]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/Sema/SemaTemplate.cpp
Checkpoint initial integration work
[FreeBSD/FreeBSD.git] / 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 using namespace clang;
36 using namespace sema;
37
38 // Exported for use by Parser.
39 SourceRange
40 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
41                               unsigned N) {
42   if (!N) return SourceRange();
43   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
44 }
45
46 /// \brief Determine whether the declaration found is acceptable as the name
47 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
48 /// returns NULL.
49 static NamedDecl *isAcceptableTemplateName(ASTContext &Context,
50                                            NamedDecl *Orig,
51                                            bool AllowFunctionTemplates) {
52   NamedDecl *D = Orig->getUnderlyingDecl();
53
54   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
55     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
56       return nullptr;
57
58     return Orig;
59   }
60
61   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
62     // C++ [temp.local]p1:
63     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
64     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
65     //   can be used with or without a template-argument-list. When
66     //   it is used without a template-argument-list, it is
67     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
68     //   template-parameters of the class template enclosed in
69     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
70     //   refers to the specified class template specialization,
71     //   which could be the current specialization or another
72     //   specialization.
73     if (Record->isInjectedClassName()) {
74       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
75       if (Record->getDescribedClassTemplate())
76         return Record->getDescribedClassTemplate();
77
78       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
79             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
80         return Spec->getSpecializedTemplate();
81     }
82
83     return nullptr;
84   }
85
86   return nullptr;
87 }
88
89 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R, 
90                                          bool AllowFunctionTemplates) {
91   // The set of class templates we've already seen.
92   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
93   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
94   while (filter.hasNext()) {
95     NamedDecl *Orig = filter.next();
96     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig, 
97                                                AllowFunctionTemplates);
98     if (!Repl)
99       filter.erase();
100     else if (Repl != Orig) {
101
102       // C++ [temp.local]p3:
103       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
104       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
105       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
106       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
107       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
108       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
109       //   ambiguous.
110       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
111         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl).second) {
112           filter.erase();
113           continue;
114         }
115
116       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
117       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
118       // found this template through a particular injected class name,
119       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
120       // Pretending that access is public is *much* safer.
121       filter.replace(Repl, AS_public);
122     }
123   }
124   filter.done();
125 }
126
127 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
128                                          bool AllowFunctionTemplates) {
129   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
130     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
131       return true;
132   
133   return false;
134 }
135
136 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
137                                       CXXScopeSpec &SS,
138                                       bool hasTemplateKeyword,
139                                       UnqualifiedId &Name,
140                                       ParsedType ObjectTypePtr,
141                                       bool EnteringContext,
142                                       TemplateTy &TemplateResult,
143                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
144   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
145
146   DeclarationName TName;
147   MemberOfUnknownSpecialization = false;
148
149   switch (Name.getKind()) {
150   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
151     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
152     break;
153
154   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
155     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
156                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
157     break;
158
159   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
160     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
161     break;
162
163   default:
164     return TNK_Non_template;
165   }
166
167   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
168
169   LookupResult R(*this, TName, Name.getLocStart(), LookupOrdinaryName);
170   LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
171                      MemberOfUnknownSpecialization);
172   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
173   if (R.isAmbiguous()) {
174     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
175     R.suppressDiagnostics();
176
177     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
178     // should at least parse them properly!
179     return TNK_Non_template;
180   }
181
182   TemplateName Template;
183   TemplateNameKind TemplateKind;
184
185   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
186   if (ResultCount > 1) {
187     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
188     // template name in other ways.
189     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
190     TemplateKind = TNK_Function_template;
191
192     // We'll do this lookup again later.
193     R.suppressDiagnostics();
194   } else {
195     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
196
197     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
198       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
199       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
200                                                   hasTemplateKeyword, TD);
201     } else {
202       Template = TemplateName(TD);
203     }
204
205     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
206       TemplateKind = TNK_Function_template;
207
208       // We'll do this lookup again later.
209       R.suppressDiagnostics();
210     } else {
211       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
212              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
213              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD));
214       TemplateKind =
215           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
216     }
217   }
218
219   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
220   return TemplateKind;
221 }
222
223 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
224                                        SourceLocation IILoc,
225                                        Scope *S,
226                                        const CXXScopeSpec *SS,
227                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
228                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
229   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
230   // template name.
231   // FIXME: Typo correction?
232   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
233       computeDeclContext(*SS))
234     return false;
235
236   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
237   // name.
238   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
239   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
240     << Qualifier << II.getName()
241     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
242   SuggestedTemplate
243     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
244   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
245   return true;
246 }
247
248 void Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
249                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
250                               QualType ObjectType,
251                               bool EnteringContext,
252                               bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
253   // Determine where to perform name lookup
254   MemberOfUnknownSpecialization = false;
255   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
256   bool isDependent = false;
257   if (!ObjectType.isNull()) {
258     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
259     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
260     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
261     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
262     isDependent = ObjectType->isDependentType();
263     assert((isDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
264             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
265            "Caller should have completed object type");
266     
267     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
268     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
269       Found.clear();
270       return;
271     }
272   } else if (SS.isSet()) {
273     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
274     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
275     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
276     isDependent = isDependentScopeSpecifier(SS);
277
278     // The declaration context must be complete.
279     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
280       return;
281   }
282
283   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
284   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
285   if (LookupCtx) {
286     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
287     // computed, which is either the type of the base of a member access
288     // expression or the declaration context associated with a prior
289     // nested-name-specifier.
290     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
291     if (!ObjectType.isNull() && Found.empty()) {
292       // C++ [basic.lookup.classref]p1:
293       //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
294       //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
295       //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
296       //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
297       //   The identifier is first looked up in the class of the object
298       //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
299       //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
300       //   or function template.
301       if (S) LookupName(Found, S);
302       ObjectTypeSearchedInScope = true;
303       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
304     }
305   } else if (isDependent && (!S || ObjectType.isNull())) {
306     // We cannot look into a dependent object type or nested nme
307     // specifier.
308     MemberOfUnknownSpecialization = true;
309     return;
310   } else {
311     // Perform unqualified name lookup in the current scope.
312     LookupName(Found, S);
313     
314     if (!ObjectType.isNull())
315       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
316   }
317
318   if (Found.empty() && !isDependent) {
319     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
320     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
321     Found.clear();
322     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
323     auto FilterCCC = llvm::make_unique<CorrectionCandidateCallback>();
324     FilterCCC->WantTypeSpecifiers = false;
325     FilterCCC->WantExpressionKeywords = false;
326     FilterCCC->WantRemainingKeywords = false;
327     FilterCCC->WantCXXNamedCasts = true;
328     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(
329             Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S, &SS,
330             std::move(FilterCCC), CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
331       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
332       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
333         Found.addDecl(ND);
334       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
335       if (!Found.empty()) {
336         if (LookupCtx) {
337           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
338           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
339                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
340           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
341                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
342                                     << SS.getRange());
343         } else {
344           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
345         }
346       }
347     } else {
348       Found.setLookupName(Name);
349     }
350   }
351
352   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
353   if (Found.empty()) {
354     if (isDependent)
355       MemberOfUnknownSpecialization = true;
356     return;
357   }
358
359   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
360       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
361     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
362     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
363     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
364     //   postfix-expression and [...]
365     //
366     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
367     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
368                             LookupOrdinaryName);
369     LookupName(FoundOuter, S);
370     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
371
372     if (FoundOuter.empty()) {
373       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
374       //     object expression is used, otherwise
375     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
376                FoundOuter.isAmbiguous()) {
377       //   - if the name is found in the context of the entire
378       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
379       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
380       FoundOuter.clear();
381     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
382       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
383       //     entity as the one found in the class of the object expression,
384       //     otherwise the program is ill-formed.
385       if (!Found.isSingleResult() ||
386           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
387             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
388         Diag(Found.getNameLoc(),
389              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
390           << Found.getLookupName()
391           << ObjectType;
392         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
393              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
394           << ObjectType;
395         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
396              diag::note_ambig_member_ref_scope);
397
398         // Recover by taking the template that we found in the object
399         // expression's type.
400       }
401     }
402   }
403 }
404
405 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
406 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
407 /// specifier naming a dependent type.
408 ExprResult
409 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
410                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
411                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
412                                  bool isAddressOfOperand,
413                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
414   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
415
416   if (!isAddressOfOperand &&
417       isa<CXXMethodDecl>(DC) &&
418       cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
419     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
420
421     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
422     // perform the double-lookup check.
423     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
424
425     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
426         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
427         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
428         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
429   }
430
431   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
432 }
433
434 ExprResult
435 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
436                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
437                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
438                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
439   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
440       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
441       TemplateArgs);
442 }
443
444 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
445 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
446 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
447 /// an error, and false otherwise.
448 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
449   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
450
451   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
452   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
453     return;
454
455   // C++ [temp.local]p4:
456   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
457   //   scope (including nested scopes).
458   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
459     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
460   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
461   return;
462 }
463
464 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
465 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
466 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
467 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
468   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
469     D = Temp->getTemplatedDecl();
470     return Temp;
471   }
472   return nullptr;
473 }
474
475 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
476                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
477   assert(Kind == Template &&
478          "Only template template arguments can be pack expansions here");
479   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
480          "Template template argument pack expansion without packs");
481   ParsedTemplateArgument Result(*this);
482   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
483   return Result;
484 }
485
486 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
487                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
488
489   switch (Arg.getKind()) {
490   case ParsedTemplateArgument::Type: {
491     TypeSourceInfo *DI;
492     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
493     if (!DI)
494       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
495     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
496   }
497
498   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
499     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
500     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
501   }
502
503   case ParsedTemplateArgument::Template: {
504     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
505     TemplateArgument TArg;
506     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
507       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
508     else
509       TArg = Template;
510     return TemplateArgumentLoc(TArg,
511                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
512                                                               SemaRef.Context),
513                                Arg.getLocation(),
514                                Arg.getEllipsisLoc());
515   }
516   }
517
518   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
519 }
520
521 /// \brief Translates template arguments as provided by the parser
522 /// into template arguments used by semantic analysis.
523 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
524                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
525  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
526    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
527                                                       TemplateArgsIn[I]));
528 }
529
530 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
531                                                  SourceLocation Loc,
532                                                  IdentifierInfo *Name) {
533   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
534       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForRedeclaration);
535   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
536     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
537 }
538
539 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
540 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
541 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
542 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
543 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
544 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
545 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
546 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
547 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
548 Decl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
549                                SourceLocation EllipsisLoc,
550                                SourceLocation KeyLoc,
551                                IdentifierInfo *ParamName,
552                                SourceLocation ParamNameLoc,
553                                unsigned Depth, unsigned Position,
554                                SourceLocation EqualLoc,
555                                ParsedType DefaultArg) {
556   assert(S->isTemplateParamScope() &&
557          "Template type parameter not in template parameter scope!");
558   bool Invalid = false;
559
560   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
561   if (!ParamName)
562     Loc = KeyLoc;
563
564   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
565   TemplateTypeParmDecl *Param
566     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
567                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
568                                    Typename, IsParameterPack);
569   Param->setAccess(AS_public);
570   if (Invalid)
571     Param->setInvalidDecl();
572
573   if (ParamName) {
574     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
575
576     // Add the template parameter into the current scope.
577     S->AddDecl(Param);
578     IdResolver.AddDecl(Param);
579   }
580
581   // C++0x [temp.param]p9:
582   //   A default template-argument may be specified for any kind of
583   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
584   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
585     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
586     DefaultArg = ParsedType();
587   }
588
589   // Handle the default argument, if provided.
590   if (DefaultArg) {
591     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
592     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
593
594     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
595
596     // Check for unexpanded parameter packs.
597     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
598                                         UPPC_DefaultArgument))
599       return Param;
600
601     // Check the template argument itself.
602     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
603       Param->setInvalidDecl();
604       return Param;
605     }
606
607     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
608   }
609
610   return Param;
611 }
612
613 /// \brief Check that the type of a non-type template parameter is
614 /// well-formed.
615 ///
616 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
617 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
618 QualType
619 Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T, SourceLocation Loc) {
620   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
621   // parameters.
622   if (T->isVariablyModifiedType()) {
623     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
624       << T;
625     return QualType();
626   }
627
628   // C++ [temp.param]p4:
629   //
630   // A non-type template-parameter shall have one of the following
631   // (optionally cv-qualified) types:
632   //
633   //       -- integral or enumeration type,
634   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
635       //   -- pointer to object or pointer to function,
636       T->isPointerType() ||
637       //   -- reference to object or reference to function,
638       T->isReferenceType() ||
639       //   -- pointer to member,
640       T->isMemberPointerType() ||
641       //   -- std::nullptr_t.
642       T->isNullPtrType() ||
643       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
644       // assume that it is well-formed.
645       T->isDependentType()) {
646     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
647     // are ignored when determining its type.
648     return T.getUnqualifiedType();
649   }
650
651   // C++ [temp.param]p8:
652   //
653   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
654   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
655   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
656   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
657     return Context.getDecayedType(T);
658
659   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
660     << T;
661
662   return QualType();
663 }
664
665 Decl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
666                                           unsigned Depth,
667                                           unsigned Position,
668                                           SourceLocation EqualLoc,
669                                           Expr *Default) {
670   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
671   QualType T = TInfo->getType();
672
673   assert(S->isTemplateParamScope() &&
674          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
675   bool Invalid = false;
676
677   T = CheckNonTypeTemplateParameterType(T, D.getIdentifierLoc());
678   if (T.isNull()) {
679     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
680     Invalid = true;
681   }
682
683   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
684   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
685   NonTypeTemplateParmDecl *Param
686     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
687                                       D.getLocStart(),
688                                       D.getIdentifierLoc(),
689                                       Depth, Position, ParamName, T,
690                                       IsParameterPack, TInfo);
691   Param->setAccess(AS_public);
692
693   if (Invalid)
694     Param->setInvalidDecl();
695
696   if (ParamName) {
697     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
698                                          ParamName);
699
700     // Add the template parameter into the current scope.
701     S->AddDecl(Param);
702     IdResolver.AddDecl(Param);
703   }
704
705   // C++0x [temp.param]p9:
706   //   A default template-argument may be specified for any kind of
707   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
708   if (Default && IsParameterPack) {
709     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
710     Default = nullptr;
711   }
712
713   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
714   if (Default) {
715     // Check for unexpanded parameter packs.
716     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
717       return Param;
718
719     TemplateArgument Converted;
720     ExprResult DefaultRes =
721         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
722     if (DefaultRes.isInvalid()) {
723       Param->setInvalidDecl();
724       return Param;
725     }
726     Default = DefaultRes.get();
727
728     Param->setDefaultArgument(Default);
729   }
730
731   return Param;
732 }
733
734 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
735 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
736 /// has been parsed. S is the current scope.
