgLoc,
6602                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6603           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
6604         }
6605         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
6606           << NewNTTP->getType()
6607           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6608         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
6609                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
6610           << OldNTTP->getType();
6611       }
6612
6613       return false;
6614     }
6615
6616     return true;
6617   }
6618
6619   // For template template parameters, check the template parameter types.
6620   // The template parameter lists of template template
6621   // parameters must agree.
6622   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
6623                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
6624     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
6625     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
6626                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
6627                                             Complain,
6628                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
6629                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
6630                                            : Kind),
6631                                             TemplateArgLoc);
6632   }
6633
6634   return true;
6635 }
6636
6637 /// \brief Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
6638 /// lists.
6639 static
6640 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
6641                                                 TemplateParameterList *New,
6642                                                 TemplateParameterList *Old,
6643                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6644                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
6645   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
6646   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6647     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6648     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
6649   }
6650   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
6651     << (New->size() > Old->size())
6652     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6653     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
6654   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
6655     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6656     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
6657 }
6658
6659 /// \brief Determine whether the given template parameter lists are
6660 /// equivalent.
6661 ///
6662 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
6663 /// source code as part of a new template declaration.
6664 ///
6665 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
6666 /// name lookup of the template declared with this template parameter
6667 /// list.
6668 ///
6669 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
6670 /// the template parameter lists are not equivalent.
6671 ///
6672 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
6673 ///
6674 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
6675 /// are actually checking the template parameter list of a template
6676 /// argument (New) against the template parameter list of its
6677 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
6678 /// slightly different diagnostics in this scenario.
6679 ///
6680 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
6681 /// otherwise.
6682 bool
6683 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
6684                                      TemplateParameterList *Old,
6685                                      bool Complain,
6686                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
6687                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
6688   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
6689     if (Complain)
6690       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6691                                                  TemplateArgLoc);
6692
6693     return false;
6694   }
6695
6696   // C++0x [temp.arg.template]p3:
6697   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
6698   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
6699   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
6700   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
6701   //   template-parameter-list of P. [...]
6702   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
6703   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
6704   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
6705                                     OldParmEnd = Old->end();
6706        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
6707     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
6708         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
6709       if (NewParm == NewParmEnd) {
6710         if (Complain)
6711           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6712                                                      TemplateArgLoc);
6713
6714         return false;
6715       }
6716
6717       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6718                                       Kind, TemplateArgLoc))
6719         return false;
6720
6721       ++NewParm;
6722       continue;
6723     }
6724
6725     // C++0x [temp.arg.template]p3:
6726     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
6727     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
6728     //   template parameters or template parameter packs in the
6729     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
6730     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
6731     //   parameters are template parameter packs).
6732     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
6733       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6734                                       Kind, TemplateArgLoc))
6735         return false;
6736     }
6737   }
6738
6739   // Make sure we exhausted all of the arguments.
6740   if (NewParm != NewParmEnd) {
6741     if (Complain)
6742       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6743                                                  TemplateArgLoc);
6744
6745     return false;
6746   }
6747
6748   return true;
6749 }
6750
6751 /// \brief Check whether a template can be declared within this scope.
6752 ///
6753 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
6754 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
6755 bool
6756 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
6757   if (!S)
6758     return false;
6759
6760   // Find the nearest enclosing declaration scope.
6761   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
6762          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
6763     S = S->getParent();
6764
6765   // C++ [temp]p4:
6766   //   A template [...] shall not have C linkage.
6767   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
6768   if (Ctx && Ctx->isExternCContext()) {
6769     Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
6770         << TemplateParams->getSourceRange();
6771     if (const LinkageSpecDecl *LSD = Ctx->getExternCContext())
6772       Diag(LSD->getExternLoc(), diag::note_extern_c_begins_here);
6773     return true;
6774   }
6775   Ctx = Ctx->getRedeclContext();
6776
6777   // C++ [temp]p2:
6778   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
6779   //   class scope declaration.
6780   if (Ctx) {
6781     if (Ctx->isFileContext())
6782       return false;
6783     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
6784       // C++ [temp.mem]p2:
6785       //   A local class shall not have member templates.
6786       if (RD->isLocalClass())
6787         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6788                     diag::err_template_inside_local_class)
6789           << TemplateParams->getSourceRange();
6790       else
6791         return false;
6792     }
6793   }
6794
6795   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6796               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
6797     << TemplateParams->getSourceRange();
6798 }
6799
6800 /// \brief Determine what kind of template specialization the given declaration
6801 /// is.
6802 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
6803   if (!D)
6804     return TSK_Undeclared;
6805
6806   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
6807     return Record->getTemplateSpecializationKind();
6808   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
6809     return Function->getTemplateSpecializationKind();
6810   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
6811     return Var->getTemplateSpecializationKind();
6812
6813   return TSK_Undeclared;
6814 }
6815
6816 /// \brief Check whether a specialization is well-formed in the current
6817 /// context.
6818 ///
6819 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
6820 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
6821 ///
6822 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
6823 /// performed.
6824 ///
6825 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
6826 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
6827 /// a member of a class template (member function, static data member,
6828 /// member class).
6829 ///
6830 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
6831 ///
6832 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
6833 /// this entity.
6834 ///
6835 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
6836 /// a class template.
6837 ///
6838 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
6839 /// otherwise.
6840 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
6841                                              NamedDecl *Specialized,
6842                                              NamedDecl *PrevDecl,
6843                                              SourceLocation Loc,
6844                                              bool IsPartialSpecialization) {
6845   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
6846   // various diagnostics emitted by this routine.
6847   int EntityKind = 0;
6848   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
6849     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
6850   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
6851     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
6852   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
6853     EntityKind = 4;
6854   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
6855     EntityKind = 5;
6856   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
6857     EntityKind = 6;
6858   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
6859     EntityKind = 7;
6860   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
6861     EntityKind = 8;
6862   else {
6863     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
6864       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
6865     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
6866     return true;
6867   }
6868
6869   // C++ [temp.expl.spec]p2:
6870   //   An explicit specialization shall be declared in the namespace
6871   //   of which the template is a member, or, for member templates, in
6872   //   the namespace of which the enclosing class or enclosing class
6873   //   template is a member. An explicit specialization of a member
6874   //   function, member class or static data member of a class
6875   //   template shall be declared in the namespace of which the class
6876   //   template is a member. Such a declaration may also be a
6877   //   definition. If the declaration is not a definition, the
6878   //   specialization may be defined later in the name- space in which
6879   //   the explicit specialization was declared, or in a namespace
6880   //   that encloses the one in which the explicit specialization was
6881   //   declared.
6882   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
6883     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
6884       << Specialized;
6885     return true;
6886   }
6887
6888   if (S.CurContext->isRecord() && !IsPartialSpecialization) {
6889     if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
6890       // Do not warn for class scope explicit specialization during
6891       // instantiation, warning was already emitted during pattern
6892       // semantic analysis.
6893       if (!S.inTemplateInstantiation())
6894         S.Diag(Loc, diag::ext_function_specialization_in_class)
6895           << Specialized;
6896     } else {
6897       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
6898         << Specialized;
6899       return true;
6900     }
6901   }
6902
6903   if (S.CurContext->isRecord() &&
6904       !S.CurContext->Equals(Specialized->getDeclContext())) {
6905     // Make sure that we're specializing in the right record context.
6906     // Otherwise, things can go horribly wrong.
6907     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
6908       << Specialized;
6909     return true;
6910   }
6911
6912   // C++ [temp.class.spec]p6:
6913   //   A class template partial specialization may be declared or redeclared
6914   //   in any namespace scope in which its definition may be defined (14.5.1
6915   //   and 14.5.2).
6916   DeclContext *SpecializedContext
6917     = Specialized->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
6918   DeclContext *DC = S.CurContext->getEnclosingNamespaceContext();
6919
6920   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in an enclosing
6921   // namespace.
6922   // Note that HandleDeclarator() performs this check for explicit
6923   // specializations of function templates, static data members, and member
6924   // functions, so we skip the check here for those kinds of entities.
6925   // FIXME: HandleDeclarator's diagnostics aren't quite as good, though.
6926   // Should we refactor that check, so that it occurs later?
6927   if (!DC->Encloses(SpecializedContext) &&
6928       !(isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized) ||
6929         isa<FunctionDecl>(Specialized) ||
6930         isa<VarTemplateDecl>(Specialized) ||
6931         isa<VarDecl>(Specialized))) {
6932     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
6933       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
6934         << EntityKind << Specialized;
6935     else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
6936       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
6937       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt)
6938         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
6939       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
6940                         << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
6941     } else
6942       llvm_unreachable("unexpected namespace context for specialization");
6943
6944     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
6945   } else if ((!PrevDecl ||
6946               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) == TSK_Undeclared ||
6947               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) ==
6948                   TSK_ImplicitInstantiation)) {
6949     // C++ [temp.exp.spec]p2:
6950     //   An explicit specialization shall be declared in the namespace of which
6951     //   the template is a member, or, for member templates, in the namespace
6952     //   of which the enclosing class or enclosing class template is a member.
6953     //   An explicit specialization of a member function, member class or
6954     //   static data member of a class template shall be declared in the
6955     //   namespace of which the class template is a member.
6956     //
6957     // C++11 [temp.expl.spec]p2:
6958     //   An explicit specialization shall be declared in a namespace enclosing
6959     //   the specialized template.
6960     // C++11 [temp.explicit]p3:
6961     //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
6962     //   template.
6963     if (!DC->InEnclosingNamespaceSetOf(SpecializedContext)) {
6964       bool IsCPlusPlus11Extension = DC->Encloses(SpecializedContext);
6965       if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext)) {
6966         assert(!IsCPlusPlus11Extension &&
6967                "DC encloses TU but isn't in enclosing namespace set");
6968         S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_out_of_scope_global)
6969           << EntityKind << Specialized;
6970       } else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
6971         int Diag;
6972         if (!IsCPlusPlus11Extension)
6973           Diag = diag::err_template_spec_decl_out_of_scope;
6974         else if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
6975           Diag = diag::ext_template_spec_decl_out_of_scope;
6976         else
6977           Diag = diag::warn_cxx98_compat_template_spec_decl_out_of_scope;
6978         S.Diag(Loc, Diag)
6979           << EntityKind << Specialized << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
6980       }
6981
6982       S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
6983     }
6984   }
6985
6986   return false;
6987 }
6988
6989 static SourceRange findTemplateParameterInType(unsigned Depth, Expr *E) {
6990   if (!E->isTypeDependent())
6991     return SourceLocation();
6992   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
6993   Checker.TraverseStmt(E);
6994   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
6995     return E->getSourceRange();
6996   return Checker.MatchLoc;
6997 }
6998
6999 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
7000   if (!TL.getType()->isDependentType())
7001     return SourceLocation();
7002   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7003   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
7004   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7005     return TL.getSourceRange();
7006   return Checker.MatchLoc;
7007 }
7008
7009 /// \brief Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
7010 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
7011 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7012     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
7013     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
7014   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
7015     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
7016       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7017               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
7018               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
7019         return true;
7020
7021       continue;
7022     }
7023
7024     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
7025       continue;
7026
7027     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
7028
7029     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
7030     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
7031       ArgExpr = Expansion->getPattern();
7032
7033     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
7034     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
7035       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
7036
7037     // C++ [temp.class.spec]p8:
7038     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
7039     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
7040     //   specialized.
7041     //
7042     // Below, we check the two conditions that only apply to
7043     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
7044     // arguments.
7045     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
7046       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
7047         continue;
7048
7049     // C++ [temp.class.spec]p9:
7050     //   Within the argument list of a class template partial
7051     //   specialization, the following restrictions apply:
7052     //     -- A partially specialized non-type argument expression
7053     //        shall not involve a template parameter of the partial
7054     //        specialization except when the argument expression is a
7055     //        simple identifier.
7056     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
7057     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
7058     //        parameter of the specialization.
7059     // DR1315 removes the first bullet, leaving an incoherent set of rules.
7060     // We implement a compromise between the original rules and DR1315:
7061     //     --  A specialized non-type template argument shall not be
7062     //         type-dependent and the corresponding template parameter
7063     //         shall have a non-dependent type.
7064     SourceRange ParamUseRange =
7065         findTemplateParameterInType(Param->getDepth(), ArgExpr);
7066     if (ParamUseRange.isValid()) {
7067       if (IsDefaultArgument) {
7068         S.Diag(TemplateNameLoc,
7069                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
7070         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7071                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
7072           << ParamUseRange;
7073       } else {
7074         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7075                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
7076           << ParamUseRange;
7077       }
7078       return true;
7079     }
7080
7081     ParamUseRange = findTemplateParameter(
7082         Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
7083     if (ParamUseRange.isValid()) {
7084       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
7085              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
7086         << Param->getType();
7087       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
7088         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange())
7089         << ParamUseRange;
7090       return true;
7091     }
7092   }
7093
7094   return false;
7095 }
7096
7097 /// \brief Check the non-type template arguments of a class template
7098 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
7099 ///
7100 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
7101 /// \param PrimaryTemplate the template parameters of the primary class
7102 ///        template.
7103 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
7104 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
7105 ///        partial specialization.
7106 ///
7107 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
7108 bool Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
7109     SourceLocation TemplateNameLoc, TemplateDecl *PrimaryTemplate,
7110     unsigned NumExplicit, ArrayRef<TemplateArgument> TemplateArgs) {
7111   // We have to be conservative when checking a template in a dependent
7112   // context.
7113   if (PrimaryTemplate->getDeclContext()->isDependentContext())
7114     return false;
7115
7116   TemplateParameterList *TemplateParams =
7117       PrimaryTemplate->getTemplateParameters();
7118   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7119     NonTypeTemplateParmDecl *Param
7120       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
7121     if (!Param)
7122       continue;
7123
7124     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(*this, TemplateNameLoc,
7125                                                       Param, &TemplateArgs[I],
7126                                                       1, I >= NumExplicit))
7127       return true;
7128   }
7129
7130   return false;
7131 }
7132
7133 DeclResult
7134 Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(Scope *S, unsigned TagSpec,
7135                                        TagUseKind TUK,
7136                                        SourceLocation KWLoc,
7137                                        SourceLocation ModulePrivateLoc,
7138                                        TemplateIdAnnotation &TemplateId,
7139                                        AttributeList *Attr,
7140                                        MultiTemplateParamsArg
7141                                            TemplateParameterLists,
7142                                        SkipBodyInfo *SkipBody) {
7143   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
7144
7145   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
7146
7147   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
7148   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
7149   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
7150     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
7151   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
7152   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
7153   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
7154
7155   // Find the class template we're specializing
7156   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
7157   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
7158     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
7159
7160   if (!ClassTemplate) {
7161     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
7162       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
7163           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
7164     return true;
7165   }
7166
7167   bool isMemberSpecialization = false;
7168   bool isPartialSpecialization = false;
7169
7170   // Check the validity of the template headers that introduce this
7171   // template.
7172   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
7173   // friend declarations.
7174   bool Invalid = false;
7175   TemplateParameterList *TemplateParams =
7176       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
7177           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
7178           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isMemberSpecialization,
7179           Invalid);
7180   if (Invalid)
7181     return true;
7182
7183   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
7184     isPartialSpecialization = true;
7185
7186     if (TUK == TUK_Friend) {
7187       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
7188         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7189       return true;
7190     }
7191
7192     // C++ [temp.class.spec]p10:
7193     //   The template parameter list of a specialization shall not
7194     //   contain default template argument values.
7195     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7196       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
7197       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
7198         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7199           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
7200                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
7201           TTP->removeDefaultArgument();
7202         }
7203       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
7204                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
7205         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
7206           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
7207                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7208             << DefArg->getSourceRange();
7209           NTTP->removeDefaultArgument();
7210         }
7211       } else {
7212         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
7213         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7214           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
7215                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7216             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
7217           TTP->removeDefaultArgument();
7218         }
7219       }
7220     }
7221   } else if (TemplateParams) {
7222     if (TUK == TUK_Friend)
7223       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
7224         << FixItHint::CreateRemoval(
7225                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7226                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
7227         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7228   } else {
7229     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
7230   }
7231
7232   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7233   // original template.
7234   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7235   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
7236   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7237                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
7238                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7239     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7240       << ClassTemplate
7241       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7242                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7243     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7244          diag::note_previous_use);
7245     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7246   }
7247
7248   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7249   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7250       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
7251
7252   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
7253   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7254     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
7255                                         UPPC_PartialSpecialization))
7256       return true;
7257
7258   // Check that the template argument list is well-formed for this
7259   // template.
7260   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7261   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7262                                 TemplateArgs, false, Converted))
7263     return true;
7264
7265   // Find the class template (partial) specialization declaration that
7266   // corresponds to these arguments.
7267   if (isPartialSpecialization) {
7268     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, ClassTemplate,
7269                                                TemplateArgs.size(), Converted))
7270       return true;
7271
7272     // FIXME: Move this to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
7273     // also do it during instantiation.
7274     bool InstantiationDependent;
7275     if (!Name.isDependent() &&
7276         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
7277             TemplateArgs.arguments(), InstantiationDependent)) {
7278       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
7279         << ClassTemplate->getDeclName();
7280       isPartialSpecialization = false;
7281     }
7282   }
7283
7284   void *InsertPos = nullptr;
7285   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
7286
7287   if (isPartialSpecialization)
7288     // FIXME: Template parameter list matters, too
7289     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
7290   else
7291     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7292
7293   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7294
7295   // Check whether we can declare a class template specialization in
7296   // the current scope.
7297   if (TUK != TUK_Friend &&
7298       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
7299                                        TemplateNameLoc,
7300                                        isPartialSpecialization))
7301     return true;
7302
7303   // The canonical type
7304   QualType CanonType;
7305   if (isPartialSpecialization) {
7306     // Build the canonical type that describes the converted template
7307     // arguments of the class template partial specialization.
7308     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7309     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
7310                                                       Converted);
7311
7312     if (Context.hasSameType(CanonType,
7313                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
7314       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
7315       //
7316       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
7317       //      to the implicit argument list of the primary template.
7318       //
7319       // This rule has since been removed, because it's redundant given DR1495,
7320       // but we keep it because it produces better diagnostics and recovery.
7321       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
7322         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
7323         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
7324       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
7325                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
7326                                 TemplateNameLoc,
7327                                 Attr,
7328                                 TemplateParams,
7329                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7330                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
7331                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
7332                                 TemplateParameterLists.data());
7333     }
7334
7335     // Create a new class template partial specialization declaration node.
7336     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
7337       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
7338     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
7339       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7340                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7341                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
7342                                                        TemplateParams,
7343                                                        ClassTemplate,
7344                                                        Converted,
7345                                                        TemplateArgs,
7346                                                        CanonType,
7347                                                        PrevPartial);
7348     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
7349     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
7350       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
7351           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
7352     }
7353
7354     if (!PrevPartial)
7355       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
7356     Specialization = Partial;
7357
7358     // If we are providing an explicit specialization of a member class
7359     // template specialization, make a note of that.
7360     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
7361       PrevPartial->setMemberSpecialization();
7362
7363     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
7364   } else {
7365     // Create a new class template specialization declaration node for
7366     // this explicit specialization or friend declaration.
7367     Specialization
7368       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7369                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7370                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7371                                                 ClassTemplate,
7372                                                 Converted,
7373                                                 PrevDecl);
7374     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7375     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
7376       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
7377                                                     TemplateParameterLists);
7378     }
7379
7380     if (!PrevDecl)
7381       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7382
7383     if (CurContext->isDependentContext()) {
7384       // -fms-extensions permits specialization of nested classes without
7385       // fully specializing the outer class(es).
7386       assert(getLangOpts().MicrosoftExt &&
7387              "Only possible with -fms-extensions!");
7388       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7389       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
7390           CanonTemplate, Converted);
7391     } else {
7392       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
7393     }
7394   }
7395
7396   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7397   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7398   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7399   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7400   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7401   //   use occurs; no diagnostic is required.