737 Decl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
738                                            SourceLocation TmpLoc,
739                                            TemplateParameterList *Params,
740                                            SourceLocation EllipsisLoc,
741                                            IdentifierInfo *Name,
742                                            SourceLocation NameLoc,
743                                            unsigned Depth,
744                                            unsigned Position,
745                                            SourceLocation EqualLoc,
746                                            ParsedTemplateArgument Default) {
747   assert(S->isTemplateParamScope() &&
748          "Template template parameter not in template parameter scope!");
749
750   // Construct the parameter object.
751   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
752   TemplateTemplateParmDecl *Param =
753     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
754                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
755                                      Depth, Position, IsParameterPack,
756                                      Name, Params);
757   Param->setAccess(AS_public);
758   
759   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
760   // into the scope and lookup mechanisms.
761   if (Name) {
762     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
763
764     S->AddDecl(Param);
765     IdResolver.AddDecl(Param);
766   }
767
768   if (Params->size() == 0) {
769     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
770     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
771     Param->setInvalidDecl();
772   }
773
774   // C++0x [temp.param]p9:
775   //   A default template-argument may be specified for any kind of
776   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
777   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
778     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
779     Default = ParsedTemplateArgument();
780   }
781
782   if (!Default.isInvalid()) {
783     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
784     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
785     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
786     // be able to match now.
787     //
788     // If none of the template template parameter's template arguments mention
789     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
790     // However, it isn't worth doing.
791     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
792     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
793       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_class_template)
794         << DefaultArg.getSourceRange();
795       return Param;
796     }
797
798     // Check for unexpanded parameter packs.
799     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
800                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
801                                         UPPC_DefaultArgument))
802       return Param;
803
804     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
805   }
806
807   return Param;
808 }
809
810 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList that
811 /// contains the template parameters in Params/NumParams.
812 TemplateParameterList *
813 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
814                                  SourceLocation ExportLoc,
815                                  SourceLocation TemplateLoc,
816                                  SourceLocation LAngleLoc,
817                                  ArrayRef<Decl *> Params,
818                                  SourceLocation RAngleLoc) {
819   if (ExportLoc.isValid())
820     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
821
822   return TemplateParameterList::Create(
823       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
824       llvm::makeArrayRef((NamedDecl *const *)Params.data(), Params.size()),
825       RAngleLoc);
826 }
827
828 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
829   if (SS.isSet())
830     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
831 }
832
833 DeclResult
834 Sema::CheckClassTemplate(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
835                          SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
836                          IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
837                          AttributeList *Attr,
838                          TemplateParameterList *TemplateParams,
839                          AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
840                          SourceLocation FriendLoc,
841                          unsigned NumOuterTemplateParamLists,
842                          TemplateParameterList** OuterTemplateParamLists,
843                          SkipBodyInfo *SkipBody) {
844   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
845          "No template parameters");
846   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
847   bool Invalid = false;
848
849   // Check that we can declare a template here.
850   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
851     return true;
852
853   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
854   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
855
856   // There is no such thing as an unnamed class template.
857   if (!Name) {
858     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
859     return true;
860   }
861
862   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
863   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
864   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
865   DeclContext *SemanticContext;
866   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
867                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
868                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
869                         ForRedeclaration);
870   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
871     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
872     if (!SemanticContext) {
873       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
874       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
875       // class templates, so don't complain here.
876       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
877                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
878                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
879           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
880       return TUK != TUK_Friend;
881     }
882
883     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
884       return true;
885
886     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to 
887     // rebuilding some of the types used within the template parameter list, 
888     // now that we know what the current instantiation is.
889     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
890       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
891       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
892         Invalid = true;
893     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
894       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc);
895
896     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
897   } else {
898     SemanticContext = CurContext;
899
900     // C++14 [class.mem]p14:
901     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
902     //   name different from T:
903     //    -- every member template of class T
904     if (TUK != TUK_Friend &&
905         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
906                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
907       return true;
908
909     LookupName(Previous, S);
910   }
911
912   if (Previous.isAmbiguous())
913     return true;
914
915   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
916   if (Previous.begin() != Previous.end())
917     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
918
919   // If there is a previous declaration with the same name, check
920   // whether this is a valid redeclaration.
921   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate
922     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
923
924   // We may have found the injected-class-name of a class template,
925   // class template partial specialization, or class template specialization.
926   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
927   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
928       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
929     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
930     PrevClassTemplate
931       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
932     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
933       PrevClassTemplate
934         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
935             ->getSpecializedTemplate();
936     }
937   }
938
939   if (TUK == TUK_Friend) {
940     // C++ [namespace.memdef]p3:
941     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
942     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
943     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
944     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
945     if (!SS.isSet()) {
946       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
947       while (!OutermostContext->isFileContext())
948         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
949
950       if (PrevDecl &&
951           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
952            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
953         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
954       } else {
955         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
956         // context we computed is the semantic context for our new
957         // declaration.
958         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
959         SemanticContext = OutermostContext;
960
961         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
962         // declaration of this name as a non-tag type.
963         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
964         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
965         while (LookupContext->isTransparentContext())
966           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
967         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
968
969         if (Previous.isAmbiguous())
970           return true;
971
972         if (Previous.begin() != Previous.end())
973           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
974       }
975     }
976   } else if (PrevDecl &&
977              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
978                             S, SS.isValid()))
979     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
980
981   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
982           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
983     if (SS.isEmpty() &&
984         !(PrevClassTemplate &&
985           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
986               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
987       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
988       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
989            diag::note_using_decl_target);
990       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
991       // Recover by ignoring the old declaration.
992       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
993     }
994   }
995
996   if (PrevClassTemplate) {
997     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
998     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
999     // could be dependent.
1000     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1001         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1002                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1003                                         /*Complain=*/true,
1004                                         TPL_TemplateMatch))
1005       return true;
1006
1007     // C++ [temp.class]p4:
1008     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1009     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1010     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1011     //   template declaration (7.1.5.3).
1012     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1013     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1014                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1015       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1016         << Name
1017         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1018       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1019       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1020     }
1021
1022     // Check for redefinition of this class template.
1023     if (TUK == TUK_Definition) {
1024       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1025         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1026         // simply making that previous definition visible.
1027         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1028         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1029           SkipBody->ShouldSkip = true;
1030           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1031           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1032                          "class template?");
1033           makeMergedDefinitionVisible(Hidden, KWLoc);
1034           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl, KWLoc);
1035           return Def;
1036         }
1037
1038         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1039         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1040         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1041         // definition, as part of error recovery?
1042         return true;
1043       }
1044     }    
1045   } else if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1046     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1047     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1048     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1049     PrevDecl = nullptr;
1050   } else if (PrevDecl) {
1051     // C++ [temp]p5:
1052     //   A class template shall not have the same name as any other
1053     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1054     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1055     //   in (14.5.4).
1056     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1057     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1058     return true;
1059   }
1060
1061   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1062   // merging in the template parameter list from the previous class
1063   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1064   // context, because the template parameter list might be dependent.
1065   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1066       CheckTemplateParameterList(
1067           TemplateParams,
1068           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1069                             : nullptr,
1070           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1071            SemanticContext->isDependentContext())
1072               ? TPC_ClassTemplateMember
1073               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1074                                   : TPC_ClassTemplate))
1075     Invalid = true;
1076
1077   if (SS.isSet()) {
1078     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1079     // template out-of-line.
1080     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1081       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1082                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1083         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1084       Invalid = true;
1085     }
1086   }
1087
1088   CXXRecordDecl *NewClass =
1089     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1090                           PrevClassTemplate?
1091                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1092                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1093   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1094   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1095     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1096         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1097                                     NumOuterTemplateParamLists));
1098
1099   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1100   // the ASTContext lays out the structure.
1101   if (TUK == TUK_Definition) {
1102     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1103     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1104   }
1105
1106   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1107     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1108                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1109                                 NewClass, PrevClassTemplate);
1110   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1111   
1112   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1113     NewTemplate->setModulePrivate();
1114   
1115   // Build the type for the class template declaration now.
1116   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1117   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1118   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1119   (void)T;
1120
1121   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1122   // class template, make a note of that.
1123   if (PrevClassTemplate &&
1124       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1125     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1126
1127   // Set the access specifier.
1128   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1129     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1130
1131   // Set the lexical context of these templates
1132   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1133   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1134
1135   if (TUK == TUK_Definition)
1136     NewClass->startDefinition();
1137
1138   if (Attr)
1139     ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1140
1141   if (PrevClassTemplate)
1142     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1143
1144   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1145
1146   if (TUK != TUK_Friend) {
1147     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1148     Scope *Outer = S;
1149     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1150       Outer = Outer->getParent();
1151     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1152   } else {
1153     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1154       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1155       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1156     }
1157
1158     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1159
1160     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1161     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1162       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1163       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1164       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1165         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1166                           /* AddToContext = */ false);
1167     }
1168
1169     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1170         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1171     Friend->setAccess(AS_public);
1172     CurContext->addDecl(Friend);
1173   }
1174
1175   if (Invalid) {
1176     NewTemplate->setInvalidDecl();
1177     NewClass->setInvalidDecl();
1178   }
1179
1180   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1181
1182   return NewTemplate;
1183 }
1184
1185 /// \brief Diagnose the presence of a default template argument on a
1186 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
1187 ///
1188 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
1189 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
1190                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
1191                                             SourceLocation ParamLoc,
1192                                             SourceRange DefArgRange) {
1193   switch (TPC) {
1194   case Sema::TPC_ClassTemplate:
1195   case Sema::TPC_VarTemplate:
1196   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
1197     return false;
1198
1199   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
1200   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
1201     // C++ [temp.param]p9:
1202     //   A default template-argument shall not be specified in a
1203     //   function template declaration or a function template
1204     //   definition [...]
1205     //   If a friend function template declaration specifies a default 
1206     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
1207     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
1208     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
1209     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
1210          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
1211            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
1212       << DefArgRange;
1213     return false;
1214
1215   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
1216     // C++0x [temp.param]p9:
1217     //   A default template-argument shall not be specified in the
1218     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
1219     //   class template that appears outside of the member's class.
1220     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
1221       << DefArgRange;
1222     return true;
1223
1224   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
1225   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
1226     // C++ [temp.param]p9:
1227     //   A default template-argument shall not be specified in a
1228     //   friend template declaration.
1229     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
1230       << DefArgRange;
1231     return true;
1232
1233     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
1234     // for friend function templates if there is only a single
1235     // declaration (and it is a definition). Strange!
1236   }
1237
1238   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
1239 }
1240
1241 /// \brief Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
1242 /// of a template template parameter, recursively.
1243 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
1244                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
1245   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
1246   // expansion.
1247   if (TTP->isParameterPack())
1248     return false;
1249
1250   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
1251   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
1252     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
1253     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
1254       if (!NTTP->isParameterPack() &&
1255           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
1256                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
1257                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
1258         return true;
1259
1260       continue;
1261     }
1262
1263     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
1264                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
1265       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
1266         return true;
1267   }
1268
1269   return false;
1270 }
1271
1272 /// \brief Checks the validity of a template parameter list, possibly
1273 /// considering the template parameter list from a previous
1274 /// declaration.
1275 ///
1276 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
1277 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
1278 /// template parameter list.
1279 ///
1280 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
1281 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
1282 /// default arguments that are carried through from the previous
1283 /// template parameter list.
1284 ///
1285 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
1286 /// previous declaration of the same template. Default template
1287 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
1288 /// the new template parameter list.
1289 ///
1290 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
1291 /// template parameter list.
1292 ///
1293 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
1294 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
1295                                       TemplateParameterList *OldParams,
1296                                       TemplateParamListContext TPC) {
1297   bool Invalid = false;
1298
1299   // C++ [temp.param]p10:
1300   //   The set of default template-arguments available for use with a
1301   //   template declaration or definition is obtained by merging the
1302   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
1303   //   declarations in scope in the same way default function
1304   //   arguments are (8.3.6).
1305   bool SawDefaultArgument = false;
1306   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
1307
1308   // Dummy initialization to avoid warnings.
1309   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
1310   if (OldParams)
1311     OldParam = OldParams->begin();
1312
1313   bool RemoveDefaultArguments = false;
1314   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
1315                                     NewParamEnd = NewParams->end();
1316        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
1317     // Variables used to diagnose redundant default arguments
1318     bool RedundantDefaultArg = false;
1319     SourceLocation OldDefaultLoc;
1320     SourceLocation NewDefaultLoc;
1321
1322     // Variable used to diagnose missing default arguments
1323     bool MissingDefaultArg = false;
1324
1325     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
1326     bool SawParameterPack = false;
1327
1328     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
1329           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
1330       // Check the presence of a default argument here.
1331       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1332           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1333                                           NewTypeParm->getLocation(),
1334                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
1335                                                        .getSourceRange()))
1336         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
1337
1338       // Merge default arguments for template type parameters.
1339       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
1340           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1341       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
1342         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1343                "Parameter packs can't have a default argument!");
1344         SawParameterPack = true;
1345       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
1346                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1347         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1348         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1349         SawDefaultArgument = true;
1350         RedundantDefaultArg = true;
1351         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1352       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1353         // Merge the default argument from the old declaration to the
1354         // new declaration.
1355         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
1356         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1357       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1358         SawDefaultArgument = true;
1359         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1360       } else if (SawDefaultArgument)
1361         MissingDefaultArg = true;
1362     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
1363                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
1364       // Check for unexpanded parameter packs.
1365       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
1366           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
1367                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
1368                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
1369         Invalid = true;
1370         continue;
1371       }
1372
1373       // Check the presence of a default argument here.
1374       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1375           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1376                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
1377                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
1378         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
1379       }
1380
1381       // Merge default arguments for non-type template parameters
1382       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
1383         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1384       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
1385         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1386                "Parameter packs can't have a default argument!");
1387         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
1388           SawParameterPack = true;
1389       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
1390                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1391         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1392         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1393         SawDefaultArgument = true;
1394         RedundantDefaultArg = true;
1395         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1396       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1397         // Merge the default argument from the old declaration to the
1398         // new declaration.
1399         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
1400         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1401       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1402         SawDefaultArgument = true;
1403         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1404       } else if (SawDefaultArgument)
1405         MissingDefaultArg = true;
1406     } else {
1407       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
1408         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
1409
1410       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
1411       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
1412         Invalid = true;
1413         continue;
1414       }
1415
1416       // Check the presence of a default argument here.
1417       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
1418           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1419                                           NewTemplateParm->getLocation(),
1420                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
1421         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
1422
1423       // Merge default arguments for template template parameters
1424       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
1425         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1426       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
1427         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
1428                "Parameter packs can't have a default argument!");
1429         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
1430           SawParameterPack = true;
1431       } else if (OldTemplateParm &&
1432                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
1433                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1434         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1435         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1436         SawDefaultArgument = true;
1437         RedundantDefaultArg = true;
1438         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1439       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1440         // Merge the default argument from the old declaration to the
1441         // new declaration.