7402   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
7403     bool Okay = false;
7404     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7405       // Is there any previous explicit specialization declaration?
7406       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7407         Okay = true;
7408         break;
7409       }
7410     }
7411
7412     if (!Okay) {
7413       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7414       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7415         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
7416
7417       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7418            diag::note_instantiation_required_here)
7419         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
7420                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
7421       return true;
7422     }
7423   }
7424
7425   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
7426   if (TUK != TUK_Friend)
7427     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7428
7429   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
7430   if (TUK == TUK_Definition) {
7431     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
7432     NamedDecl *Hidden = nullptr;
7433     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
7434       SkipBody->ShouldSkip = true;
7435       makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
7436       // From here on out, treat this as just a redeclaration.
7437       TUK = TUK_Declaration;
7438     } else if (Def) {
7439       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7440       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition) << Specialization << Range;
7441       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
7442       Specialization->setInvalidDecl();
7443       return true;
7444     }
7445   }
7446
7447   if (Attr)
7448     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7449
7450   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
7451   // the ASTContext lays out the structure.
7452   if (TUK == TUK_Definition) {
7453     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
7454     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
7455   }
7456
7457   if (ModulePrivateLoc.isValid())
7458     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
7459       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
7460       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
7461
7462   // Build the fully-sugared type for this class template
7463   // specialization as the user wrote in the specialization
7464   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
7465   // from the specialization's declaration the way that the user
7466   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
7467   // name based on the "canonical" representation used to store the
7468   // template arguments in the specialization.
7469   TypeSourceInfo *WrittenTy
7470     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7471                                                 TemplateArgs, CanonType);
7472   if (TUK != TUK_Friend) {
7473     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7474     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7475   }
7476
7477   // C++ [temp.expl.spec]p9:
7478   //   A template explicit specialization is in the scope of the
7479   //   namespace in which the template was defined.
7480   //
7481   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
7482   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
7483   // but we also maintain the lexical context where the actual
7484   // definition occurs.
7485   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7486
7487   // We may be starting the definition of this specialization.
7488   if (TUK == TUK_Definition)
7489     Specialization->startDefinition();
7490
7491   if (TUK == TUK_Friend) {
7492     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
7493                                             TemplateNameLoc,
7494                                             WrittenTy,
7495                                             /*FIXME:*/KWLoc);
7496     Friend->setAccess(AS_public);
7497     CurContext->addDecl(Friend);
7498   } else {
7499     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
7500     // be seen when iterating through the list of declarations in that
7501     // context. However, specializations are not found by name lookup.
7502     CurContext->addDecl(Specialization);
7503   }
7504   return Specialization;
7505 }
7506
7507 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
7508                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
7509                                     Declarator &D) {
7510   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
7511   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
7512   return NewDecl;
7513 }
7514
7515 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
7516 /// that has just been explicitly specialized.
7517 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
7518   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
7519   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
7520
7521   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7522     FD->setInlineSpecified(false);
7523 }
7524
7525 /// \brief Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
7526 //  declaration or definition.
7527 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
7528     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
7529   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7530   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7531   // until a valid name loc is found.
7532   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
7533   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
7534        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7535     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
7536   }
7537   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
7538          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7539   return PrevDiagLoc;
7540 }
7541
7542 /// \brief Diagnose cases where we have an explicit template specialization
7543 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
7544 /// for those cases where they are required and determining whether the
7545 /// new specialization/instantiation will have any effect.
7546 ///
7547 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
7548 /// instantiation.
7549 ///
7550 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
7551 ///
7552 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
7553 ///
7554 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
7555 ///
7556 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
7557 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
7558 ///
7559 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
7560 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
7561 ///
7562 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
7563 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
7564 bool
7565 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
7566                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
7567                                              NamedDecl *PrevDecl,
7568                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
7569                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
7570                                              bool &HasNoEffect) {
7571   HasNoEffect = false;
7572
7573   switch (NewTSK) {
7574   case TSK_Undeclared:
7575   case TSK_ImplicitInstantiation:
7576     assert(
7577         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
7578         "previous declaration must be implicit!");
7579     return false;
7580
7581   case TSK_ExplicitSpecialization:
7582     switch (PrevTSK) {
7583     case TSK_Undeclared:
7584     case TSK_ExplicitSpecialization:
7585       // Okay, we're just specializing something that is either already
7586       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
7587       // instantiation.
7588       return false;
7589
7590     case TSK_ImplicitInstantiation:
7591       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
7592         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
7593         // still okay to specialize it.
7594         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
7595         return false;
7596       }
7597       // Fall through
7598       LLVM_FALLTHROUGH;
7599
7600     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7601     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7602       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7603               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
7604              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7605
7606       // C++ [temp.expl.spec]p6:
7607       //   If a template, a member template or the member of a class template
7608       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
7609       //   before the first use of that specialization that would cause an
7610       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
7611       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
7612       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7613         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7614         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
7615           return false;
7616       }
7617
7618       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7619         << PrevDecl;
7620       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
7621         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
7622
7623       return true;
7624     }
7625     llvm_unreachable("The switch over PrevTSK must be exhaustive.");
7626
7627   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7628     switch (PrevTSK) {
7629     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7630       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
7631       HasNoEffect = true;
7632       return false;
7633
7634     case TSK_Undeclared:
7635     case TSK_ImplicitInstantiation:
7636       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7637       // implicitly instantiated; that's fine.
7638       return false;
7639
7640     case TSK_ExplicitSpecialization:
7641       // C++0x [temp.explicit]p4:
7642       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7643       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7644       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7645       //   effect.
7646       HasNoEffect = true;
7647       return false;
7648
7649     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7650       // C++0x [temp.explicit]p10:
7651       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
7652       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
7653       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
7654       Diag(NewLoc,
7655            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
7656
7657       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7658       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7659       // until a valid name loc is found.
7660       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7661            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
7662       HasNoEffect = true;
7663       return false;
7664     }
7665
7666   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7667     switch (PrevTSK) {
7668     case TSK_Undeclared:
7669     case TSK_ImplicitInstantiation:
7670       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7671       // implicitly instantiated; that's fine.
7672       return false;
7673
7674     case TSK_ExplicitSpecialization:
7675       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
7676       //   For a given set of template parameters, if an explicit
7677       //   instantiation of a template appears after a declaration of
7678       //   an explicit specialization for that template, the explicit
7679       //   instantiation has no effect.
7680       Diag(NewLoc, diag::warn_explicit_instantiation_after_specialization)
7681         << PrevDecl;
7682       Diag(PrevDecl->getLocation(),
7683            diag::note_previous_template_specialization);
7684       HasNoEffect = true;
7685       return false;
7686
7687     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7688       // We're explicity instantiating a definition for something for which we
7689       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
7690
7691       // C++0x [temp.explicit]p4:
7692       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7693       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7694       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7695       //   effect.
7696       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7697         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7698         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7699           HasNoEffect = true;
7700           break;
7701         }
7702       }
7703
7704       return false;
7705
7706     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7707       // C++0x [temp.spec]p5:
7708       //   For a given template and a given set of template-arguments,
7709       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
7710       //       in a program,
7711
7712       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
7713       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
7714                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
7715                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
7716           << PrevDecl;
7717       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7718            diag::note_previous_explicit_instantiation);
7719       HasNoEffect = true;
7720       return false;
7721     }
7722   }
7723
7724   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
7725 }
7726
7727 /// \brief Perform semantic analysis for the given dependent function
7728 /// template specialization.
7729 ///
7730 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
7731 /// is with a friend declaration, like so:
7732 ///
7733 /// \code
7734 ///   template \<class T> void foo(T);
7735 ///   template \<class T> class A {
7736 ///     friend void foo<>(T);
7737 ///   };
7738 /// \endcode
7739 ///
7740 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
7741 /// just store the information.
7742 bool
7743 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
7744                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
7745                                                    LookupResult &Previous) {
7746   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
7747   // the correct context.
7748   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
7749   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
7750   while (F.hasNext()) {
7751     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
7752     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D) ||
7753         !FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
7754                               D->getDeclContext()->getRedeclContext()))
7755       F.erase();
7756   }
7757   F.done();
7758
7759   // Should this be diagnosed here?
7760   if (Previous.empty()) return true;
7761
7762   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
7763                                          ExplicitTemplateArgs);
7764   return false;
7765 }
7766
7767 /// \brief Perform semantic analysis for the given function template
7768 /// specialization.
7769 ///
7770 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
7771 /// explicit function template specialization. On successful completion,
7772 /// the function declaration \p FD will become a function template
7773 /// specialization.
7774 ///
7775 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
7776 /// function template specialization.
7777 ///
7778 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
7779 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
7780 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
7781 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
7782 ///
7783 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
7784 /// this function specialization.
7785 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
7786     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
7787     LookupResult &Previous) {
7788   // The set of function template specializations that could match this
7789   // explicit function template specialization.
7790   UnresolvedSet<8> Candidates;
7791   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
7792                                             /*ForTakingAddress=*/false);
7793
7794   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
7795       ConvertedTemplateArgs;
7796
7797   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
7798   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
7799          I != E; ++I) {
7800     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
7801     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
7802       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
7803       // FD.
7804       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
7805                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
7806         continue;
7807
7808       // When matching a constexpr member function template specialization
7809       // against the primary template, we don't yet know whether the
7810       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
7811       // it will be a static member function until we know which template it
7812       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
7813       QualType FT = FD->getType();
7814       if (FD->isConstexpr()) {
7815         CXXMethodDecl *OldMD =
7816           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
7817         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
7818           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
7819           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
7820           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
7821           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
7822                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
7823         }
7824       }
7825
7826       TemplateArgumentListInfo Args;
7827       if (ExplicitTemplateArgs)
7828         Args = *ExplicitTemplateArgs;
7829
7830       // C++ [temp.expl.spec]p11:
7831       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
7832       //   template-id naming an explicit function template specialization
7833       //   provided it can be deduced from the function argument type.