1442         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
1443         PreviousDefaultArgLoc
1444           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1445       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1446         SawDefaultArgument = true;
1447         PreviousDefaultArgLoc
1448           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1449       } else if (SawDefaultArgument)
1450         MissingDefaultArg = true;
1451     }
1452
1453     // C++11 [temp.param]p11:
1454     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
1455     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
1456     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
1457         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
1458          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
1459       Diag((*NewParam)->getLocation(),
1460            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
1461       Invalid = true;
1462     }
1463
1464     if (RedundantDefaultArg) {
1465       // C++ [temp.param]p12:
1466       //   A template-parameter shall not be given default arguments
1467       //   by two different declarations in the same scope.
1468       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
1469       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
1470       Invalid = true;
1471     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
1472       // C++ [temp.param]p11:
1473       //   If a template-parameter of a class template has a default
1474       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
1475       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
1476       //   pack.
1477       Diag((*NewParam)->getLocation(),
1478            diag::err_template_param_default_arg_missing);
1479       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
1480       Invalid = true;
1481       RemoveDefaultArguments = true;
1482     }
1483
1484     // If we have an old template parameter list that we're merging
1485     // in, move on to the next parameter.
1486     if (OldParams)
1487       ++OldParam;
1488   }
1489
1490   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
1491   // all of the default arguments.
1492   if (RemoveDefaultArguments) {
1493     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
1494                                       NewParamEnd = NewParams->end();
1495          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
1496       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
1497         TTP->removeDefaultArgument();
1498       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
1499                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
1500         NTTP->removeDefaultArgument();
1501       else
1502         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
1503     }
1504   }
1505
1506   return Invalid;
1507 }
1508
1509 namespace {
1510
1511 /// A class which looks for a use of a certain level of template
1512 /// parameter.
1513 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
1514   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
1515
1516   unsigned Depth;
1517   bool Match;
1518   SourceLocation MatchLoc;
1519
1520   DependencyChecker(unsigned Depth) : Depth(Depth), Match(false) {}
1521
1522   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params) : Match(false) {
1523     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
1524     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
1525       Depth = PD->getDepth();
1526     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
1527                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
1528       Depth = PD->getDepth();
1529     } else {
1530       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
1531     }
1532   }
1533
1534   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
1535     if (ParmDepth >= Depth) {
1536       Match = true;
1537       MatchLoc = Loc;
1538       return true;
1539     }
1540     return false;
1541   }
1542
1543   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
1544     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
1545   }
1546
1547   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
1548     return !Matches(T->getDepth());
1549   }
1550
1551   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
1552     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
1553           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
1554       if (Matches(PD->getDepth()))
1555         return false;
1556     return super::TraverseTemplateName(N);
1557   }
1558
1559   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
1560     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
1561           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
1562       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
1563         return false;
1564     return super::VisitDeclRefExpr(E);
1565   }
1566
1567   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
1568     return TraverseType(T->getReplacementType());
1569   }
1570
1571   bool
1572   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
1573     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
1574   }
1575
1576   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
1577     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
1578   }
1579 };
1580 }
1581
1582 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
1583 /// list.
1584 static bool
1585 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
1586   DependencyChecker Checker(Params);
1587   Checker.TraverseType(T);
1588   return Checker.Match;
1589 }
1590
1591 // Find the source range corresponding to the named type in the given
1592 // nested-name-specifier, if any.
1593 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
1594                                                        QualType T,
1595                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
1596   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
1597   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
1598     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
1599       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
1600         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
1601     } else
1602       break;
1603     
1604     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
1605   }
1606   
1607   return SourceRange();
1608 }
1609
1610 /// \brief Match the given template parameter lists to the given scope
1611 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
1612 /// name.
1613 ///
1614 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
1615 /// specifier or a template parameter list.
1616 ///
1617 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
1618 ///
1619 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
1620 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
1621 /// being declared.
1622 ///
1623 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
1624 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
1625 ///
1626 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
1627 /// innermost template parameter lists.
1628 ///
1629 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
1630 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
1631 /// declarations.
1632 ///
1633 /// \param IsExplicitSpecialization will be set true if the entity being
1634 /// declared is an explicit specialization, false otherwise.
1635 ///
1636 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
1637 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
1638 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
1639 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
1640 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
1641 /// itself a template).
1642 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
1643     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
1644     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
1645     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
1646     bool &IsExplicitSpecialization, bool &Invalid) {
1647   IsExplicitSpecialization = false;
1648   Invalid = false;
1649   
1650   // The sequence of nested types to which we will match up the template
1651   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
1652   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
1653   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
1654   QualType T;
1655   if (SS.getScopeRep()) {
1656     if (CXXRecordDecl *Record 
1657               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
1658       T = Context.getTypeDeclType(Record);
1659     else
1660       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
1661   }
1662   
1663   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
1664   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
1665   // explicit specialization.
1666   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
1667   
1668   while (!T.isNull()) {
1669     NestedTypes.push_back(T);
1670     
1671     // Retrieve the parent of a record type.
1672     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
1673       // If this type is an explicit specialization, we're done.
1674       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
1675           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
1676         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) && 
1677             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
1678           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
1679           break;
1680         }
1681       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
1682                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
1683         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
1684         break;
1685       }
1686       
1687       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
1688         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1689       else
1690         T = QualType();
1691       continue;
1692     } 
1693     
1694     if (const TemplateSpecializationType *TST
1695                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
1696       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
1697         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
1698           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1699         else
1700           T = QualType();
1701         continue;        
1702       }
1703     }
1704     
1705     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
1706     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
1707                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
1708       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
1709         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
1710       else
1711         T = QualType();
1712       continue;
1713     }
1714     
1715     // Look one step prior in a dependent name type.
1716     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
1717       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
1718         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
1719       else
1720         T = QualType();
1721       continue;
1722     }
1723     
1724     // Retrieve the parent of an enumeration type.
1725     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
1726       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
1727       // check here.
1728       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
1729       
1730       // Get to the parent type.
1731       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
1732         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1733       else
1734         T = QualType();      
1735       continue;
1736     }
1737
1738     T = QualType();
1739   }
1740   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
1741   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
1742   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
1743
1744   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
1745   //   A member or a member template may be nested within many
1746   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
1747   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
1748   //   template<> for each enclosing class template that is
1749   //   explicitly specialized.
1750   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
1751
1752   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
1753     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
1754       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
1755         << !Recovery << Range;
1756       Invalid = true;
1757       IsExplicitSpecialization = false;
1758       return true;
1759     }
1760
1761     return false;
1762   };
1763
1764   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
1765     // Check that we can have an explicit specialization here.
1766     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
1767       return true;
1768
1769     // We don't have a template header, but we should.
1770     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
1771     if (!ParamLists.empty())
1772       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
1773     else
1774       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
1775
1776     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
1777       << Range
1778       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
1779     return false;
1780   };
1781
1782   unsigned ParamIdx = 0;
1783   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
1784        ++TypeIdx) {
1785     T = NestedTypes[TypeIdx];
1786     
1787     // Whether we expect a 'template<>' header.
1788     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
1789
1790     // Whether we expect a template header with parameters.
1791     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
1792     
1793     // For a dependent type, the set of template parameters that we
1794     // expect to see.
1795     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
1796
1797     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
1798     //   A member or a member template may be nested within many enclosing 
1799     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the 
1800     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each 
1801     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
1802     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
1803       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
1804             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
1805         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
1806         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1807       } else if (Record->isDependentType()) {
1808         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
1809           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
1810                                                       ->getTemplateParameters();
1811           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1812         }
1813       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
1814                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
1815         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
1816         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
1817         //   in the same manner as members of normal classes, and not using 
1818         //   the template<> syntax. 
1819         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
1820           NeedEmptyTemplateHeader = true;
1821         else
1822           continue;
1823       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
1824         if (Record->getTemplateSpecializationKind() 
1825                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
1826             TypeIdx == NumTypes - 1)
1827           IsExplicitSpecialization = true;
1828         
1829         continue;
1830       }
1831     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
1832                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
1833       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
1834         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1835         NeedNonemptyTemplateHeader = true;        
1836       }
1837     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
1838       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
1839       // against the corresponding template parameter list.
1840       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
1841     } 
1842     
1843     // C++ [temp.expl.spec]p16:
1844     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class 
1845     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the 
1846     //   member template and some of its enclosing class templates may remain 
1847     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly 
1848     //   specialize a class member template if its en- closing class templates 
1849     //   are not explicitly specialized as well.
1850     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1851       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
1852         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
1853                                         false))
1854           return nullptr;
1855       } else
1856         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
1857     }
1858     
1859     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
1860       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
1861       // here, then it's an explicit specialization.
1862       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
1863         IsExplicitSpecialization = true;
1864
1865       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1866         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
1867           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
1868           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(), 
1869                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
1870             << T
1871             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
1872                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
1873             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
1874           Invalid = true;
1875           return nullptr;
1876         }
1877
1878         // Consume this template header.
1879         ++ParamIdx;
1880         continue;
1881       }
1882
1883       if (!IsFriend)
1884         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
1885                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
1886           return nullptr;
1887
1888       continue;
1889     }
1890
1891     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
1892       // In friend declarations we can have template-ids which don't
1893       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
1894       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
1895       // template-id.
1896       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
1897         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
1898             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
1899           ExpectedTemplateParams = nullptr;
1900         else 
1901           continue;
1902       }
1903
1904       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1905         // Check the template parameter list, if we can.
1906         if (ExpectedTemplateParams &&
1907             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
1908                                             ExpectedTemplateParams,
1909                                             true, TPL_TemplateMatch))
1910           Invalid = true;
1911
1912         if (!Invalid &&
1913             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
1914                                        TPC_ClassTemplateMember))
1915           Invalid = true;
1916         
1917         ++ParamIdx;
1918         continue;
1919       }
1920       
1921       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
1922         << T
1923         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
1924       Invalid = true;
1925       continue;
1926     }
1927   }
1928
1929   // If there were at least as many template-ids as there were template
1930   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
1931   // the declaration itself.
1932   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
1933     if (TemplateId && !IsFriend) {
1934       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
1935       // should.
1936       IsExplicitSpecialization = true;
1937       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
1938                                                         TemplateId->RAngleLoc));
1939
1940       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
1941       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
1942                                            SourceLocation(), None,
1943                                            SourceLocation());
1944     }
1945
1946     return nullptr;
1947   }
1948
1949   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
1950   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
1951     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
1952     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
1953     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
1954       if (ParamLists[I]->size() == 0)
1955         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
1956       else
1957         AllExplicitSpecHeaders = false;
1958     }
1959
1960     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1961          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
1962                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
1963         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1964                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
1965
1966     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
1967     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
1968     // specialization occurred.
1969     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
1970       Diag(ExplicitSpecLoc, 
1971            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
1972         << NestedTypes.back();
1973     
1974     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
1975     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
1976     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
1977     if (!AllExplicitSpecHeaders)
1978       Invalid = true;
1979   }
1980
1981   // C++ [temp.expl.spec]p16:
1982   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class 
1983   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the 
1984   //   member template and some of its enclosing class templates may remain 
1985   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly 
1986   //   specialize a class member template if its en- closing class templates 
1987   //   are not explicitly specialized as well.
1988   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
1989       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
1990                                   false))
1991     return nullptr;
1992
1993   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
1994   // entity being declared.
1995   return ParamLists.back();
1996 }
1997
1998 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
1999   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2000     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2001         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2002                 ? 0
2003                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2004                       ? 1
2005                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2006                             ? 2
2007                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2008         << Template->getDeclName();
2009     return;
2010   }
2011   
2012   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2013     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(), 
2014                                           IEnd = OST->end();
2015          I != IEnd; ++I)
2016       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2017         << 0 << (*I)->getDeclName();
2018     
2019     return;
2020   }
2021 }
2022
2023 static QualType
2024 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2025                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2026                            SourceLocation TemplateLoc,
2027                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2028   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2029   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2030   case BTK__make_integer_seq:
2031     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2032     // S<T, 0, ..., N-1>.
2033
2034     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2035     //   T shall be an integer type.
2036     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2037       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2038                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2039       return QualType();
2040     }
2041
2042     // C++14 [inteseq.make]p1:
2043     //   If N is negative the program is ill-formed.
2044     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2045     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2046     if (NumArgs < 0) {
2047       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2048                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2049       return QualType();
2050     }
2051
2052     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2053     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2054     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2055     // synthetic template argument list.
2056     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2057     // Expand N into 0 ... N-1.
2058     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2059          I < NumArgs; ++I) {
2060       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2061       Expr *E = SemaRef.BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(
2062                            TA, TemplateArgs[2].getLocation())
2063                     .getAs<Expr>();
2064       SyntheticTemplateArgs.addArgument(
2065           TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E));
2066     }
2067     // The first template argument will be reused as the template decl that
2068     // our synthetic template arguments will be applied to.
2069     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2070                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2071   }
2072   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2073 }
2074
2075 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
2076                                    SourceLocation TemplateLoc,
2077                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2078   DependentTemplateName *DTN
2079     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
2080   if (DTN && DTN->isIdentifier())
2081     // When building a template-id where the template-name is dependent,
2082     // assume the template is a type template. Either our assumption is
2083     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
2084     // dependent name is substituted.
2085     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2086                                                           DTN->getQualifier(),
2087                                                           DTN->getIdentifier(),
2088                                                           TemplateArgs);
2089
2090   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
2091   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
2092       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
2093     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
2094     // build a template specialization type for it.
2095     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
2096       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
2097
2098     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
2099       << Name;
2100     NoteAllFoundTemplates(Name);
2101     return QualType();
2102   }
2103
2104   // Check that the template argument list is well-formed for this
2105   // template.
2106   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2107   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
2108                                 false, Converted))
2109     return QualType();
2110
2111   QualType CanonType;
2112
2113   bool InstantiationDependent = false;
2114   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
2115           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
2116     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
2117     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
2118     if (Pattern->isInvalidDecl())
2119       return QualType();
2120
2121     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2122                                       Converted.data(), Converted.size());
2123
2124     // Only substitute for the innermost template argument list.
2125     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2126     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
2127     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
2128     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
2129       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
2130
2131     LocalInstantiationScope Scope(*this);
2132     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
2133     if (Inst.isInvalid())
2134       return QualType();
2135
2136     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
2137                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
2138                           AliasTemplate->getDeclName());
2139     if (CanonType.isNull())
2140       return QualType();
2141   } else if (Name.isDependent() ||
2142              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2143                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2144     // This class template specialization is a dependent
2145     // type. Therefore, its canonical type is another class template
2146     // specialization type that contains all of the converted
2147     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
2148     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
2149     //
2150     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
2151     TemplateName CanonName = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
2152     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonName,
2153                                                       Converted.data(),
2154                                                       Converted.size());
2155
2156     // FIXME: CanonType is not actually the canonical type, and unfortunately
2157     // it is a TemplateSpecializationType that we will never use again.