7834       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
7835       // specializing this template.
7836       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
7837       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
7838       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
7839       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
7840               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
7841               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization,
7842               Info)) {
7843         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
7844         // that we can provide nifty diagnostics.
7845         FailedCandidates.addCandidate().set(
7846             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7847             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
7848         (void)TDK;
7849         continue;
7850       }
7851
7852       // Target attributes are part of the cuda function signature, so
7853       // the deduced template's cuda target must match that of the
7854       // specialization.  Given that C++ template deduction does not
7855       // take target attributes into account, we reject candidates
7856       // here that have a different target.
7857       if (LangOpts.CUDA &&
7858           IdentifyCUDATarget(Specialization,
7859                              /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
7860               IdentifyCUDATarget(FD, /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true)) {
7861         FailedCandidates.addCandidate().set(
7862             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7863             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
7864         continue;
7865       }
7866
7867       // Record this candidate.
7868       if (ExplicitTemplateArgs)
7869         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
7870       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
7871     }
7872   }
7873
7874   // Find the most specialized function template.
7875   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
7876       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
7877       FD->getLocation(),
7878       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
7879       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
7880           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
7881       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
7882
7883   if (Result == Candidates.end())
7884     return true;
7885
7886   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
7887   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
7888
7889   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare [...]
7890   // an explicit specialization (14.8.3) [...] of a concept definition.
7891   if (Specialization->getPrimaryTemplate()->isConcept()) {
7892     Diag(FD->getLocation(), diag::err_concept_specialized)
7893         << 0 /*function*/ << 1 /*explicitly specialized*/;
7894     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
7895     return true;
7896   }
7897
7898   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
7899     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
7900   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
7901
7902   // Note: do not overwrite location info if previous template
7903   // specialization kind was explicit.
7904   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
7905   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
7906     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
7907     Specialization->setLexicalDeclContext(FD->getLexicalDeclContext());
7908     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
7909     // function can differ from the template declaration with respect to
7910     // the constexpr specifier.
7911     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
7912     // FIXME: What if there are multiple such prior declarations (for instance,
7913     // from different modules)?
7914     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
7915   }
7916
7917   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
7918   // If so, we have run afoul of .
7919
7920   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
7921   // an explicit specialization.
7922   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
7923
7924   // Check the scope of this explicit specialization.
7925   if (!isFriend &&
7926       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
7927                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
7928                                        Specialization, FD->getLocation(),
7929                                        false))
7930     return true;
7931
7932   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7933   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7934   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7935   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7936   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7937   //   use occurs; no diagnostic is required.
7938   bool HasNoEffect = false;
7939   if (!isFriend &&
7940       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
7941                                              TSK_ExplicitSpecialization,
7942                                              Specialization,
7943                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7944                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
7945                                              HasNoEffect))
7946     return true;
7947
7948   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
7949   // clients know that this is an explicit specialization.
7950   if (!isFriend) {
7951     // Since explicit specializations do not inherit '=delete' from their
7952     // primary function template - check if the 'specialization' that was
7953     // implicitly generated (during template argument deduction for partial
7954     // ordering) from the most specialized of all the function templates that
7955     // 'FD' could have been specializing, has a 'deleted' definition.  If so,
7956     // first check that it was implicitly generated during template argument
7957     // deduction by making sure it wasn't referenced, and then reset the deleted
7958     // flag to not-deleted, so that we can inherit that information from 'FD'.
7959     if (Specialization->isDeleted() && !SpecInfo->isExplicitSpecialization() &&
7960         !Specialization->getCanonicalDecl()->isReferenced()) {
7961       // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
7962       assert(
7963           Specialization->getCanonicalDecl() == Specialization &&
7964           "This must be the only existing declaration of this specialization");
7965       // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
7966       Specialization->setDeletedAsWritten(false);
7967     }
7968     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
7969     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7970     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
7971   }
7972
7973   // Turn the given function declaration into a function template
7974   // specialization, with the template arguments from the previous
7975   // specialization.
7976   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
7977   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
7978     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
7979   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
7980       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
7981       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7982       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
7983
7984   // A function template specialization inherits the target attributes
7985   // of its template.  (We require the attributes explicitly in the
7986   // code to match, but a template may have implicit attributes by
7987   // virtue e.g. of being constexpr, and it passes these implicit
7988   // attributes on to its specializations.)
7989   if (LangOpts.CUDA)
7990     inheritCUDATargetAttrs(FD, *Specialization->getPrimaryTemplate());
7991
7992   // The "previous declaration" for this function template specialization is
7993   // the prior function template specialization.
7994   Previous.clear();
7995   Previous.addDecl(Specialization);
7996   return false;
7997 }
7998
7999 /// \brief Perform semantic analysis for the given non-template member
8000 /// specialization.
8001 ///
8002 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8003 /// explicit member function specialization. On successful completion,
8004 /// the function declaration \p FD will become a member function
8005 /// specialization.
8006 ///
8007 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
8008 /// specialization.
8009 ///
8010 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
8011 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
8012 /// redeclared member.
8013 bool
8014 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
8015   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
8016
8017   // Try to find the member we are instantiating.
8018   NamedDecl *FoundInstantiation = nullptr;
8019   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
8020   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
8021   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
8022
8023   if (Previous.empty()) {
8024     // Nowhere to look anyway.
8025   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8026     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8027            I != E; ++I) {
8028       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
8029       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
8030         QualType Adjusted = Function->getType();
8031         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
8032           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
8033         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
8034           FoundInstantiation = *I;
8035           Instantiation = Method;
8036           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
8037           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
8038           break;
8039         }
8040       }
8041     }
8042   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
8043     VarDecl *PrevVar;
8044     if (Previous.isSingleResult() &&
8045         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
8046       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
8047         FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8048         Instantiation = PrevVar;
8049         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
8050         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
8051       }
8052   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
8053     CXXRecordDecl *PrevRecord;
8054     if (Previous.isSingleResult() &&
8055         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8056       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8057       Instantiation = PrevRecord;
8058       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
8059       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
8060     }
8061   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
8062     EnumDecl *PrevEnum;
8063     if (Previous.isSingleResult() &&
8064         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8065       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8066       Instantiation = PrevEnum;
8067       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
8068       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
8069     }
8070   }
8071
8072   if (!Instantiation) {
8073     // There is no previous declaration that matches. Since member
8074     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
8075     // this mismatch later.
8076     return false;
8077   }
8078
8079   // A member specialization in a friend declaration isn't really declaring
8080   // an explicit specialization, just identifying a specific (possibly implicit)
8081   // specialization. Don't change the template specialization kind.
8082   //
8083   // FIXME: Is this really valid? Other compilers reject.
8084   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
8085     // Preserve instantiation information.
8086     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
8087       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
8088                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
8089         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8090     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
8091       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
8092                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
8093         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8094     }
8095
8096     Previous.clear();
8097     Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8098     return false;
8099   }
8100
8101   // Make sure that this is a specialization of a member.
8102   if (!InstantiatedFrom) {
8103     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
8104       << Member;
8105     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
8106     return true;
8107   }
8108
8109   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8110   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8111   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8112   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8113   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8114   //   use occurs; no diagnostic is required.
8115   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
8116
8117   bool HasNoEffect = false;
8118   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
8119                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8120                                              Instantiation,
8121                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8122                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8123                                              HasNoEffect))
8124     return true;
8125
8126   // Check the scope of this explicit specialization.
8127   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8128                                        InstantiatedFrom,
8129                                        Instantiation, Member->getLocation(),
8130                                        false))
8131     return true;
8132
8133   // Note that this member specialization is an "instantiation of" the
8134   // corresponding member of the original template.
8135   if (auto *MemberFunction = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8136     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
8137     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
8138           TSK_ImplicitInstantiation) {
8139       // Explicit specializations of member functions of class templates do not
8140       // inherit '=delete' from the member function they are specializing.
8141       if (InstantiationFunction->isDeleted()) {
8142         // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8143         assert(InstantiationFunction->getCanonicalDecl() ==
8144                InstantiationFunction);
8145         // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8146         InstantiationFunction->setDeletedAsWritten(false);
8147       }
8148     }
8149
8150     MemberFunction->setInstantiationOfMemberFunction(
8151         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8152   } else if (auto *MemberVar = dyn_cast<VarDecl>(Member)) {
8153     MemberVar->setInstantiationOfStaticDataMember(
8154         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8155   } else if (auto *MemberClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Member)) {
8156     MemberClass->setInstantiationOfMemberClass(
8157         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8158   } else if (auto *MemberEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Member)) {
8159     MemberEnum->setInstantiationOfMemberEnum(
8160         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8161   } else {
8162     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8163   }
8164
8165   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
8166   // this specialization matches.
8167   Previous.clear();
8168   Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8169   return false;
8170 }
8171
8172 /// Complete the explicit specialization of a member of a class template by
8173 /// updating the instantiated member to be marked as an explicit specialization.
8174 ///
8175 /// \param OrigD The member declaration instantiated from the template.
8176 /// \param Loc The location of the explicit specialization of the member.
8177 template<typename DeclT>
8178 static void completeMemberSpecializationImpl(Sema &S, DeclT *OrigD,
8179                                              SourceLocation Loc) {
8180   if (OrigD->getTemplateSpecializationKind() != TSK_ImplicitInstantiation)
8181     return;
8182
8183   // FIXME: Inform AST mutation listeners of this AST mutation.
8184   // FIXME: If there are multiple in-class declarations of the member (from
8185   // multiple modules, or a declaration and later definition of a member type),
8186   // should we update all of them?
8187   OrigD->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8188   OrigD->setLocation(Loc);
8189 }
8190
8191 void Sema::CompleteMemberSpecialization(NamedDecl *Member,
8192                                         LookupResult &Previous) {
8193   NamedDecl *Instantiation = cast<NamedDecl>(Member->getCanonicalDecl());
8194   if (Instantiation == Member)
8195     return;
8196
8197   if (auto *Function = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Instantiation))
8198     completeMemberSpecializationImpl(*this, Function, Member->getLocation());
8199   else if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Instantiation))
8200     completeMemberSpecializationImpl(*this, Var, Member->getLocation());
8201   else if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Instantiation))
8202     completeMemberSpecializationImpl(*this, Record, Member->getLocation());
8203   else if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Instantiation))
8204     completeMemberSpecializationImpl(*this, Enum, Member->getLocation());
8205   else
8206     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8207 }
8208
8209 /// \brief Check the scope of an explicit instantiation.
8210 ///
8211 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
8212 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
8213                                             SourceLocation InstLoc,
8214                                             bool WasQualifiedName) {
8215   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
8216   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
8217
8218   if (CurContext->isRecord()) {
8219     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
8220       << D;
8221     return true;
8222   }
8223
8224   // C++11 [temp.explicit]p3:
8225   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
8226   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
8227   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
8228   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
8229   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
8230   //
8231   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
8232   if (WasQualifiedName) {
8233     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
8234       return false;
8235   } else {
8236     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
8237       return false;
8238   }
8239
8240   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
8241     if (WasQualifiedName)
8242       S.Diag(InstLoc,
8243              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8244                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
8245                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
8246         << D << NS;
8247     else
8248       S.Diag(InstLoc,
8249              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8250                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
8251                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
8252         << D << NS;
8253   } else
8254     S.Diag(InstLoc,
8255            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8256              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
8257              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
8258       << D;
8259   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8260   return false;
8261 }
8262
8263 /// \brief Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
8264 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
8265   if (!SS.isSet())
8266     return false;
8267
8268   // C++11 [temp.explicit]p3:
8269   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8270   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8271   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8272   //   name shall be a simple-template-id.
8273   //
8274   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8275   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
8276        NNS = NNS->getPrefix())
8277     if (const Type *T = NNS->getAsType())
8278       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
8279         return true;
8280
8281   return false;
8282 }
8283
8284 /// Make a dllexport or dllimport attr on a class template specialization take
8285 /// effect.
8286 static void dllExportImportClassTemplateSpecialization(
8287     Sema &S, ClassTemplateSpecializationDecl *Def) {
8288   auto *A = cast_or_null<InheritableAttr>(getDLLAttr(Def));
8289   assert(A && "dllExportImportClassTemplateSpecialization called "
8290               "on Def without dllexport or dllimport");
8291
8292   // We reject explicit instantiations in class scope, so there should
8293   // never be any delayed exported classes to worry about.
8294   assert(S.DelayedDllExportClasses.empty() &&
8295          "delayed exports present at explicit instantiation");
8296   S.checkClassLevelDLLAttribute(Def);
8297
8298   // Propagate attribute to base class templates.
8299   for (auto &B : Def->bases()) {
8300     if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8301             B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
8302       S.propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getLocStart());
8303   }
8304
8305   S.referenceDLLExportedClassMethods();
8306 }
8307
8308 // Explicit instantiation of a class template specialization
8309 DeclResult
8310 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8311                                  SourceLocation ExternLoc,
8312                                  SourceLocation TemplateLoc,
8313                                  unsigned TagSpec,
8314                                  SourceLocation KWLoc,
8315                                  const CXXScopeSpec &SS,
8316                                  TemplateTy TemplateD,
8317                                  SourceLocation TemplateNameLoc,
8318                                  SourceLocation LAngleLoc,
8319                                  ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8320                                  SourceLocation RAngleLoc,
8321                                  AttributeList *Attr) {
8322   // Find the class template we're specializing
8323   TemplateName Name = TemplateD.get();
8324   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
8325   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
8326   // original template.
8327   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
8328   assert(Kind != TTK_Enum &&
8329          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
8330
8331   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(TD);
8332
8333   if (!ClassTemplate) {
8334     NonTagKind NTK = getNonTagTypeDeclKind(TD, Kind);
8335     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << TD << NTK << Kind;
8336     Diag(TD->getLocation(), diag::note_previous_use);
8337     return true;
8338   }
8339
8340   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
8341                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
8342                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
8343     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
8344       << ClassTemplate
8345       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
8346                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
8347     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
8348          diag::note_previous_use);
8349     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
8350   }
8351
8352   // C++0x [temp.explicit]p2:
8353   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8354   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8355   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8356   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
8357                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8358                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8359
8360   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
8361     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
8362     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8363       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8364         Diag(ExternLoc,
8365              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8366         Diag(A->getLoc(), diag::note_attribute);
8367         break;
8368       }
8369     }
8370
8371     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
8372       Diag(ExternLoc,
8373            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8374       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
8375     }
8376   }
8377
8378   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
8379   // instantiation declarations for most purposes.
8380   bool DLLImportExplicitInstantiationDef = false;
8381   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
8382       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
8383     // Check for dllimport class template instantiation definitions.
8384     bool DLLImport =
8385         ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLImportAttr>();
8386     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8387       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLImport)
8388         DLLImport = true;
8389       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8390         // dllexport trumps dllimport here.
8391         DLLImport = false;
8392         break;
8393       }
8394     }
8395     if (DLLImport) {
8396       TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8397       DLLImportExplicitInstantiationDef = true;
8398     }
8399   }
8400
8401   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8402   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8403   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8404
8405   // Check that the template argument list is well-formed for this
8406   // template.
8407   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
8408   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8409                                 TemplateArgs, false, Converted))
8410     return true;
8411
8412   // Find the class template specialization declaration that
8413   // corresponds to these arguments.
8414   void *InsertPos = nullptr;
8415   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
8416     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
8417
8418   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
8419     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
8420
8421   // C++0x [temp.explicit]p2:
8422   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8423   //   namespace of its template. [...]
8424   //
8425   // This is C++ DR 275.
8426   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8427                                       SS.isSet()))
8428     return true;
8429
8430   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
8431
8432   bool HasNoEffect = false;
8433   if (PrevDecl) {
8434     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
8435                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
8436                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
8437                                                HasNoEffect))
8438       return PrevDecl;
8439
8440     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
8441     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
8442
8443     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
8444         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
8445       // Since the only prior class template specialization with these
8446       // arguments was referenced but not declared, reuse that
8447       // declaration node as our own, updating the source location
8448       // for the template name to reflect our new declaration.
8449       // (Other source locations will be updated later.)
8450       Specialization = PrevDecl;
8451       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
8452       PrevDecl = nullptr;
8453     }
8454
8455     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8456         DLLImportExplicitInstantiationDef) {
8457       // The new specialization might add a dllimport attribute.
8458       HasNoEffect = false;
8459     }
8460   }
8461
8462   if (!Specialization) {
8463     // Create a new class template specialization declaration node for
8464     // this explicit specialization.
8465     Specialization
8466       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
8467                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
8468                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
8469                                                 ClassTemplate,
8470                                                 Converted,
8471                                                 PrevDecl);
8472     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
8473
8474     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
8475       // Insert the new specialization.
8476       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
8477     }
8478   }
8479
8480   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
8481   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
8482   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
8483   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
8484   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
8485   // on the "canonical" representation used to store the template
8486   // arguments in the specialization.
8487   TypeSourceInfo *WrittenTy
8488     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
8489                                                 TemplateArgs,
8490                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
8491   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
8492
8493   // Set source locations for keywords.
8494   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
8495   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
8496   Specialization->setBraceRange(SourceRange());
8497
8498   bool PreviouslyDLLExported = Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8499   if (Attr)
8500     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
8501
8502   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
8503   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
8504   // just put it into the declaration context directly.
8505   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
8506   CurContext->addDecl(Specialization);
8507
8508   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
8509   if (HasNoEffect) {
8510     // Set the template specialization kind.
8511     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8512     return Specialization;
8513   }
8514
8515   // C++ [temp.explicit]p3:
8516   //   A definition of a class template or class member template
8517   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
8518   //   the class template or class member template.
8519   //
8520   // This check comes when we actually try to perform the
8521   // instantiation.
8522   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
8523     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8524                                               Specialization->getDefinition());
8525   if (!Def)
8526     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
8527   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
8528     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
8529     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
8530   }
8531
8532   // Instantiate the members of this class template specialization.
8533   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8534                                        Specialization->getDefinition());
8535   if (Def) {
8536     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
8537     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
8538     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8539     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8540         (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition ||
8541          DLLImportExplicitInstantiationDef)) {
8542       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
8543       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8544
8545       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
8546           (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8547            Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8548         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8549         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
8550         // MinGW doesn't allow this.
8551         auto *A = cast<InheritableAttr>(
8552             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
8553         A->setInherited(true);
8554         Def->addAttr(A);
8555         dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8556       }
8557     }
8558
8559     // Fix a TSK_ImplicitInstantiation followed by a
8560     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8561     bool NewlyDLLExported =
8562         !PreviouslyDLLExported && Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8563     if (Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation && NewlyDLLExported &&
8564         (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8565          Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8566       // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8567       // attribute to a template with a previous implicit instantiation.
8568       // MinGW doesn't allow this. We limit clang to only adding dllexport, to
8569       // avoid potentially strange codegen behavior.  For example, if we extend
8570       // this conditional to dllimport, and we have a source file calling a
8571       // method on an implicitly instantiated template class instance and then
8572       // declaring a dllimport explicit instantiation definition for the same
8573       // template class, the codegen for the method call will not respect the
8574       // dllimport, while it will with cl. The Def will already have the DLL
8575       // attribute, since the Def and Specialization will be the same in the
8576       // case of Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation, and we already added the
8577       // attribute to the Specialization; we just need to make it take effect.
8578       assert(Def == Specialization &&
8579              "Def and Specialization should match for implicit instantiation");
8580       dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8581     }
8582
8583     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
8584     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
8585     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8586     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
8587   } else {
8588
8589     // Set the template specialization kind.