2158     // In the future, we need to teach getTemplateSpecializationType to only
2159     // build the canonical type and return that to us.
2160     CanonType = Context.getCanonicalType(CanonType);
2161
2162     // This might work out to be a current instantiation, in which
2163     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
2164     //
2165     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
2166     // changes to CurContext don't change the set of current
2167     // instantiations.
2168     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2169       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
2170         // If we get out to a namespace, we're done.
2171         if (Ctx->isFileContext()) break;
2172
2173         // If this isn't a record, keep looking.
2174         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
2175         if (!Record) continue;
2176
2177         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
2178         // and check whether it's the same template.
2179         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
2180             !Record->getDescribedClassTemplate())
2181           continue;
2182
2183         // Fetch the injected class name type and check whether its
2184         // injected type is equal to the type we just built.
2185         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
2186         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
2187           ->getInjectedSpecializationType();
2188
2189         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
2190           continue;
2191
2192         // If so, the canonical type of this TST is the injected
2193         // class name type of the record we just found.
2194         assert(ICNT.isCanonical());
2195         CanonType = ICNT;
2196         break;
2197       }
2198     }
2199   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
2200                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2201     // Find the class template specialization declaration that
2202     // corresponds to these arguments.
2203     void *InsertPos = nullptr;
2204     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
2205       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2206     if (!Decl) {
2207       // This is the first time we have referenced this class template
2208       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2209       // the set of specializations.
2210       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
2211                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
2212                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
2213                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
2214                                                 ClassTemplate->getLocation(),
2215                                                      ClassTemplate,
2216                                                      Converted.data(),
2217                                                      Converted.size(), nullptr);
2218       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
2219       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
2220         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
2221     }
2222
2223     // Diagnose uses of this specialization.
2224     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
2225
2226     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
2227     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
2228            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
2229   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
2230     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
2231                                            TemplateArgs);
2232   }
2233
2234   // Build the fully-sugared type for this class template
2235   // specialization, which refers back to the class template
2236   // specialization we created or found.
2237   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
2238 }
2239
2240 TypeResult
2241 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
2242                           TemplateTy TemplateD, SourceLocation TemplateLoc,
2243                           SourceLocation LAngleLoc,
2244                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2245                           SourceLocation RAngleLoc,
2246                           bool IsCtorOrDtorName) {
2247   if (SS.isInvalid())
2248     return true;
2249
2250   TemplateName Template = TemplateD.get();
2251
2252   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
2253   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
2254   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
2255
2256   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
2257     QualType T
2258       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2259                                                        DTN->getQualifier(),
2260                                                        DTN->getIdentifier(),
2261                                                        TemplateArgs);
2262     // Build type-source information.
2263     TypeLocBuilder TLB;
2264     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2265       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
2266     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
2267     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2268     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2269     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2270     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2271     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2272     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
2273       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
2274     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
2275   }
2276   
2277   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
2278
2279   if (Result.isNull())
2280     return true;
2281
2282   // Build type-source information.
2283   TypeLocBuilder TLB;
2284   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2285     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
2286   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2287   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2288   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2289   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2290   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
2291     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
2292
2293   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
2294   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
2295   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
2296   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
2297     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
2298     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
2299     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
2300     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
2301     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2302   }
2303   
2304   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
2305 }
2306
2307 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
2308                                         TypeSpecifierType TagSpec,
2309                                         SourceLocation TagLoc,
2310                                         CXXScopeSpec &SS,
2311                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
2312                                         TemplateTy TemplateD,
2313                                         SourceLocation TemplateLoc,
2314                                         SourceLocation LAngleLoc,
2315                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2316                                         SourceLocation RAngleLoc) {
2317   TemplateName Template = TemplateD.get();
2318   
2319   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
2320   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
2321   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
2322   
2323   // Determine the tag kind
2324   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
2325   ElaboratedTypeKeyword Keyword
2326     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
2327
2328   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
2329     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
2330                                                           DTN->getQualifier(), 
2331                                                           DTN->getIdentifier(), 
2332                                                                 TemplateArgs);
2333     
2334     // Build type-source information.    
2335     TypeLocBuilder TLB;
2336     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2337       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
2338     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
2339     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2340     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2341     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2342     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2343     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2344     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
2345       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
2346     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
2347   }
2348
2349   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
2350         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
2351     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
2352     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
2353     //   resolves to an alias template specialization, the
2354     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
2355     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << 4;
2356     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
2357   }
2358   
2359   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
2360   if (Result.isNull())
2361     return TypeResult(true);
2362   
2363   // Check the tag kind
2364   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
2365     RecordDecl *D = RT->getDecl();
2366     
2367     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
2368     assert(Id && "templated class must have an identifier");
2369     
2370     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
2371                                       TagLoc, Id)) {
2372       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
2373         << Result
2374         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
2375       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
2376     }
2377   }
2378
2379   // Provide source-location information for the template specialization.
2380   TypeLocBuilder TLB;
2381   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2382     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
2383   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2384   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2385   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2386   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2387   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
2388     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
2389
2390   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
2391   // and tag keyword.
2392   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
2393   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
2394   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
2395   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2396   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
2397 }
2398
2399 static bool CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
2400     Sema &S, SourceLocation NameLoc, TemplateParameterList *TemplateParams,
2401     unsigned ExplicitArgs, SmallVectorImpl<TemplateArgument> &TemplateArgs);
2402
2403 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
2404                                              NamedDecl *PrevDecl,
2405                                              SourceLocation Loc,
2406                                              bool IsPartialSpecialization);
2407
2408 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
2409
2410 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
2411     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
2412   switch (Arg.getKind()) {
2413   case TemplateArgument::Null:
2414   case TemplateArgument::NullPtr:
2415   case TemplateArgument::Integral:
2416   case TemplateArgument::Declaration:
2417   case TemplateArgument::Pack:
2418   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
2419     return false;
2420
2421   case TemplateArgument::Type: {
2422     QualType Type = Arg.getAsType();
2423     const TemplateTypeParmType *TPT =
2424         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
2425     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
2426            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
2427   }
2428
2429   case TemplateArgument::Expression: {
2430     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
2431     if (!DRE || !DRE->getDecl())
2432       return false;
2433     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
2434         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
2435     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
2436   }
2437
2438   case TemplateArgument::Template:
2439     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
2440         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
2441             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
2442     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
2443   }
2444   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
2445 }
2446
2447 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
2448                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
2449   if (Params->size() != Args.size())
2450     return false;
2451
2452   unsigned Depth = Params->getDepth();
2453
2454   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
2455     TemplateArgument Arg = Args[I];
2456
2457     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
2458     // whose only element is a pack expansion.
2459     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
2460       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
2461           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
2462         return false;
2463       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
2464     }
2465
2466     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
2467       return false;
2468   }
2469
2470   return true;
2471 }
2472
2473 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
2474 static TemplateArgumentListInfo
2475 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
2476   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
2477                                         TemplateId.RAngleLoc);
2478   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
2479                                      TemplateId.NumArgs);
2480   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
2481   return TemplateArgs;
2482 }
2483
2484 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
2485     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
2486     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
2487     bool IsPartialSpecialization) {
2488   // D must be variable template id.
2489   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId &&
2490          "Variable template specialization is declared with a template it.");
2491
2492   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
2493   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
2494       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
2495   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
2496   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
2497   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
2498
2499   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
2500
2501   // The template-id must name a variable template.
2502   VarTemplateDecl *VarTemplate =
2503       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
2504   if (!VarTemplate) {
2505     NamedDecl *FnTemplate;
2506     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
2507       FnTemplate = *OTS->begin();
2508     else
2509       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
2510     if (FnTemplate)
2511       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
2512                << FnTemplate->getDeclName();
2513     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
2514              << IsPartialSpecialization;
2515   }
2516
2517   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
2518   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
2519     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
2520                                         UPPC_PartialSpecialization))
2521       return true;
2522
2523   // Check that the template argument list is well-formed for this
2524   // template.
2525   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2526   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
2527                                 false, Converted))
2528     return true;
2529
2530   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
2531   // corresponds to these arguments.
2532   if (IsPartialSpecialization) {
2533     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
2534             *this, TemplateNameLoc, VarTemplate->getTemplateParameters(),
2535             TemplateArgs.size(), Converted))
2536       return true;
2537
2538     bool InstantiationDependent;
2539     if (!Name.isDependent() &&
2540         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2541             TemplateArgs.getArgumentArray(), TemplateArgs.size(),
2542             InstantiationDependent)) {
2543       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
2544           << VarTemplate->getDeclName();
2545       IsPartialSpecialization = false;
2546     }
2547
2548     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
2549                                 Converted)) {
2550       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
2551       //
2552       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
2553       //      to the implicit argument list of the primary template.
2554       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
2555         << /*variable template*/ 1
2556         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
2557         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
2558       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
2559       // of the primary template.
2560       return true;
2561     }
2562   }
2563
2564   void *InsertPos = nullptr;
2565   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
2566
2567   if (IsPartialSpecialization)
2568     // FIXME: Template parameter list matters too
2569     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
2570   else
2571     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2572
2573   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
2574
2575   // Check whether we can declare a variable template specialization in
2576   // the current scope.
2577   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
2578                                        TemplateNameLoc,
2579                                        IsPartialSpecialization))
2580     return true;
2581
2582   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
2583     // Since the only prior variable template specialization with these
2584     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
2585     // declaration node as our own, updating its source location and
2586     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
2587     Specialization = PrevDecl;
2588     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
2589     PrevDecl = nullptr;
2590   } else if (IsPartialSpecialization) {
2591     // Create a new class template partial specialization declaration node.
2592     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
2593         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
2594     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
2595         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
2596             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
2597             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
2598             Converted.data(), Converted.size(), TemplateArgs);
2599
2600     if (!PrevPartial)
2601       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
2602     Specialization = Partial;
2603
2604     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
2605     // template specialization, make a note of that.
2606     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
2607       PrevPartial->setMemberSpecialization();
2608
2609     // Check that all of the template parameters of the variable template
2610     // partial specialization are deducible from the template
2611     // arguments. If not, this variable template partial specialization
2612     // will never be used.
2613     llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
2614     MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
2615                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
2616
2617     if (!DeducibleParams.all()) {
2618       unsigned NumNonDeducible =
2619           DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
2620       Diag(TemplateNameLoc, diag::warn_partial_specs_not_deducible)
2621         << /*variable template*/ 1 << (NumNonDeducible > 1)
2622         << SourceRange(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
2623       for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
2624         if (!DeducibleParams[I]) {
2625           NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
2626           if (Param->getDeclName())
2627             Diag(Param->getLocation(), diag::note_partial_spec_unused_parameter)
2628                 << Param->getDeclName();
2629           else
2630             Diag(Param->getLocation(), diag::note_partial_spec_unused_parameter)
2631                 << "(anonymous)";
2632         }
2633       }
2634     }
2635   } else {
2636     // Create a new class template specialization declaration node for
2637     // this explicit specialization or friend declaration.
2638     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
2639         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
2640         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted.data(), Converted.size());
2641     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
2642
2643     if (!PrevDecl)
2644       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
2645   }
2646
2647   // C++ [temp.expl.spec]p6:
2648   //   If a template, a member template or the member of a class template is
2649   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
2650   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
2651   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
2652   //   use occurs; no diagnostic is required.
2653   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
2654     bool Okay = false;
2655     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
2656       // Is there any previous explicit specialization declaration?
2657       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
2658         Okay = true;
2659         break;
2660       }
2661     }
2662
2663     if (!Okay) {
2664       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
2665       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
2666           << Name << Range;
2667
2668       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
2669            diag::note_instantiation_required_here)
2670           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
2671               TSK_ImplicitInstantiation);
2672       return true;
2673     }
2674   }
2675
2676   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2677   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
2678
2679   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
2680   // be seen when iterating through the list of declarations in that
2681   // context. However, specializations are not found by name lookup.
2682   CurContext->addDecl(Specialization);
2683
2684   // Note that this is an explicit specialization.
2685   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
2686
2687   if (PrevDecl) {
2688     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
2689     // merging with previous declarations.
2690     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
2691                           ForRedeclaration);
2692     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
2693     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
2694   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
2695              Specialization->isOutOfLine()) {
2696     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
2697   }
2698
2699   // Link instantiations of static data members back to the template from
2700   // which they were instantiated.
2701   if (Specialization->isStaticDataMember())
2702     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
2703         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
2704         Specialization->getSpecializationKind());
2705
2706   return Specialization;
2707 }
2708
2709 namespace {
2710 /// \brief A partial specialization whose template arguments have matched
2711 /// a given template-id.
2712 struct PartialSpecMatchResult {
2713   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
2714   TemplateArgumentList *Args;
2715 };
2716 }
2717
2718 DeclResult
2719 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
2720                          SourceLocation TemplateNameLoc,
2721                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2722   assert(Template && "A variable template id without template?");
2723
2724   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
2725   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2726   if (CheckTemplateArgumentList(
2727           Template, TemplateNameLoc,
2728           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
2729           Converted))
2730     return true;
2731
2732   // Find the variable template specialization declaration that
2733   // corresponds to these arguments.
2734   void *InsertPos = nullptr;
2735   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
2736           Converted, InsertPos))
2737     // If we already have a variable template specialization, return it.
2738     return Spec;
2739
2740   // This is the first time we have referenced this variable template
2741   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2742   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
2743   // that it represents. That is,
2744   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
2745   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
2746                                        Converted.data(), Converted.size());
2747   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
2748   bool AmbiguousPartialSpec = false;
2749   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
2750   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
2751   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
2752   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
2753                                             /*ForTakingAddress=*/false);
2754
2755   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
2756   // specializes, if any.
2757   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
2758   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
2759   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
2760   // specializations yet.
2761   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
2762   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
2763   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
2764   bool InstantiationDependent = false;
2765   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2766           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2767
2768     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
2769     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
2770
2771     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
2772       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
2773       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
2774
2775       if (TemplateDeductionResult Result =
2776               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
2777         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
2778         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
2779         FailedCandidates.addCandidate()
2780             .set(Partial, MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
2781         (void)Result;
2782       } else {
2783         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
2784         Matched.back().Partial = Partial;
2785         Matched.back().Args = Info.take();
2786       }
2787     }
2788
2789     if (Matched.size() >= 1) {
2790       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
2791       if (Matched.size() == 1) {
2792         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
2793         //      instantiation is generated from that specialization.
2794         // We don't need to do anything for this.
2795       } else {
2796         //   -- If more than one matching specialization is found, the
2797         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
2798         //      whether one of the specializations is more specialized
2799         //      than the others. If none of the specializations is more
2800         //      specialized than all of the other matching
2801         //      specializations, then the use of the variable template is
2802         //      ambiguous and the program is ill-formed.
2803         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
2804                                                    PEnd = Matched.end();
2805              P != PEnd; ++P) {
2806           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
2807                                                       PointOfInstantiation) ==
2808               P->Partial)
2809             Best = P;
2810         }
2811
2812         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
2813         // the others.