8590     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8591   }
8592
8593   return Specialization;
8594 }
8595
8596 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
8597 DeclResult
8598 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8599                                  SourceLocation ExternLoc,
8600                                  SourceLocation TemplateLoc,
8601                                  unsigned TagSpec,
8602                                  SourceLocation KWLoc,
8603                                  CXXScopeSpec &SS,
8604                                  IdentifierInfo *Name,
8605                                  SourceLocation NameLoc,
8606                                  AttributeList *Attr) {
8607
8608   bool Owned = false;
8609   bool IsDependent = false;
8610   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
8611                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
8612                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
8613                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
8614                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
8615                         /*IsTypeSpecifier*/false,
8616                         /*IsTemplateParamOrArg*/false);
8617   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
8618
8619   if (!TagD)
8620     return true;
8621
8622   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
8623   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
8624
8625   if (Tag->isInvalidDecl())
8626     return true;
8627
8628   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
8629   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
8630   if (!Pattern) {
8631     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
8632       << Context.getTypeDeclType(Record);
8633     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
8634     return true;
8635   }
8636
8637   // C++0x [temp.explicit]p2:
8638   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
8639   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
8640   //   simple-template-id.
8641   //
8642   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8643   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
8644     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8645       << Record << SS.getRange();
8646
8647   // C++0x [temp.explicit]p2:
8648   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8649   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8650   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8651   TemplateSpecializationKind TSK
8652     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8653                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8654
8655   // C++0x [temp.explicit]p2:
8656   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8657   //   namespace of its template. [...]
8658   //
8659   // This is C++ DR 275.
8660   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
8661
8662   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
8663   CXXRecordDecl *PrevDecl
8664     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
8665   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
8666     PrevDecl = Record;
8667   if (PrevDecl) {
8668     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
8669     bool HasNoEffect = false;
8670     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
8671     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
8672                                                PrevDecl,
8673                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8674                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8675                                                HasNoEffect))
8676       return true;
8677     if (HasNoEffect)
8678       return TagD;
8679   }
8680
8681   CXXRecordDecl *RecordDef
8682     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8683   if (!RecordDef) {
8684     // C++ [temp.explicit]p3:
8685     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
8686     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
8687     CXXRecordDecl *Def
8688       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
8689     if (!Def) {
8690       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
8691         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
8692       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
8693         << Pattern;
8694       return true;
8695     } else {
8696       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
8697                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
8698                            TSK))
8699         return true;
8700
8701       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8702       if (!RecordDef)
8703         return true;
8704     }
8705   }
8706
8707   // Instantiate all of the members of the class.
8708   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
8709                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
8710
8711   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
8712     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
8713
8714   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
8715   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
8716   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
8717   // the source code.
8718   return TagD;
8719 }
8720
8721 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8722                                             SourceLocation ExternLoc,
8723                                             SourceLocation TemplateLoc,
8724                                             Declarator &D) {
8725   // Explicit instantiations always require a name.
8726   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
8727   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
8728   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
8729   if (!Name) {
8730     if (!D.isInvalidType())
8731       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
8732            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
8733         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
8734         << D.getSourceRange();
8735
8736     return true;
8737   }
8738
8739   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
8740   // we find one that is.
8741   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
8742          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
8743     S = S->getParent();
8744
8745   // Determine the type of the declaration.
8746   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
8747   QualType R = T->getType();
8748   if (R.isNull())
8749     return true;
8750
8751   // C++ [dcl.stc]p1:
8752   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
8753   //   instantiation (14.7.2) directive.
8754   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
8755     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
8756       << Name;
8757     return true;
8758   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
8759                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
8760     // Complain about then remove the storage class specifier.
8761     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
8762       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
8763
8764     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
8765   }
8766
8767   // C++0x [temp.explicit]p1:
8768   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
8769   //   inline or constexpr specifiers.
8770   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
8771   // well.
8772   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
8773     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
8774          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8775            diag::err_explicit_instantiation_inline :
8776            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
8777       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
8778   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
8779     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
8780     // not already specified.
8781     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
8782          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
8783
8784   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p1: The concept specifier shall be
8785   // applied only to the definition of a function template or variable template,
8786   // declared in namespace scope.
8787   if (D.getDeclSpec().isConceptSpecified()) {
8788     Diag(D.getDeclSpec().getConceptSpecLoc(),
8789          diag::err_concept_specified_specialization) << 0;
8790     return true;
8791   }
8792
8793   // A deduction guide is not on the list of entities that can be explicitly
8794   // instantiated.
8795   if (Name.getNameKind() == DeclarationName::CXXDeductionGuideName) {
8796     Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(), diag::err_deduction_guide_specialized)
8797       << /*explicit instantiation*/ 0;
8798     return true;
8799   }
8800
8801   // C++0x [temp.explicit]p2:
8802   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8803   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8804   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8805   TemplateSpecializationKind TSK
8806     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8807                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8808
8809   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
8810   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
8811
8812   if (!R->isFunctionType()) {
8813     // C++ [temp.explicit]p1:
8814     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
8815     //   instantiated from the member definition associated with its class
8816     //   template.
8817     // C++1y [temp.explicit]p1:
8818     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
8819     //   instantiated from its template.
8820     if (Previous.isAmbiguous())
8821       return true;
8822
8823     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
8824     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
8825
8826     if (!PrevTemplate) {
8827       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
8828         // We expect to see a data data member here.
8829         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
8830             << Name;
8831         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
8832              P != PEnd; ++P)
8833           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8834         return true;
8835       }
8836
8837       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
8838         // FIXME: Check for explicit specialization?
8839         Diag(D.getIdentifierLoc(),
8840              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
8841             << Prev;
8842         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8843         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
8844         return true;
8845       }
8846     } else {
8847       // Explicitly instantiate a variable template.
8848
8849       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
8850       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
8851       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
8852       //
8853       // This includes auto-typed variable template instantiations.
8854       if (R->isUndeducedType()) {
8855         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
8856              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
8857         return true;
8858       }
8859
8860       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
8861         // C++1y [temp.explicit]p3:
8862         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
8863         //   in the declaration shall be a template-id.
8864         Diag(D.getIdentifierLoc(),
8865              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
8866           << PrevTemplate;
8867         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
8868              diag::note_explicit_instantiation_here);
8869         return true;
8870       }
8871
8872       // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare an
8873       // explicit instantiation (14.8.2) [...] of a concept definition.
8874       if (PrevTemplate->isConcept()) {
8875         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_concept_specialized)
8876             << 1 /*variable*/ << 0 /*explicitly instantiated*/;
8877         Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
8878         return true;
8879       }
8880
8881       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
8882       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
8883           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
8884
8885       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
8886                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
8887       if (Res.isInvalid())
8888         return true;
8889
8890       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
8891       // checking.
8892       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
8893     }
8894
8895     // C++0x [temp.explicit]p2:
8896     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8897     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8898     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8899     //   name shall be a simple-template-id.
8900     //
8901     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8902     //
8903     // This does not apply to variable template specializations, where the
8904     // template-id is in the unqualified-id instead.
8905     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
8906       Diag(D.getIdentifierLoc(),
8907            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8908         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
8909
8910     // Check the scope of this explicit instantiation.
8911     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
8912
8913     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
8914     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
8915     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
8916     bool HasNoEffect = false;
8917     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
8918                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
8919       return true;
8920
8921     if (!HasNoEffect) {
8922       // Instantiate static data member or variable template.
8923
8924       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
8925       if (PrevTemplate) {
8926         // Merge attributes.
8927         if (AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList())
8928           ProcessDeclAttributeList(S, Prev, Attr);
8929       }
8930       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
8931         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
8932     }
8933
8934     // Check the new variable specialization against the parsed input.
8935     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
8936       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
8937            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
8938           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
8939       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
8940           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
8941       return true;
8942     }
8943
8944     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
8945     return (Decl*) nullptr;
8946   }
8947
8948   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
8949   // argument list into our AST format.
8950   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
8951   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
8952   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
8953     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
8954     HasExplicitTemplateArgs = true;
8955   }
8956
8957   // C++ [temp.explicit]p1:
8958   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
8959   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
8960   //  instantiated from the member definition associated with its class
8961   //  template.
8962   UnresolvedSet<8> TemplateMatches;
8963   FunctionDecl *NonTemplateMatch = nullptr;
8964   AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList();
8965   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
8966   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
8967        P != PEnd; ++P) {
8968     NamedDecl *Prev = *P;
8969     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
8970       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
8971         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType(),
8972                                                 /*AdjustExceptionSpec*/true);
8973         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
8974           if (Method->getPrimaryTemplate()) {
8975             TemplateMatches.addDecl(Method, P.getAccess());
8976           } else {
8977             // FIXME: Can this assert ever happen?  Needs a test.
8978             assert(!NonTemplateMatch && "Multiple NonTemplateMatches");
8979             NonTemplateMatch = Method;
8980           }
8981         }
8982       }
8983     }
8984
8985     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
8986     if (!FunTmpl)
8987       continue;
8988
8989     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
8990     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
8991     if (TemplateDeductionResult TDK
8992           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
8993                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
8994                                                         : nullptr),
8995                                     R, Specialization, Info)) {
8996       // Keep track of almost-matches.
8997       FailedCandidates.addCandidate()
8998           .set(P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8999                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
9000       (void)TDK;
9001       continue;
9002     }
9003
9004     // Target attributes are part of the cuda function signature, so
9005     // the cuda target of the instantiated function must match that of its
9006     // template.  Given that C++ template deduction does not take
9007     // target attributes into account, we reject candidates here that
9008     // have a different target.
9009     if (LangOpts.CUDA &&
9010         IdentifyCUDATarget(Specialization,
9011                            /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
9012             IdentifyCUDATarget(Attr)) {
9013       FailedCandidates.addCandidate().set(
9014           P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9015           MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
9016       continue;
9017     }
9018
9019     TemplateMatches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
9020   }
9021
9022   FunctionDecl *Specialization = NonTemplateMatch;
9023   if (!Specialization) {
9024     // Find the most specialized function template specialization.
9025     UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
9026         TemplateMatches.begin(), TemplateMatches.end(), FailedCandidates,
9027         D.getIdentifierLoc(),
9028         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
9029         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
9030         PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
9031
9032     if (Result == TemplateMatches.end())
9033       return true;
9034
9035     // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
9036     Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
9037   }
9038
9039   // C++11 [except.spec]p4
9040   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
9041   // but is not required.