2814         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
2815                                                    PEnd = Matched.end();
2816              P != PEnd; ++P) {
2817           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
2818                                P->Partial, Best->Partial,
2819                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
2820             AmbiguousPartialSpec = true;
2821             break;
2822           }
2823         }
2824       }
2825
2826       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
2827       InstantiationPattern = Best->Partial;
2828       InstantiationArgs = Best->Args;
2829     } else {
2830       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
2831       //      from the primary template.
2832       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
2833     }
2834   }
2835
2836   // 2. Create the canonical declaration.
2837   // Note that we do not instantiate the variable just yet, since
2838   // instantiation is handled in DoMarkVarDeclReferenced().
2839   // FIXME: LateAttrs et al.?
2840   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
2841       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
2842       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
2843   if (!Decl)
2844     return true;
2845
2846   if (AmbiguousPartialSpec) {
2847     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
2848     Decl->setInvalidDecl();
2849     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
2850         << Decl;
2851
2852     // Print the matching partial specializations.
2853     for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
2854                                                PEnd = Matched.end();
2855          P != PEnd; ++P)
2856       Diag(P->Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
2857           << getTemplateArgumentBindingsText(
2858                  P->Partial->getTemplateParameters(), *P->Args);
2859     return true;
2860   }
2861
2862   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
2863           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
2864     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
2865
2866   assert(Decl && "No variable template specialization?");
2867   return Decl;
2868 }
2869
2870 ExprResult
2871 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
2872                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
2873                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
2874                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2875
2876   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
2877                                        *TemplateArgs);
2878   if (Decl.isInvalid())
2879     return ExprError();
2880
2881   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
2882   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
2883     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
2884                                        NameInfo.getLoc());
2885
2886   // Build an ordinary singleton decl ref.
2887   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
2888                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
2889 }
2890
2891 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
2892                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
2893                                      LookupResult &R,
2894                                      bool RequiresADL,
2895                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2896   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
2897   // template arguments that we have against the template name, if the template
2898   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
2899   // though.
2900   // foo<int> could identify a single function unambiguously
2901   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
2902   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
2903   // i.e., template<class T> void f(double);
2904   //       vs template<class T, class U> void f(U);
2905
2906   // These should be filtered out by our callers.
2907   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
2908   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
2909
2910   // In C++1y, check variable template ids.
2911   bool InstantiationDependent;
2912   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() &&
2913       !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2914            *TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2915     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
2916                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
2917                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
2918   }
2919
2920   // We don't want lookup warnings at this point.
2921   R.suppressDiagnostics();
2922
2923   UnresolvedLookupExpr *ULE
2924     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
2925                                    SS.getWithLocInContext(Context),
2926                                    TemplateKWLoc,
2927                                    R.getLookupNameInfo(),
2928                                    RequiresADL, TemplateArgs,
2929                                    R.begin(), R.end());
2930
2931   return ULE;
2932 }
2933
2934 // We actually only call this from template instantiation.
2935 ExprResult
2936 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
2937                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
2938                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
2939                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2940
2941   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
2942   DeclContext *DC;
2943   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
2944       DC->isDependentContext() ||
2945       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
2946     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
2947
2948   bool MemberOfUnknownSpecialization;
2949   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
2950   LookupTemplateName(R, (Scope*)nullptr, SS, QualType(), /*Entering*/ false,
2951                      MemberOfUnknownSpecialization);
2952
2953   if (R.isAmbiguous())
2954     return ExprError();
2955
2956   if (R.empty()) {
2957     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
2958       << NameInfo.getName() << SS.getRange();
2959     return ExprError();
2960   }
2961
2962   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
2963     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
2964       << SS.getScopeRep()
2965       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
2966     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
2967     return ExprError();
2968   }
2969
2970   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
2971 }
2972
2973 /// \brief Form a dependent template name.
2974 ///
2975 /// This action forms a dependent template name given the template
2976 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
2977 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
2978 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
2979 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
2980 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
2981                                                   CXXScopeSpec &SS,
2982                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
2983                                                   UnqualifiedId &Name,
2984                                                   ParsedType ObjectType,
2985                                                   bool EnteringContext,
2986                                                   TemplateTy &Result) {
2987   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
2988     Diag(TemplateKWLoc,
2989          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
2990            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
2991            diag::ext_template_outside_of_template)
2992       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
2993
2994   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
2995   if (SS.isSet())
2996     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
2997   if (!LookupCtx && ObjectType)
2998     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
2999   if (LookupCtx) {
3000     // C++0x [temp.names]p5:
3001     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
3002     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
3003     //   template may not be applied to non-template members of class
3004     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
3005     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
3006     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
3007     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
3008     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
3009     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
3010     //
3011     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
3012     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
3013     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
3014     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
3015     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
3016     bool MemberOfUnknownSpecialization;
3017     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
3018                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
3019                                           MemberOfUnknownSpecialization);
3020     if (TNK == TNK_Non_template && LookupCtx->isDependentContext() &&
3021         isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx) &&
3022         (!cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasDefinition() ||
3023          cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasAnyDependentBases())) {
3024       // This is a dependent template. Handle it below.
3025     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
3026       Diag(Name.getLocStart(),
3027            diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3028         << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3029         << Name.getSourceRange()
3030         << TemplateKWLoc;
3031       return TNK_Non_template;
3032     } else {
3033       // We found something; return it.
3034       return TNK;
3035     }
3036   }
3037
3038   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
3039
3040   switch (Name.getKind()) {
3041   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
3042     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3043                                                               Name.Identifier));
3044     return TNK_Dependent_template_name;
3045
3046   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
3047     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3048                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
3049     return TNK_Function_template;
3050
3051   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
3052     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
3053
3054   default:
3055     break;
3056   }
3057
3058   Diag(Name.getLocStart(),
3059        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3060     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3061     << Name.getSourceRange()
3062     << TemplateKWLoc;
3063   return TNK_Non_template;
3064 }
3065
3066 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
3067                                      TemplateArgumentLoc &AL,
3068                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3069   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
3070   QualType ArgType;
3071   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
3072
3073   // Check template type parameter.
3074   switch(Arg.getKind()) {
3075   case TemplateArgument::Type:
3076     // C++ [temp.arg.type]p1:
3077     //   A template-argument for a template-parameter which is a
3078     //   type shall be a type-id.
3079     ArgType = Arg.getAsType();
3080     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
3081     break;
3082   case TemplateArgument::Template: {
3083     // We have a template type parameter but the template argument
3084     // is a template without any arguments.
3085     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3086     TemplateName Name = Arg.getAsTemplate();
3087     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_missing_args)
3088       << Name << SR;
3089     if (TemplateDecl *Decl = Name.getAsTemplateDecl())
3090       Diag(Decl->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3091
3092     return true;
3093   }
3094   case TemplateArgument::Expression: {
3095     // We have a template type parameter but the template argument is an
3096     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
3097     CXXScopeSpec SS;
3098     DeclarationNameInfo NameInfo;
3099
3100     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3101       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3102       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3103     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
3104                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3105       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3106       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3107     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
3108                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3109       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
3110         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3111         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
3112       }
3113     }
3114
3115     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
3116       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3117       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
3118
3119       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
3120           Result.getResultKind() ==
3121               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
3122         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
3123         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
3124         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
3125                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
3126                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
3127             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
3128         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3129
3130         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
3131         // already have.
3132         ArgType =
3133             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
3134         TypeLocBuilder TLB;
3135         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
3136         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
3137         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3138         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
3139         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
3140
3141         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
3142         // properly.
3143         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
3144                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
3145
3146         break;
3147       }
3148     }
3149     // fallthrough
3150   }
3151   default: {
3152     // We have a template type parameter but the template argument
3153     // is not a type.
3154     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3155     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
3156     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3157
3158     return true;
3159   }
3160   }
3161
3162   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
3163     return true;
3164
3165   // Add the converted template type argument.
3166   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
3167   
3168   // Objective-C ARC:
3169   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
3170   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
3171   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
3172       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
3173       !ArgType.getObjCLifetime()) {
3174     Qualifiers Qs;
3175     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
3176     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
3177   }
3178   
3179   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
3180   return false;
3181 }
3182
3183 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3184 /// the given template type parameter.
3185 ///
3186 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3187 /// the substitution.
3188 ///
3189 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3190 /// for.
3191 ///
3192 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3193 /// template-id we are checking.
3194 ///
3195 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3196 /// terminates the template-id.
3197 ///
3198 /// \param Param the template template parameter whose default we are
3199 /// substituting into.
3200 ///
3201 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3202 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3203 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3204 static TypeSourceInfo *
3205 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3206                              TemplateDecl *Template,
3207                              SourceLocation TemplateLoc,
3208                              SourceLocation RAngleLoc,
3209                              TemplateTypeParmDecl *Param,
3210                          SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3211   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
3212
3213   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
3214   // on the previously-computed template arguments.
3215   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
3216     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
3217                                      Template, Converted,
3218                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3219     if (Inst.isInvalid())
3220       return nullptr;
3221
3222     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3223                                       Converted.data(), Converted.size());
3224
3225     // Only substitute for the innermost template argument list.
3226     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3227     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3228     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3229       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3230
3231     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
3232     ArgType =
3233         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
3234                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
3235   }
3236
3237   return ArgType;
3238 }
3239
3240 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3241 /// the given non-type template parameter.
3242 ///
3243 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3244 /// the substitution.
3245 ///
3246 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3247 /// for.
3248 ///
3249 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3250 /// template-id we are checking.
3251 ///
3252 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3253 /// terminates the template-id.
3254 ///
3255 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
3256 /// substituting into.
3257 ///
3258 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3259 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3260 ///
3261 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3262 static ExprResult
3263 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3264                              TemplateDecl *Template,
3265                              SourceLocation TemplateLoc,
3266                              SourceLocation RAngleLoc,
3267                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
3268                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3269   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
3270                                    Template, Converted,
3271                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3272   if (Inst.isInvalid())
3273     return ExprError();
3274
3275   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3276                                     Converted.data(), Converted.size());
3277
3278   // Only substitute for the innermost template argument list.
3279   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3280   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3281   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3282     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3283
3284   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(SemaRef,
3285                                                      Sema::ConstantEvaluated);
3286   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
3287 }
3288
3289 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3290 /// the given template template parameter.
3291 ///
3292 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3293 /// the substitution.
3294 ///
3295 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3296 /// for.
3297 ///
3298 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3299 /// template-id we are checking.
3300 ///
3301 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3302 /// terminates the template-id.
3303 ///
3304 /// \param Param the template template parameter whose default we are
3305 /// substituting into.
3306 ///
3307 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3308 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3309 ///
3310 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with 
3311 /// source-location information) that precedes the template name.
3312 ///
3313 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3314 static TemplateName
3315 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3316                              TemplateDecl *Template,
3317                              SourceLocation TemplateLoc,
3318                              SourceLocation RAngleLoc,
3319                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
3320                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3321                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
3322   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc, Template, Converted,
3323                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3324   if (Inst.isInvalid())
3325     return TemplateName();
3326
3327   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3328                                     Converted.data(), Converted.size());
3329
3330   // Only substitute for the innermost template argument list.
3331   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3332   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3333   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3334     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3335
3336   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
3337   // Substitute into the nested-name-specifier first,
3338   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
3339   if (QualifierLoc) {
3340     QualifierLoc =
3341         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
3342     if (!QualifierLoc)
3343       return TemplateName();
3344   }
3345
3346   return SemaRef.SubstTemplateName(
3347              QualifierLoc,
3348              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
3349              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
3350              TemplateArgLists);
3351 }
3352
3353 /// \brief If the given template parameter has a default template
3354 /// argument, substitute into that default template argument and
3355 /// return the corresponding template argument.
3356 TemplateArgumentLoc
3357 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
3358                                               SourceLocation TemplateLoc,
3359                                               SourceLocation RAngleLoc,
3360                                               Decl *Param,
3361                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
3362                                                 &Converted,
3363                                               bool &HasDefaultArg) {
3364   HasDefaultArg = false;
3365
3366   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
3367     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
3368       return TemplateArgumentLoc();
3369
3370     HasDefaultArg = true;
3371     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3372                                                       TemplateLoc,
3373                                                       RAngleLoc,
3374                                                       TypeParm,
3375                                                       Converted);
3376     if (DI)
3377       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
3378
3379     return TemplateArgumentLoc();
3380   }
3381
3382   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
3383         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3384     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
3385       return TemplateArgumentLoc();
3386
3387     HasDefaultArg = true;
3388     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3389                                                   TemplateLoc,
3390                                                   RAngleLoc,
3391                                                   NonTypeParm,
3392                                                   Converted);
3393     if (Arg.isInvalid())
3394       return TemplateArgumentLoc();
3395
3396     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
3397     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
3398   }
3399
3400   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
3401     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
3402   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
3403     return TemplateArgumentLoc();
3404
3405   HasDefaultArg = true;
3406   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
3407   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3408                                                     TemplateLoc,
3409                                                     RAngleLoc,
3410                                                     TempTempParm,
3411                                                     Converted,
3412                                                     QualifierLoc);
3413   if (TName.isNull())
3414     return TemplateArgumentLoc();
3415
3416   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
3417                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
3418                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
3419 }
3420
3421 /// \brief Check that the given template argument corresponds to the given
3422 /// template parameter.
3423 ///
3424 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
3425 /// checked.
3426 ///
3427 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
3428 ///
3429 /// \param Template The template in which the template argument resides.
3430 ///
3431 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
3432 /// whose argument list we're matching.
3433 ///
3434 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
3435 /// the template argument list.
3436 ///
3437 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
3438 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
3439 ///
3440 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
3441 /// end of this small vector.
3442 ///
3443 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
3444 /// explicitly written, deduced, etc.
3445 ///
3446 /// \returns true on error, false otherwise.
3447 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
3448                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
3449                                  NamedDecl *Template,
3450                                  SourceLocation TemplateLoc,
3451                                  SourceLocation RAngleLoc,
3452                                  unsigned ArgumentPackIndex,
3453                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3454                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
3455   // Check template type parameters.
3456   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
3457     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
3458
3459   // Check non-type template parameters.
3460   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3461     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
3462     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
3463     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
3464     QualType NTTPType = NTTP->getType();
3465     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
3466       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
3467
3468     if (NTTPType->isDependentType() &&
3469         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
3470         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
3471       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
3472       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
3473                                  NTTP, Converted,
3474                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3475       if (Inst.isInvalid())
3476         return true;
3477
3478       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3479                                         Converted.data(), Converted.size());
3480       NTTPType = SubstType(NTTPType,
3481                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
3482                            NTTP->getLocation(),
3483                            NTTP->getDeclName());
3484       // If that worked, check the non-type template parameter type
3485       // for validity.
3486       if (!NTTPType.isNull())
3487         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
3488                                                      NTTP->getLocation());
3489       if (NTTPType.isNull())
3490         return true;
3491     }
3492
3493     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
3494     case TemplateArgument::Null:
3495       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
3496
3497     case TemplateArgument::Expression: {
3498       TemplateArgument Result;
3499       ExprResult Res =
3500         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
3501                               Result, CTAK);
3502       if (Res.isInvalid())
3503         return true;
3504
3505       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
3506       // old expression in the template argument.
3507       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
3508         TemplateArgument TA(Res.get());
3509         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
3510       }
3511
3512       Converted.push_back(Result);
3513       break;
3514     }
3515
3516     case TemplateArgument::Declaration:
3517     case TemplateArgument::Integral:
3518     case TemplateArgument::NullPtr:
3519       // We've already checked this template argument, so just copy
3520       // it to the list of converted arguments.
3521       Converted.push_back(Arg.getArgument());
3522       break;
3523
3524     case TemplateArgument::Template:
3525     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3526       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
3527       // see below.
3528       if (DependentTemplateName *DTN
3529             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
3530                                               .getAsDependentTemplateName()) {
3531         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
3532         // parsed as a template template argument. However, since we now
3533         // know that we need a non-type template argument, convert this
3534         // template name into an expression.
3535
3536         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
3537                                      Arg.getTemplateNameLoc());
3538
3539         CXXScopeSpec SS;
3540         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
3541         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
3542         // so it was provided with a template keyword. However, its source
3543         // location is not stored in the template argument structure.
3544         SourceLocation TemplateKWLoc;
3545         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
3546             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
3547             nullptr);
3548
3549         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
3550         // pack expansion expression.
3551         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
3552           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
3553           if (E.isInvalid())
3554             return true;
3555         }
3556
3557         TemplateArgument Result;
3558         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
3559         if (E.isInvalid())
3560           return true;
3561
3562         Converted.push_back(Result);
3563         break;
3564       }
3565
3566       // We have a template argument that actually does refer to a class
3567       // template, alias template, or template template parameter, and
3568       // therefore cannot be a non-type template argument.
3569       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
3570         << Arg.getSourceRange();
3571
3572       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3573       return true;
3574
3575     case TemplateArgument::Type: {
3576       // We have a non-type template parameter but the template
3577       // argument is a type.
3578
3579       // C++ [temp.arg]p2:
3580       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
3581       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
3582       //   form of the corresponding template-parameter.
3583       //
3584       // We warn specifically about this case, since it can be rather
3585       // confusing for users.
3586       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
3587       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
3588       if (T->isFunctionType())
3589         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
3590       else
3591         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
3592       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3593       return true;
3594     }
3595
3596     case TemplateArgument::Pack:
3597       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
3598     }
3599
3600     return false;
3601   }
3602
3603
3604   // Check template template parameters.
3605   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
3606
3607   // Substitute into the template parameter list of the template
3608   // template parameter, since previously-supplied template arguments
3609   // may appear within the template template parameter.
3610   {
3611     // Set up a template instantiation context.
3612     LocalInstantiationScope Scope(*this);
3613     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
3614                                TempParm, Converted,
3615                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3616     if (Inst.isInvalid())
3617       return true;
3618
3619     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3620                                       Converted.data(), Converted.size());
3621     TempParm = cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3622                       SubstDecl(TempParm, CurContext,
3623                                 MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs)));
3624     if (!TempParm)
3625       return true;
3626   }
3627
3628   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
3629   case TemplateArgument::Null:
3630     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
3631
3632   case TemplateArgument::Template:
3633   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3634     if (CheckTemplateArgument(TempParm, Arg, ArgumentPackIndex))
3635       return true;
3636
3637     Converted.push_back(Arg.getArgument());
3638     break;
3639
3640   case TemplateArgument::Expression:
3641   case TemplateArgument::Type:
3642     // We have a template template parameter but the template
3643     // argument does not refer to a template.
3644     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
3645       << getLangOpts().CPlusPlus11;
3646     return true;
3647
3648   case TemplateArgument::Declaration:
3649     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
3650   case TemplateArgument::Integral:
3651     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
3652   case TemplateArgument::NullPtr:
3653     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
3654
3655   case TemplateArgument::Pack:
3656     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
3657   }
3658
3659   return false;
3660 }
3661
3662 /// \brief Diagnose an arity mismatch in the 
3663 static bool diagnoseArityMismatch(Sema &S, TemplateDecl *Template,
3664                                   SourceLocation TemplateLoc,
3665                                   TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3666   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
3667   unsigned NumParams = Params->size();
3668   unsigned NumArgs = TemplateArgs.size();
3669
3670   SourceRange Range;
3671   if (NumArgs > NumParams)
3672     Range = SourceRange(TemplateArgs[NumParams].getLocation(), 
3673                         TemplateArgs.getRAngleLoc());
3674   S.Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
3675     << (NumArgs > NumParams)
3676     << (isa<ClassTemplateDecl>(Template)? 0 :
3677         isa<FunctionTemplateDecl>(Template)? 1 :
3678         isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template)? 2 : 3)
3679     << Template << Range;
3680   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
3681     << Params->getSourceRange();
3682   return true;
3683 }
3684
3685 /// \brief Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
3686 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
3687 ///
3688 /// \code
3689 /// template<typename ...Ts> struct A {
3690 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
3691 /// };
3692 /// \endcode
3693 ///
3694 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
3695 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
3696 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
3697   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
3698         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3699     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
3700       return NTTP->getNumExpansionTypes();
3701   }
3702
3703   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
3704         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
3705     if (TTP->isExpandedParameterPack())
3706       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
3707   }
3708
3709   return None;
3710 }
3711
3712 /// Diagnose a missing template argument.
3713 template<typename TemplateParmDecl>
3714 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
3715                                     TemplateDecl *TD,
3716                                     const TemplateParmDecl *D,
3717                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
3718   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
3719   // declarations of the template that are more recent than TD.
3720   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
3721                                  ->getTemplateParameters()
3722                                  ->getParam(D->getIndex()));
3723
3724   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
3725   // missing a module import.
3726   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
3727   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
3728     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
3729                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
3730                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
3731                             /*Recover*/ true);
3732     return true;
3733   }
3734
3735   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
3736   // diagnose that it was declared too late.
3737
3738   return diagnoseArityMismatch(S, TD, Loc, Args);
3739 }
3740
3741 /// \brief Check that the given template argument list is well-formed
3742 /// for specializing the given template.
3743 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(TemplateDecl *Template,
3744                                      SourceLocation TemplateLoc,
3745                                      TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs,
3746                                      bool PartialTemplateArgs,
3747                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3748   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
3749   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
3750   // template.
3751   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
3752
3753   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
3754
3755   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
3756
3757   // C++ [temp.arg]p1:
3758   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
3759   //   a template-id shall match the type and form specified for the
3760   //   corresponding parameter declared by the template in its
3761   //   template-parameter-list.
3762   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
3763   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
3764   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
3765   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
3766   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
3767                                        ParamEnd = Params->end();
3768        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
3769     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
3770     // many arguments.
3771     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
3772       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
3773         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
3774         // them to the list.
3775         Converted.push_back(
3776             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
3777         ArgumentPack.clear();
3778
3779         // This argument is assigned to the next parameter.
3780         ++Param;
3781         continue;
3782       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
3783         // Not enough arguments for this parameter pack.
3784         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
3785           << false
3786           << (isa<ClassTemplateDecl>(Template)? 0 :
3787               isa<FunctionTemplateDecl>(Template)? 1 :
3788               isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template)? 2 : 3)
3789           << Template;
3790         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
3791           << Params->getSourceRange();
3792         return true;
3793       }
3794     }
3795
3796     if (ArgIdx < NumArgs) {
3797       // Check the template argument we were given.
3798       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
3799                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
3800                                 ArgumentPack.size(), Converted))
3801         return true;
3802
3803       bool PackExpansionIntoNonPack =
3804           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
3805           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
3806       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
3807         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
3808         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
3809         // can't be canonicalized, so reject it now.
3810         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
3811              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
3812           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
3813         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3814         return true;
3815       }
3816
3817       // We're now done with this argument.
3818       ++ArgIdx;
3819
3820       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
3821         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
3822         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
3823         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
3824         // arguments.
3825         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
3826       } else {
3827         // Move to the next template parameter.
3828         ++Param;
3829       }
3830
3831       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
3832       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
3833       // match up with.
3834       if (PackExpansionIntoNonPack) {
3835         if (!ArgumentPack.empty()) {
3836           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
3837           // fall back to just producing individual arguments.
3838           Converted.insert(Converted.end(),
3839                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
3840           ArgumentPack.clear();
3841         }
3842
3843         while (ArgIdx < NumArgs) {
3844           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
3845           ++ArgIdx;
3846         }
3847
3848         return false;
3849       }
3850
3851       continue;
3852     }
3853
3854     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
3855     if (PartialTemplateArgs) {
3856       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
3857         Converted.push_back(
3858             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
3859
3860       return false;
3861     }
3862
3863     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
3864     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
3865     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
3866       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
3867              "Should have dealt with this already");
3868
3869       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
3870       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
3871       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
3872       if (Param + 1 != ParamEnd)
3873         return true;
3874
3875       Converted.push_back(
3876           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
3877       ArgumentPack.clear();
3878
3879       ++Param;
3880       continue;
3881     }
3882
3883     // Check whether we have a default argument.
3884     TemplateArgumentLoc Arg;
3885
3886     // Retrieve the default template argument from the template
3887     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
3888     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
3889     // (when the template parameter was part of a nested template) into
3890     // the default argument.
3891     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
3892       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
3893         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
3894                                        NewArgs);
3895
3896       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
3897                                                              Template,
3898                                                              TemplateLoc,
3899                                                              RAngleLoc,
3900                                                              TTP,
3901                                                              Converted);
3902       if (!ArgType)
3903         return true;
3904
3905       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
3906                                 ArgType);
3907     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
3908                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
3909       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
3910         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
3911                                        NewArgs);
3912
3913       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3914                                                               TemplateLoc,
3915                                                               RAngleLoc,
3916                                                               NTTP,
3917                                                               Converted);
3918       if (E.isInvalid())
3919         return true;
3920
3921       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
3922       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
3923     } else {
3924       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
3925         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
3926
3927       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
3928         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
3929                                        NewArgs);
3930
3931       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
3932       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3933                                                        TemplateLoc,
3934                                                        RAngleLoc,
3935                                                        TempParm,
3936                                                        Converted,
3937                                                        QualifierLoc);
3938       if (Name.isNull())
3939         return true;
3940
3941       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
3942                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
3943     }
3944
3945     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
3946     // the default template argument.
3947     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
3948                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3949     if (Inst.isInvalid())
3950       return true;
3951
3952     // Check the default template argument.
3953     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
3954                               RAngleLoc, 0, Converted))
3955       return true;
3956
3957     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
3958     // parameter, keep track of the default template arguments from the
3959     // template definition.
3960     if (isTemplateTemplateParameter)
3961       NewArgs.addArgument(Arg);
3962
3963     // Move to the next template parameter and argument.
3964     ++Param;
3965     ++ArgIdx;
3966   }
3967
3968   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
3969   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
3970   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
3971   // still dependent).
3972   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
3973       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
3974     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
3975       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
3976   }
3977
3978   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
3979   // Complain and fail.
3980   if (ArgIdx < NumArgs)
3981     return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc, NewArgs);
3982
3983   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
3984   // to caller.
3985   TemplateArgs = std::move(NewArgs);
3986
3987   return false;
3988 }
3989
3990 namespace {
3991   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
3992     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
3993   {
3994     Sema &S;
3995     SourceRange SR;
3996
3997     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
3998
3999   public:
4000     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
4001
4002     bool Visit(QualType T) {
4003       return inherited::Visit(T.getTypePtr());
4004     }
4005
4006 #define TYPE(Class, Parent) \
4007     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
4008 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
4009     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4010 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
4011     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4012 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
4013
4014     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
4015     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
4016   };
4017 }
4018
4019 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
4020   return false;
4021 }
4022
4023 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
4024   return Visit(T->getElementType());
4025 }
4026
4027 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
4028   return Visit(T->getPointeeType());
4029 }
4030
4031 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
4032                                                     const BlockPointerType* T) {
4033   return Visit(T->getPointeeType());
4034 }
4035
4036 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
4037                                                 const LValueReferenceType* T) {
4038   return Visit(T->getPointeeType());
4039 }
4040
4041 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
4042                                                 const RValueReferenceType* T) {
4043   return Visit(T->getPointeeType());
4044 }
4045
4046 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
4047                                                   const MemberPointerType* T) {
4048   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
4049 }
4050
4051 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
4052                                                   const ConstantArrayType* T) {
4053   return Visit(T->getElementType());
4054 }
4055
4056 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
4057                                                  const IncompleteArrayType* T) {
4058   return Visit(T->getElementType());
4059 }
4060
4061 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
4062                                                    const VariableArrayType* T) {
4063   return Visit(T->getElementType());
4064 }
4065
4066 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
4067                                             const DependentSizedArrayType* T) {
4068   return Visit(T->getElementType());
4069 }
4070
4071 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
4072                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
4073   return Visit(T->getElementType());
4074 }
4075
4076 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
4077   return Visit(T->getElementType());
4078 }
4079
4080 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
4081   return Visit(T->getElementType());
4082 }
4083
4084 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
4085                                                   const FunctionProtoType* T) {
4086   for (const auto &A : T->param_types()) {
4087     if (Visit(A))
4088       return true;
4089   }
4090
4091   return Visit(T->getReturnType());
4092 }
4093
4094 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
4095                                                const FunctionNoProtoType* T) {
4096   return Visit(T->getReturnType());
4097 }
4098
4099 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
4100                                                   const UnresolvedUsingType*) {
4101   return false;
4102 }
4103
4104 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
4105   return false;
4106 }
4107
4108 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
4109   return Visit(T->getUnderlyingType());
4110 }
4111
4112 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
4113   return false;
4114 }
4115
4116 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
4117                                                     const UnaryTransformType*) {
4118   return false;
4119 }
4120
4121 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
4122   return Visit(T->getDeducedType());
4123 }
4124
4125 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
4126   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4127 }
4128
4129 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
4130   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4131 }
4132
4133 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
4134                                                  const TemplateTypeParmType*) {
4135   return false;
4136 }
4137
4138 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
4139                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
4140   return false;
4141 }
4142
4143 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
4144                                             const TemplateSpecializationType*) {
4145   return false;
4146 }
4147
4148 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
4149                                               const InjectedClassNameType* T) {
4150   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4151 }
4152
4153 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
4154                                                    const DependentNameType* T) {
4155   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
4156 }
4157
4158 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
4159                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
4160   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
4161 }
4162
4163 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
4164                                                    const PackExpansionType* T) {
4165   return Visit(T->getPattern());
4166 }
4167
4168 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
4169   return false;
4170 }
4171
4172 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
4173                                                    const ObjCInterfaceType *) {
4174   return false;
4175 }
4176
4177 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
4178                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
4179   return false;
4180 }
4181
4182 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
4183   return Visit(T->getValueType());
4184 }
4185
4186 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
4187   return false;
4188 }
4189
4190 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
4191   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
4192     S.Diag(SR.getBegin(),
4193            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4194              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
4195              diag::ext_template_arg_local_type)
4196       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
4197     return true;
4198   }
4199
4200   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
4201     S.Diag(SR.getBegin(),
4202            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4203              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
4204              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
4205     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
4206     return true;
4207   }
4208
4209   return false;
4210 }
4211
4212 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
4213                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
4214   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
4215     return true;
4216
4217   switch (NNS->getKind()) {
4218   case NestedNameSpecifier::Identifier:
4219   case NestedNameSpecifier::Namespace:
4220   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
4221   case NestedNameSpecifier::Global:
4222   case NestedNameSpecifier::Super:
4223     return false;
4224
4225   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
4226   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
4227     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
4228   }
4229   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
4230 }
4231
4232
4233 /// \brief Check a template argument against its corresponding
4234 /// template type parameter.