9042   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
9043   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
9044   // other declarations of that function.
9045   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
9046     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
9047       unsigned DiagID =
9048           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9049       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
9050         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9051       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
9052           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
9053           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
9054           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
9055           Specialization->getLocation(), FPT, D.getLocStart());
9056       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
9057       // warning.
9058       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
9059         return true;
9060     }
9061
9062   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
9063     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9064          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
9065       << Specialization
9066       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
9067           TSK_ExplicitSpecialization);
9068     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9069     return true;
9070   }
9071
9072   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
9073   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
9074     PrevDecl = Specialization;
9075
9076   if (PrevDecl) {
9077     bool HasNoEffect = false;
9078     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
9079                                                PrevDecl,
9080                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
9081                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
9082                                                HasNoEffect))
9083       return true;
9084
9085     // FIXME: We may still want to build some representation of this
9086     // explicit specialization.
9087     if (HasNoEffect)
9088       return (Decl*) nullptr;
9089   }
9090
9091   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9092   if (Attr)
9093     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
9094
9095   if (Specialization->isDefined()) {
9096     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
9097     // instantiated now, and its linkage might have changed.
9098     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
9099   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9100     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
9101
9102   // C++0x [temp.explicit]p2:
9103   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9104   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9105   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9106   //   name shall be a simple-template-id.
9107   //
9108   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9109   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
9110   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
9111       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
9112       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
9113     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9114          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9115     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9116
9117   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare an
9118   // explicit instantiation (14.8.2) [...] of a concept definition.
9119   if (FunTmpl && FunTmpl->isConcept() &&
9120       !D.getDeclSpec().isConceptSpecified()) {
9121     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_concept_specialized)
9122         << 0 /*function*/ << 0 /*explicitly instantiated*/;
9123     Diag(FunTmpl->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
9124     return true;
9125   }
9126
9127   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
9128                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
9129                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
9130                                   D.getIdentifierLoc(),
9131                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
9132
9133   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
9134   return (Decl*) nullptr;
9135 }
9136
9137 TypeResult
9138 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
9139                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
9140                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
9141   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
9142   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
9143
9144   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
9145   if (!NNS)
9146     return true;
9147
9148   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
9149
9150   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
9151     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
9152       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
9153     return true;
9154   }
9155
9156   // Create the resulting type.
9157   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
9158   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
9159
9160   // Create type-source location information for this type.
9161   TypeLocBuilder TLB;
9162   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
9163   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
9164   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9165   TL.setNameLoc(NameLoc);
9166   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
9167 }
9168
9169 TypeResult
9170 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
9171                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
9172                         SourceLocation IdLoc) {
9173   if (SS.isInvalid())
9174     return true;
9175
9176   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9177     Diag(TypenameLoc,
9178          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9179            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9180            diag::ext_typename_outside_of_template)
9181       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9182
9183   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9184   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
9185                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
9186   if (T.isNull())
9187     return true;
9188
9189   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
9190   if (isa<DependentNameType>(T)) {
9191     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
9192     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9193     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9194     TL.setNameLoc(IdLoc);
9195   } else {
9196     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
9197     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9198     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9199     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
9200   }
9201
9202   return CreateParsedType(T, TSI);
9203 }
9204
9205 TypeResult
9206 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
9207                         SourceLocation TypenameLoc,
9208                         const CXXScopeSpec &SS,
9209                         SourceLocation TemplateKWLoc,
9210                         TemplateTy TemplateIn,
9211                         IdentifierInfo *TemplateII,
9212                         SourceLocation TemplateIILoc,
9213                         SourceLocation LAngleLoc,
9214                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
9215                         SourceLocation RAngleLoc) {
9216   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9217     Diag(TypenameLoc,
9218          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9219            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9220            diag::ext_typename_outside_of_template)
9221       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9222
9223   // Strangely, non-type results are not ignored by this lookup, so the
9224   // program is ill-formed if it finds an injected-class-name.
9225   if (TypenameLoc.isValid()) {
9226     auto *LookupRD =
9227         dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, false));
9228     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
9229       Diag(TemplateIILoc,
9230            diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9231         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
9232         << (TemplateKWLoc.isValid() ? 1 : 0 /*'template'/'typename' keyword*/);
9233     }
9234   }
9235
9236   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
9237   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
9238   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
9239
9240   TemplateName Template = TemplateIn.get();
9241   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
9242     // Construct a dependent template specialization type.
9243     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
9244     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
9245     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
9246                                                           DTN->getQualifier(),
9247                                                           DTN->getIdentifier(),
9248                                                                 TemplateArgs);
9249
9250     // Create source-location information for this type.
9251     TypeLocBuilder Builder;
9252     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9253     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9254     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9255     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9256     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9257     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9258     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9259     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9260     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9261       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9262     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
9263   }
9264
9265   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
9266   if (T.isNull())
9267     return true;
9268
9269   // Provide source-location information for the template specialization type.
9270   TypeLocBuilder Builder;
9271   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9272     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9273   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9274   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9275   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9276   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9277   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9278     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9279
9280   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
9281   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
9282   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9283   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9284
9285   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
9286   return CreateParsedType(T, TSI);
9287 }
9288
9289
9290 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
9291 /// disabled by a usage of std::enable_if.
9292 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
9293                        SourceRange &CondRange) {
9294   // We must be looking for a ::type...
9295   if (!II.isStr("type"))
9296     return false;
9297
9298   // ... within an explicitly-written template specialization...
9299   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
9300     return false;
9301   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
9302   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
9303       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
9304   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
9305     return false;
9306   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST =
9307     cast<TemplateSpecializationType>(EnableIfTSTLoc.getTypePtr());
9308
9309   // ... which names a complete class template declaration...
9310   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
9311     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
9312   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
9313     return false;
9314
9315   // ... called "enable_if".
9316   const IdentifierInfo *EnableIfII =
9317     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
9318   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
9319     return false;
9320
9321   // Assume the first template argument is the condition.
9322   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
9323   return true;
9324 }
9325
9326 /// \brief Build the type that describes a C++ typename specifier,
9327 /// e.g., "typename T::type".
9328 QualType
9329 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
9330                         SourceLocation KeywordLoc,
9331                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
9332                         const IdentifierInfo &II,
9333                         SourceLocation IILoc) {
9334   CXXScopeSpec SS;
9335   SS.Adopt(QualifierLoc);
9336
9337   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
9338   if (!Ctx) {
9339     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
9340     // resolved to a type, build a typename type.
9341     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
9342     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9343                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9344                                         &II);
9345   }
9346
9347   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
9348   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
9349   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
9350   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
9351   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
9352
9353   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
9354     return QualType();
9355
9356   DeclarationName Name(&II);
9357   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
9358   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
9359   unsigned DiagID = 0;
9360   Decl *Referenced = nullptr;
9361   switch (Result.getResultKind()) {
9362   case LookupResult::NotFound: {
9363     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
9364     // a more specific diagnostic.
9365     SourceRange CondRange;
9366     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange)) {
9367       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
9368         << Ctx << CondRange;
9369       return QualType();
9370     }
9371
9372     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
9373     break;
9374   }
9375
9376   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
9377     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
9378     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
9379     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9380                           IILoc);
9381     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
9382       << Name << Ctx << FullRange;
9383     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
9384           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
9385       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
9386       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
9387         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
9388     }
9389   }
9390   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
9391   // better.
9392   LLVM_FALLTHROUGH;
9393
9394   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
9395     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
9396     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9397                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9398                                         &II);
9399
9400   case LookupResult::Found:
9401     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
9402       // C++ [class.qual]p2:
9403       //   In a lookup in which function names are not ignored and the
9404       //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
9405       //   after the nested-name-specifier, when looked up in C, is the
9406       //   injected-class-name of C [...] then the name is instead considered
9407       //   to name the constructor of class C.
9408       //
9409       // Unlike in an elaborated-type-specifier, function names are not ignored
9410       // in typename-specifier lookup. However, they are ignored in all the
9411       // contexts where we form a typename type with no keyword (that is, in
9412       // mem-initializer-ids, base-specifiers, and elaborated-type-specifiers).
9413       //
9414       // FIXME: That's not strictly true: mem-initializer-id lookup does not
9415       // ignore functions, but that appears to be an oversight.
9416       auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(Ctx);
9417       auto *FoundRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Type);
9418       if (Keyword == ETK_Typename && LookupRD && FoundRD &&
9419           FoundRD->isInjectedClassName() &&
9420           declaresSameEntity(LookupRD, cast<Decl>(FoundRD->getParent())))
9421         Diag(IILoc, diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9422             << &II << 1 << 0 /*'typename' keyword used*/;
9423
9424       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
9425       // typename-specifier was just sugar.
9426       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
9427       return Context.getElaboratedType(Keyword,
9428                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9429                                        Context.getTypeDeclType(Type));
9430     }
9431
9432     // C++ [dcl.type.simple]p2:
9433     //   A type-specifier of the form
9434     //     typename[opt] nested-name-specifier[opt] template-name
9435     //   is a placeholder for a deduced class type [...].
9436     if (getLangOpts().CPlusPlus1z) {
9437       if (auto *TD = getAsTypeTemplateDecl(Result.getFoundDecl())) {
9438         return Context.getElaboratedType(
9439             Keyword, QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9440             Context.getDeducedTemplateSpecializationType(TemplateName(TD),
9441                                                          QualType(), false));
9442       }
9443     }
9444
9445     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9446     Referenced = Result.getFoundDecl();
9447     break;
9448
9449   case LookupResult::FoundOverloaded:
9450     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9451     Referenced = *Result.begin();
9452     break;
9453
9454   case LookupResult::Ambiguous:
9455     return QualType();
9456   }
9457
9458   // If we get here, it's because name lookup did not find a
9459   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
9460   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9461                         IILoc);
9462   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
9463   if (Referenced)
9464     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
9465       << Name;
9466   return QualType();
9467 }
9468
9469 namespace {
9470   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
9471   class CurrentInstantiationRebuilder
9472     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
9473     SourceLocation Loc;
9474     DeclarationName Entity;
9475
9476   public:
9477     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
9478
9479     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
9480                                   SourceLocation Loc,
9481                                   DeclarationName Entity)
9482     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
9483       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
9484
9485     /// \brief Determine whether the given type \p T has already been
9486     /// transformed.