4235 ///
4236 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
4237 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
4238 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4239                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
4240   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
4241   QualType Arg = ArgInfo->getType();
4242   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
4243
4244   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
4245     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
4246   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
4247     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
4248   }
4249
4250   // C++03 [temp.arg.type]p2:
4251   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
4252   //   compounded from any of these types shall not be used as a
4253   //   template-argument for a template type-parameter.
4254   //
4255   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
4256   // a warning.
4257   bool NeedsCheck;
4258   if (LangOpts.CPlusPlus11)
4259     NeedsCheck =
4260         !Diags.isIgnored(diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type,
4261                          SR.getBegin()) ||
4262         !Diags.isIgnored(diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type,
4263                          SR.getBegin());
4264   else
4265     NeedsCheck = Arg->hasUnnamedOrLocalType();
4266
4267   if (NeedsCheck) {
4268     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
4269     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
4270   }
4271
4272   return false;
4273 }
4274
4275 enum NullPointerValueKind {
4276   NPV_NotNullPointer,
4277   NPV_NullPointer,
4278   NPV_Error
4279 };
4280
4281 /// \brief Determine whether the given template argument is a null pointer
4282 /// value of the appropriate type.
4283 static NullPointerValueKind
4284 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4285                                    QualType ParamType, Expr *Arg) {
4286   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
4287     return NPV_NotNullPointer;
4288
4289   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
4290     llvm_unreachable(
4291         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
4292
4293   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
4294     return NPV_NotNullPointer;
4295   
4296   // Determine whether we have a constant expression.
4297   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
4298   if (ArgRV.isInvalid())
4299     return NPV_Error;
4300   Arg = ArgRV.get();
4301   
4302   Expr::EvalResult EvalResult;
4303   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
4304   EvalResult.Diag = &Notes;
4305   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
4306       EvalResult.HasSideEffects) {
4307     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
4308     
4309     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
4310     // the caret at its location rather than producing an essentially
4311     // redundant note.
4312     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
4313         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
4314       DiagLoc = Notes[0].first;
4315       Notes.clear();
4316     }
4317     
4318     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
4319       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
4320     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
4321       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
4322     
4323     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4324     return NPV_Error;
4325   }
4326   
4327   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
4328   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
4329   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
4330     return NPV_NullPointer;
4331   
4332   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
4333   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
4334   //     (4.11); or
4335   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
4336       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
4337        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
4338     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
4339     bool ObjCLifetimeConversion;
4340     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
4341         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
4342                                      ObjCLifetimeConversion))
4343       return NPV_NullPointer;
4344     
4345     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
4346     // then recover as if the types were correct.
4347     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
4348       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4349     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4350     return NPV_NullPointer;
4351   }
4352
4353   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
4354   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
4355   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
4356     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
4357     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
4358         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
4359         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
4360                                       ")");
4361     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4362     return NPV_NullPointer;
4363   }
4364   
4365   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
4366   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
4367   // be interpreted by the caller.
4368   return NPV_NotNullPointer;
4369 }
4370
4371 /// \brief Checks whether the given template argument is compatible with its
4372 /// template parameter.
4373 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
4374     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
4375     Expr *Arg, QualType ArgType) {
4376   bool ObjCLifetimeConversion;
4377   if (ParamType->isPointerType() &&
4378       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
4379       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
4380                                   ObjCLifetimeConversion)) {
4381     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
4382     // permitted.
4383   } else {
4384     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
4385       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
4386         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
4387         //   For a non-type template-parameter of type reference to
4388         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
4389         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
4390         //   identical) type of the template- argument. The
4391         //   template-parameter is bound directly to the
4392         //   template-argument, which shall be an lvalue.
4393
4394         // FIXME: Other qualifiers?
4395         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
4396         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
4397
4398         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
4399           S.Diag(Arg->getLocStart(),
4400                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
4401             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
4402           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4403           return true;
4404         }
4405       }
4406     }
4407
4408     // At this point, the template argument refers to an object or
4409     // function with external linkage. We now need to check whether the
4410     // argument and parameter types are compatible.
4411     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
4412                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
4413       // We can't perform this conversion or binding.
4414       if (ParamType->isReferenceType())
4415         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
4416           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
4417       else
4418         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
4419           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4420       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4421       return true;
4422     }
4423   }
4424
4425   return false;
4426 }
4427
4428 /// \brief Checks whether the given template argument is the address
4429 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
4430 static bool
4431 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
4432                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4433                                                QualType ParamType,
4434                                                Expr *ArgIn,
4435                                                TemplateArgument &Converted) {
4436   bool Invalid = false;
4437   Expr *Arg = ArgIn;
4438   QualType ArgType = Arg->getType();
4439
4440   bool AddressTaken = false;
4441   SourceLocation AddrOpLoc;
4442   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
4443     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
4444     // dereference and address-of operators.
4445     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
4446
4447     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
4448     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
4449     SourceLocation FirstOpLoc;
4450     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4451       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
4452       if (UnOpKind == UO_Deref)
4453         ExtWarnMSTemplateArg = true;
4454       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
4455         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
4456         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
4457           FirstOpKind = UnOpKind;
4458           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
4459         }
4460       } else
4461         break;
4462     }
4463     if (FirstOpLoc.isValid()) {
4464       if (ExtWarnMSTemplateArg)
4465         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
4466           << ArgIn->getSourceRange();
4467
4468       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
4469         AddressTaken = true;
4470       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
4471         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
4472         // constant expression.
4473         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
4474         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4475           << Arg->getSourceRange();
4476       }
4477     }
4478   } else {
4479     // See through any implicit casts we added to fix the type.
4480     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
4481
4482     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4483     //
4484     //   A template-argument for a non-type, non-template
4485     //   template-parameter shall be one of: [...]
4486     //
4487     //     -- the address of an object or function with external
4488     //        linkage, including function templates and function
4489     //        template-ids but excluding non-static class members,
4490     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
4491     //        the name refers to a function or array, or if the
4492     //        corresponding template-parameter is a reference; or
4493
4494     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
4495     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
4496     bool ExtraParens = false;
4497     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
4498       if (!Invalid && !ExtraParens) {
4499         S.Diag(Arg->getLocStart(),
4500                S.getLangOpts().CPlusPlus11
4501                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
4502                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
4503             << Arg->getSourceRange();
4504         ExtraParens = true;
4505       }
4506
4507       Arg = Parens->getSubExpr();
4508     }
4509
4510     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4511                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4512       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4513
4514     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4515       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
4516         Arg = UnOp->getSubExpr();
4517         AddressTaken = true;
4518         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
4519       }
4520     }
4521
4522     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4523                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4524       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4525   }
4526
4527   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
4528   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
4529
4530   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
4531   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
4532     NullPointerValueKind NPV;
4533     // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
4534     // arguments.
4535     if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
4536       NPV = NPV_NotNullPointer;
4537     else
4538       NPV = isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn);
4539     switch (NPV) {
4540     case NPV_NullPointer:
4541       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
4542       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
4543                                    /*isNullPtr=*/true);
4544       return false;
4545
4546     case NPV_Error:
4547       return true;
4548
4549     case NPV_NotNullPointer:
4550       break;
4551     }
4552   }
4553
4554   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
4555   // it should be checked when instantiated.
4556   if (Arg->isValueDependent()) {
4557     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
4558     return false;
4559   }
4560
4561   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
4562     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
4563                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
4564       return true;
4565
4566     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
4567     return false;
4568   }
4569
4570   if (!DRE) {
4571     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4572     << Arg->getSourceRange();
4573     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4574     return true;
4575   }
4576
4577   // Cannot refer to non-static data members
4578   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
4579     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
4580       << Entity << Arg->getSourceRange();
4581     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4582     return true;
4583   }
4584
4585   // Cannot refer to non-static member functions
4586   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
4587     if (!Method->isStatic()) {
4588       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
4589         << Method << Arg->getSourceRange();
4590       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4591       return true;
4592     }
4593   }
4594
4595   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
4596   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
4597
4598   // A non-type template argument must refer to an object or function.
4599   if (!Func && !Var) {
4600     // We found something, but we don't know specifically what it is.
4601     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
4602       << Arg->getSourceRange();
4603     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4604     return true;
4605   }
4606
4607   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
4608   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
4609     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4610              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
4611              diag::ext_template_arg_object_internal)
4612       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
4613     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
4614       << !Func;
4615   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
4616     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
4617       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
4618     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
4619       << !Func;
4620     return true;
4621   }
4622
4623   if (Func) {
4624     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
4625     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
4626       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
4627     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
4628       // If we originally had an address-of operator, but the
4629       // parameter has reference type, complain and (if things look
4630       // like they will work) drop the address-of operator.
4631       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
4632                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
4633         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4634           << ParamType;
4635         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4636         return true;
4637       }
4638
4639       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4640         << ParamType
4641         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
4642       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4643
4644       ArgType = Func->getType();
4645     }
4646   } else {
4647     // A value of reference type is not an object.
4648     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
4649       S.Diag(Arg->getLocStart(),
4650              diag::err_template_arg_reference_var)
4651         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
4652       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4653       return true;
4654     }
4655
4656     // A template argument must have static storage duration.
4657     if (Var->getTLSKind()) {
4658       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
4659         << Arg->getSourceRange();
4660       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4661       return true;
4662     }
4663
4664     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
4665     // the address of this object.
4666     if (ParamType->isReferenceType()) {
4667       if (AddressTaken) {
4668         // If we originally had an address-of operator, but the
4669         // parameter has reference type, complain and (if things look
4670         // like they will work) drop the address-of operator.
4671         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
4672                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
4673           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4674             << ParamType;
4675           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4676           return true;
4677         }
4678
4679         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4680           << ParamType
4681           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
4682         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4683
4684         ArgType = Var->getType();
4685       }
4686     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
4687       if (Var->getType()->isArrayType()) {
4688         // Array-to-pointer decay.
4689         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
4690       } else {
4691         // If the template parameter has pointer type but the address of
4692         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
4693         // taking the address of the entity.
4694         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
4695         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
4696           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
4697             << ParamType;
4698           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4699           return true;
4700         }
4701
4702         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
4703           << ParamType
4704           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
4705
4706         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4707       }
4708     }
4709   }
4710
4711   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
4712                                                      Arg, ArgType))
4713     return true;
4714
4715   // Create the template argument.
4716   Converted =
4717       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
4718   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
4719   return false;
4720 }
4721
4722 /// \brief Checks whether the given template argument is a pointer to
4723 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
4724 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
4725                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4726                                                  QualType ParamType,
4727                                                  Expr *&ResultArg,
4728                                                  TemplateArgument &Converted) {
4729   bool Invalid = false;
4730
4731   // Check for a null pointer value.
4732   Expr *Arg = ResultArg;
4733   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, Arg)) {
4734   case NPV_Error:
4735     return true;
4736   case NPV_NullPointer:
4737     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
4738     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
4739                                  /*isNullPtr*/true);
4740     return false;
4741   case NPV_NotNullPointer:
4742     break;
4743   }
4744
4745   bool ObjCLifetimeConversion;
4746   if (S.IsQualificationConversion(Arg->getType(),
4747                                   ParamType.getNonReferenceType(),
4748                                   false, ObjCLifetimeConversion)) {
4749     Arg = S.ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_NoOp,
4750                               Arg->getValueKind()).get();
4751     ResultArg = Arg;
4752   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(),
4753                 ParamType.getNonReferenceType())) {
4754     // We can't perform this conversion.
4755     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
4756       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4757     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4758     return true;
4759   }
4760
4761   // See through any implicit casts we added to fix the type.
4762   while (ImplicitCastExpr *Cast = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(Arg))
4763     Arg = Cast->getSubExpr();
4764
4765   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4766   //
4767   //   A template-argument for a non-type, non-template
4768   //   template-parameter shall be one of: [...]
4769   //
4770   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
4771   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
4772
4773   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
4774   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
4775   bool ExtraParens = false;
4776   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
4777     if (!Invalid && !ExtraParens) {
4778       S.Diag(Arg->getLocStart(),
4779              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4780                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
4781                diag::ext_template_arg_extra_parens)
4782         << Arg->getSourceRange();
4783       ExtraParens = true;
4784     }
4785
4786     Arg = Parens->getSubExpr();
4787   }
4788
4789   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4790            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4791     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4792
4793   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
4794   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4795     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
4796       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
4797       if (DRE && !DRE->getQualifier())
4798         DRE = nullptr;
4799     }
4800   }
4801   // A constant of pointer-to-member type.
4802   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
4803     if (ValueDecl *VD = dyn_cast<ValueDecl>(DRE->getDecl())) {
4804       if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
4805         if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
4806           if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
4807             Converted = TemplateArgument(Arg);
4808           } else {
4809             VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
4810             Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
4811           }
4812           return Invalid;
4813         }
4814       }
4815     }
4816
4817     DRE = nullptr;
4818   }
4819
4820   if (!DRE)
4821     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
4822                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
4823       << Arg->getSourceRange();
4824
4825   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4826       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4827       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
4828     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4829             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4830             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
4831            "Only non-static member pointers can make it here");
4832
4833     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
4834     // a member pointer constant.
4835     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
4836       Converted = TemplateArgument(Arg);
4837     } else {
4838       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
4839       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
4840     }
4841     return Invalid;
4842   }
4843
4844   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
4845   S.Diag(Arg->getLocStart(),
4846          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
4847     << Arg->getSourceRange();
4848   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4849   return true;
4850 }
4851
4852 /// \brief Check a template argument against its corresponding
4853 /// non-type template parameter.
4854 ///
4855 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
4856 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
4857 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
4858 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
4859 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4860                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
4861                                        TemplateArgument &Converted,
4862                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4863   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
4864
4865   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
4866   // type-dependent, there's nothing we can check now.