9487     ///
9488     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
9489     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
9490     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
9491       return T.isNull() || !T->isDependentType();
9492     }
9493
9494     /// \brief Returns the location of the entity whose type is being
9495     /// rebuilt.
9496     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
9497
9498     /// \brief Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
9499     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
9500
9501     /// \brief Sets the "base" location and entity when that
9502     /// information is known based on another transformation.
9503     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
9504       this->Loc = Loc;
9505       this->Entity = Entity;
9506     }
9507
9508     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
9509       // Lambdas never need to be transformed.
9510       return E;
9511     }
9512   };
9513 } // end anonymous namespace
9514
9515 /// \brief Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
9516 ///
9517 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
9518 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
9519 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
9520 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
9521 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
9522 /// canonical types, e.g.,
9523 ///
9524 /// \code
9525 /// template<typename T>
9526 /// struct X {
9527 ///   typedef T* pointer;
9528 ///   pointer data();
9529 /// };
9530 ///
9531 /// template<typename T>
9532 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
9533 /// \endcode
9534 ///
9535 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
9536 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
9537 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
9538 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
9539 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
9540 /// definition and the declaration to match.
9541 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
9542                                                         SourceLocation Loc,
9543                                                         DeclarationName Name) {
9544   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
9545     return T;
9546
9547   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
9548   return Rebuilder.TransformType(T);
9549 }
9550
9551 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
9552   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
9553                                           DeclarationName());
9554   return Rebuilder.TransformExpr(E);
9555 }
9556
9557 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
9558   if (SS.isInvalid())
9559     return true;
9560
9561   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9562   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
9563                                           DeclarationName());
9564   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
9565     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
9566   if (!Rebuilt)
9567     return true;
9568
9569   SS.Adopt(Rebuilt);
9570   return false;
9571 }
9572
9573 /// \brief Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
9574 /// instantiation.
9575 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9576                                                TemplateParameterList *Params) {
9577   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9578     Decl *Param = Params->getParam(I);
9579
9580     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
9581     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
9582       continue;
9583
9584     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
9585     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
9586         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
9587       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9588             TTP->getTemplateParameters()))
9589         return true;
9590
9591       continue;
9592     }
9593
9594     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
9595     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
9596     TypeSourceInfo *NewTSI
9597       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
9598                                           NTTP->getLocation(),
9599                                           NTTP->getDeclName());
9600     if (!NewTSI)
9601       return true;
9602
9603     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
9604       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
9605       NTTP->setType(NewTSI->getType());
9606     }
9607   }
9608
9609   return false;
9610 }
9611
9612 /// \brief Produces a formatted string that describes the binding of
9613 /// template parameters to template arguments.
9614 std::string
9615 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9616                                       const TemplateArgumentList &Args) {
9617   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
9618 }
9619
9620 std::string
9621 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9622                                       const TemplateArgument *Args,
9623                                       unsigned NumArgs) {
9624   SmallString<128> Str;
9625   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
9626
9627   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
9628     return std::string();
9629
9630   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9631     if (I >= NumArgs)
9632       break;
9633
9634     if (I == 0)
9635       Out << "[with ";
9636     else
9637       Out << ", ";
9638
9639     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
9640       Out << Id->getName();
9641     } else {
9642       Out << '$' << I;
9643     }
9644
9645     Out << " = ";
9646     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
9647   }
9648
9649   Out << ']';
9650   return Out.str();
9651 }
9652
9653 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
9654                                     CachedTokens &Toks) {
9655   if (!FD)
9656     return;
9657
9658   auto LPT = llvm::make_unique<LateParsedTemplate>();
9659
9660   // Take tokens to avoid allocations
9661   LPT->Toks.swap(Toks);
9662   LPT->D = FnD;
9663   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, std::move(LPT)));
9664
9665   FD->setLateTemplateParsed(true);
9666 }
9667
9668 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
9669   if (!FD)
9670     return;
9671   FD->setLateTemplateParsed(false);
9672 }
9673
9674 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
9675   DeclContext *DC = CurContext;
9676
9677   while (DC) {
9678     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
9679       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
9680       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
9681     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
9682       return false;
9683
9684     DC = DC->getParent();
9685   }
9686   return false;
9687 }
9688
9689 namespace {
9690 /// \brief Walk the path from which a declaration was instantiated, and check
9691 /// that every explicit specialization along that path is visible. This enforces
9692 /// C++ [temp.expl.spec]/6:
9693 ///
9694 ///   If a template, a member template or a member of a class template is
9695 ///   explicitly specialized then that specialization shall be declared before
9696 ///   the first use of that specialization that would cause an implicit
9697 ///   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
9698 ///   use occurs; no diagnostic is required.
9699 ///
9700 /// and also C++ [temp.class.spec]/1:
9701 ///
9702 ///   A partial specialization shall be declared before the first use of a
9703 ///   class template specialization that would make use of the partial
9704 ///   specialization as the result of an implicit or explicit instantiation
9705 ///   in every translation unit in which such a use occurs; no diagnostic is
9706 ///   required.
9707 class ExplicitSpecializationVisibilityChecker {
9708   Sema &S;
9709   SourceLocation Loc;
9710   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9711
9712 public:
9713   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(Sema &S, SourceLocation Loc)
9714       : S(S), Loc(Loc) {}
9715
9716   void check(NamedDecl *ND) {
9717     if (auto *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(ND))
9718       return checkImpl(FD);
9719     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ND))
9720       return checkImpl(RD);
9721     if (auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND))
9722       return checkImpl(VD);
9723     if (auto *ED = dyn_cast<EnumDecl>(ND))
9724       return checkImpl(ED);
9725   }
9726
9727 private:
9728   void diagnose(NamedDecl *D, bool IsPartialSpec) {
9729     auto Kind = IsPartialSpec ? Sema::MissingImportKind::PartialSpecialization
9730                               : Sema::MissingImportKind::ExplicitSpecialization;
9731     const bool Recover = true;
9732
9733     // If we got a custom set of modules (because only a subset of the
9734     // declarations are interesting), use them, otherwise let
9735     // diagnoseMissingImport intelligently pick some.
9736     if (Modules.empty())
9737       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, Kind, Recover);
9738     else
9739       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, D->getLocation(), Modules, Kind, Recover);
9740   }
9741
9742   // Check a specific declaration. There are three problematic cases:
9743   //
9744   //  1) The declaration is an explicit specialization of a template
9745   //     specialization.
9746   //  2) The declaration is an explicit specialization of a member of an
9747   //     templated class.
9748   //  3) The declaration is an instantiation of a template, and that template
9749   //     is an explicit specialization of a member of a templated class.
9750   //
9751   // We don't need to go any deeper than that, as the instantiation of the
9752   // surrounding class / etc is not triggered by whatever triggered this
9753   // instantiation, and thus should be checked elsewhere.
9754   template<typename SpecDecl>
9755   void checkImpl(SpecDecl *Spec) {
9756     bool IsHiddenExplicitSpecialization = false;
9757     if (Spec->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
9758       IsHiddenExplicitSpecialization =
9759           Spec->getMemberSpecializationInfo()
9760               ? !S.hasVisibleMemberSpecialization(Spec, &Modules)
9761               : !S.hasVisibleExplicitSpecialization(Spec, &Modules);
9762     } else {
9763       checkInstantiated(Spec);
9764     }
9765
9766     if (IsHiddenExplicitSpecialization)
9767       diagnose(Spec->getMostRecentDecl(), false);
9768   }
9769
9770   void checkInstantiated(FunctionDecl *FD) {
9771     if (auto *TD = FD->getPrimaryTemplate())
9772       checkTemplate(TD);
9773   }
9774
9775   void checkInstantiated(CXXRecordDecl *RD) {
9776     auto *SD = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RD);
9777     if (!SD)
9778       return;
9779
9780     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
9781     if (auto *TD = From.dyn_cast<ClassTemplateDecl *>())
9782       checkTemplate(TD);
9783     else if (auto *TD =
9784                  From.dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
9785       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
9786         diagnose(TD, true);
9787       checkTemplate(TD);
9788     }
9789   }
9790
9791   void checkInstantiated(VarDecl *RD) {
9792     auto *SD = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(RD);
9793     if (!SD)
9794       return;
9795
9796     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
9797     if (auto *TD = From.dyn_cast<VarTemplateDecl *>())
9798       checkTemplate(TD);
9799     else if (auto *TD =
9800                  From.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
9801       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
9802         diagnose(TD, true);
9803       checkTemplate(TD);
9804     }
9805   }
9806
9807   void checkInstantiated(EnumDecl *FD) {}
9808
9809   template<typename TemplDecl>
9810   void checkTemplate(TemplDecl *TD) {
9811     if (TD->isMemberSpecialization()) {
9812       if (!S.hasVisibleMemberSpecialization(TD, &Modules))
9813         diagnose(TD->getMostRecentDecl(), false);
9814     }
9815   }
9816 };
9817 } // end anonymous namespace
9818
9819 void Sema::checkSpecializationVisibility(SourceLocation Loc, NamedDecl *Spec) {
9820   if (!getLangOpts().Modules)
9821     return;
9822
9823   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(*this, Loc).check(Spec);
9824 }
9825
9826 /// \brief Check whether a template partial specialization that we've discovered
9827 /// is hidden, and produce suitable diagnostics if so.
9828 void Sema::checkPartialSpecializationVisibility(SourceLocation Loc,
9829                                                 NamedDecl *Spec) {
9830   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9831   if (!hasVisibleDeclaration(Spec, &Modules))
9832     diagnoseMissingImport(Loc, Spec, Spec->getLocation(), Modules,
9833                           MissingImportKind::PartialSpecialization,
9834                           /*Recover*/true);
9835 }