4867   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
4868     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
4869     Converted = TemplateArgument(Arg);
4870     return Arg;
4871   }
4872
4873   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
4874   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
4875          "non-type template parameter type cannot be qualified");
4876
4877   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
4878       !Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType, Arg->getType())) {
4879     // C++ [temp.deduct.type]p17:
4880     //   If, in the declaration of a function template with a non-type
4881     //   template-parameter, the non-type template-parameter is used
4882     //   in an expression in the function parameter-list and, if the
4883     //   corresponding template-argument is deduced, the
4884     //   template-argument type shall match the type of the
4885     //   template-parameter exactly, except that a template-argument
4886     //   deduced from an array bound may be of any integral type.
4887     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
4888       << Arg->getType().getUnqualifiedType()
4889       << ParamType.getUnqualifiedType();
4890     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4891     return ExprError();
4892   }
4893
4894   if (getLangOpts().CPlusPlus1z) {
4895     // FIXME: We can do some limited checking for a value-dependent but not
4896     // type-dependent argument.
4897     if (Arg->isValueDependent()) {
4898       Converted = TemplateArgument(Arg);
4899       return Arg;
4900     }
4901
4902     // C++1z [temp.arg.nontype]p1:
4903     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
4904     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
4905     APValue Value;
4906     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
4907         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
4908     if (ArgResult.isInvalid())
4909       return ExprError();
4910
4911     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
4912
4913     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
4914     switch (Value.getKind()) {
4915     case APValue::Uninitialized:
4916       assert(ParamType->isNullPtrType());
4917       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
4918       break;
4919     case APValue::Int:
4920       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
4921       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
4922       break;
4923     case APValue::MemberPointer: {
4924       assert(ParamType->isMemberPointerType());
4925
4926       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
4927       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
4928         Diag(Arg->getLocStart(),
4929              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
4930             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
4931             << Arg->getSourceRange();
4932         return ExprError();
4933       }
4934
4935       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
4936       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
4937                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
4938       break;
4939     }
4940     case APValue::LValue: {
4941       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
4942       //   the value of the constant expression shall not refer to
4943       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
4944              ParamType->isNullPtrType());
4945       // -- a temporary object
4946       // -- a string literal
4947       // -- the result of a typeid expression, or
4948       // -- a predefind __func__ variable
4949       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
4950         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
4951           Converted = TemplateArgument(const_cast<Expr*>(E));
4952           break;
4953         }
4954         Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4955           << Arg->getSourceRange();
4956         return ExprError();
4957       }
4958       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
4959           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
4960       // -- a subobject
4961       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
4962           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
4963           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
4964           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
4965         // Per defect report (no number yet):
4966         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
4967         //       object.
4968       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
4969                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
4970         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
4971           << Value.getAsString(Context, ParamType);
4972         return ExprError();
4973       }
4974       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
4975              "null reference should not be a constant expression");
4976       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
4977              "non-null value of type nullptr_t?");
4978       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
4979                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
4980       break;
4981     }
4982     case APValue::AddrLabelDiff:
4983       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
4984     case APValue::Float:
4985     case APValue::ComplexInt:
4986     case APValue::ComplexFloat:
4987     case APValue::Vector:
4988     case APValue::Array:
4989     case APValue::Struct:
4990     case APValue::Union:
4991       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
4992     }
4993
4994     return ArgResult.get();
4995   }
4996
4997   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
4998   //   The following conversions are performed on each expression used
4999   //   as a non-type template-argument. If a non-type
5000   //   template-argument cannot be converted to the type of the
5001   //   corresponding template-parameter then the program is
5002   //   ill-formed.
5003   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
5004     // C++11:
5005     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5006     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
5007     //      constant expression are applied.
5008     //
5009     // C++98:
5010     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5011     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
5012     //      conversions (4.7) are applied.
5013
5014     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
5015       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
5016       // FIXME: If there's no viable conversion to the template parameter type,
5017       // we should be able to diagnose that prior to instantiation.
5018       if (Arg->isValueDependent()) {
5019         Converted = TemplateArgument(Arg);
5020         return Arg;
5021       }
5022
5023       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5024       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5025       //   shall be one of:
5026       //
5027       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
5028       //        type, a converted constant expression of the type of the
5029       //        template-parameter; or
5030       llvm::APSInt Value;
5031       ExprResult ArgResult =
5032         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
5033                                          CCEK_TemplateArg);
5034       if (ArgResult.isInvalid())
5035         return ExprError();
5036
5037       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
5038       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
5039       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
5040       QualType IntegerType = ParamType;
5041       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
5042         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
5043       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
5044
5045       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
5046                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
5047       return ArgResult;
5048     }
5049
5050     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
5051     if (ArgResult.isInvalid())
5052       return ExprError();
5053     Arg = ArgResult.get();
5054
5055     QualType ArgType = Arg->getType();
5056
5057     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5058     //   A template-argument for a non-type, non-template
5059     //   template-parameter shall be one of:
5060     //
5061     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
5062     //        type; or
5063     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
5064     SourceLocation NonConstantLoc;
5065     llvm::APSInt Value;
5066     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
5067       Diag(Arg->getLocStart(),
5068            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
5069         << ArgType << Arg->getSourceRange();
5070       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5071       return ExprError();
5072     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
5073       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
5074         QualType T;
5075         
5076       public:
5077         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
5078
5079         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
5080                             SourceRange SR) override {
5081           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
5082         }
5083       } Diagnoser(ArgType);
5084
5085       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
5086                                             false).get();
5087       if (!Arg)
5088         return ExprError();
5089     }
5090
5091     // From here on out, all we care about is the unqualified form
5092     // of the argument type.
5093     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
5094
5095     // Try to convert the argument to the parameter's type.
5096     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
5097       // Okay: no conversion necessary
5098     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
5099       // This is an integral-to-boolean conversion.
5100       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
5101     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
5102                !ParamType->isEnumeralType()) {
5103       // This is an integral promotion or conversion.
5104       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
5105     } else {
5106       // We can't perform this conversion.
5107       Diag(Arg->getLocStart(),
5108            diag::err_template_arg_not_convertible)
5109         << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5110       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5111       return ExprError();
5112     }
5113
5114     // Add the value of this argument to the list of converted
5115     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
5116     // parameter.
5117     if (Arg->isValueDependent()) {
5118       // The argument is value-dependent. Create a new
5119       // TemplateArgument with the converted expression.
5120       Converted = TemplateArgument(Arg);
5121       return Arg;
5122     }
5123
5124     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
5125     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
5126       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
5127
5128     if (ParamType->isBooleanType()) {
5129       // Value must be zero or one.
5130       Value = Value != 0;
5131       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
5132       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
5133         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
5134       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
5135     } else {
5136       llvm::APSInt OldValue = Value;
5137       
5138       // Coerce the template argument's value to the value it will have
5139       // based on the template parameter's type.
5140       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
5141       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
5142         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
5143       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
5144       
5145       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
5146       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
5147                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
5148         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
5149           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
5150           << Arg->getSourceRange();
5151         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5152       }
5153       
5154       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
5155       unsigned RequiredBits;
5156       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
5157         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
5158       else if (OldValue.isUnsigned())
5159         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
5160       else
5161         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
5162       if (RequiredBits > AllowedBits) {
5163         Diag(Arg->getLocStart(),
5164              diag::warn_template_arg_too_large)
5165           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
5166           << Arg->getSourceRange();
5167         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5168       }
5169     }
5170
5171     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
5172                                  ParamType->isEnumeralType() 
5173                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
5174                                    : IntegerType);
5175     return Arg;
5176   }
5177
5178   QualType ArgType = Arg->getType();
5179   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
5180
5181   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
5182   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
5183   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
5184       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
5185       //    applied. If the template-argument represents a set of
5186       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
5187       //    function is selected from the set (13.4).
5188       (ParamType->isPointerType() &&
5189        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
5190       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
5191       //    function, no conversions apply. If the template-argument
5192       //    represents a set of overloaded functions, the matching
5193       //    function is selected from the set (13.4).
5194       (ParamType->isReferenceType() &&
5195        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
5196       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
5197       //    member function, no conversions apply. If the
5198       //    template-argument represents a set of overloaded member
5199       //    functions, the matching member function is selected from
5200       //    the set (13.4).
5201       (ParamType->isMemberPointerType() &&
5202        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
5203          ->isFunctionType())) {
5204
5205     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
5206       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
5207                                                                 true,
5208                                                                 FoundResult)) {
5209         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
5210           return ExprError();
5211
5212         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
5213         ArgType = Arg->getType();
5214       } else
5215         return ExprError();
5216     }
5217
5218     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
5219       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5220                                                          ParamType,
5221                                                          Arg, Converted))
5222         return ExprError();
5223       return Arg;
5224     }
5225
5226     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
5227                                              Converted))
5228       return ExprError();
5229     return Arg;
5230   }
5231
5232   if (ParamType->isPointerType()) {
5233     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
5234     //      object, qualification conversions (4.4) and the
5235     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
5236     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
5237     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
5238            "Only object pointers allowed here");
5239
5240     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5241                                                        ParamType,
5242                                                        Arg, Converted))
5243       return ExprError();
5244     return Arg;
5245   }
5246
5247   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5248     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
5249     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
5250     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5251     //      identical) type of the template-argument. The
5252     //      template-parameter is bound directly to the
5253     //      template-argument, which must be an lvalue.
5254     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
5255            "Only object references allowed here");
5256
5257     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
5258       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
5259                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
5260                                                                 true,
5261                                                                 FoundResult)) {
5262         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
5263           return ExprError();
5264
5265         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
5266         ArgType = Arg->getType();
5267       } else
5268         return ExprError();
5269     }
5270
5271     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5272                                                        ParamType,
5273                                                        Arg, Converted))
5274       return ExprError();
5275     return Arg;
5276   }
5277
5278   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
5279   if (ParamType->isNullPtrType()) {
5280     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5281       Converted = TemplateArgument(Arg);
5282       return Arg;
5283     }
5284     
5285     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
5286     case NPV_NotNullPointer:
5287       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5288         << Arg->getType() << ParamType;
5289       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5290       return ExprError();
5291       
5292     case NPV_Error:
5293       return ExprError();
5294       
5295     case NPV_NullPointer:
5296       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5297       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
5298                                    /*isNullPtr*/true);
5299       return Arg;
5300     }
5301   }
5302
5303   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
5304   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
5305   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
5306
5307   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
5308                                            Converted))
5309     return ExprError();
5310   return Arg;
5311 }
5312
5313 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5314 /// template template parameter.
5315 ///
5316 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
5317 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
5318 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTemplateParmDecl *Param,
5319                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
5320                                  unsigned ArgumentPackIndex) {
5321   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
5322   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
5323   if (!Template) {
5324     // Any dependent template name is fine.
5325     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
5326     return false;
5327   }
5328
5329   // C++0x [temp.arg.template]p1:
5330   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
5331   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
5332   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
5333   //   primary class templates are considered when matching the
5334   //   template template argument with the corresponding parameter;
5335   //   partial specializations are not considered even if their
5336   //   parameter lists match that of the template template parameter.
5337   //
5338   // Note that we also allow template template parameters here, which
5339   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
5340   // partial specializations.
5341   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
5342       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
5343       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
5344     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
5345            "Only function templates are possible here");
5346     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_class_template);
5347     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
5348       << Template;
5349   }
5350
5351   TemplateParameterList *Params = Param->getTemplateParameters();
5352   if (Param->isExpandedParameterPack())
5353     Params = Param->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
5354
5355   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
5356                                          Params,
5357                                          true,
5358                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
5359                                          Arg.getLocation());
5360 }
5361
5362 /// \brief Given a non-type template argument that refers to a
5363 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
5364 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
5365 /// declaration.
5366 ExprResult
5367 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
5368                                               QualType ParamType,
5369                                               SourceLocation Loc) {
5370   // C++ [temp.param]p8:
5371   //
5372   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
5373   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
5374   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
5375   if (ParamType->isArrayType())
5376     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
5377   else if (ParamType->isFunctionType())
5378     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
5379
5380   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
5381   // parameter's type.
5382   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
5383     return ImpCastExprToType(
5384              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
5385                              ParamType,
5386                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
5387                                ? CK_NullToMemberPointer
5388                                : CK_NullToPointer);
5389   }
5390   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
5391          "Only declaration template arguments permitted here");
5392
5393   ValueDecl *VD = cast<ValueDecl>(Arg.getAsDecl());
5394
5395   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
5396       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
5397        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
5398     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
5399     // Determine whether the non-type template template parameter is of
5400     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
5401     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
5402     // would refer to the member itself.
5403     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
5404       QualType ClassType
5405         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
5406       NestedNameSpecifier *Qualifier
5407         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
5408                                       ClassType.getTypePtr());
5409       CXXScopeSpec SS;
5410       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
5411
5412       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
5413       // internal consistency's sake, references to instance methods
5414       // are r-values.
5415       ExprValueKind VK = VK_LValue;
5416       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
5417         VK = VK_RValue;
5418
5419       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
5420                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
5421                                             VK,
5422                                             Loc,
5423                                             &SS);
5424       if (RefExpr.isInvalid())
5425         return ExprError();
5426
5427       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
5428
5429       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
5430       // the element type on the parameter could be more qualified than the
5431       // element type in the expression we constructed.
5432       bool ObjCLifetimeConversion;
5433       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
5434                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
5435                                     ObjCLifetimeConversion))
5436         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
5437
5438       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
5439              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
5440                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
5441       return RefExpr;
5442     }
5443   }
5444
5445   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
5446
5447   if (ParamType->isPointerType()) {
5448     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
5449     // address of the declaration.
5450     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
5451     if (RefExpr.isInvalid())
5452       return ExprError();
5453
5454     if (T->isFunctionType() || T->isArrayType()) {
5455       // Decay functions and arrays.
5456       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
5457       if (RefExpr.isInvalid())
5458         return ExprError();
5459
5460       return RefExpr;
5461     }
5462
5463     // Take the address of everything else
5464     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
5465   }
5466
5467   ExprValueKind VK = VK_RValue;
5468
5469   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
5470   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
5471   // type that the reference refers to.
5472   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5473     VK = VK_LValue;
5474     T = Context.getQualifiedType(T,
5475                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
5476   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
5477     // References to functions are always lvalues.
5478     VK = VK_LValue;
5479   }
5480
5481   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
5482 }
5483
5484 /// \brief Construct a new expression that refers to the given
5485 /// integral template argument with the given source-location
5486 /// information.
5487 ///
5488 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
5489 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
5490 /// literal value.
5491 ExprResult
5492 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
5493                                                   SourceLocation Loc) {
5494   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
5495          "Operation is only valid for integral template arguments");
5496   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
5497
5498   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
5499   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
5500   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
5501   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
5502   // type of literal for it.
5503   QualType T = OrigT;
5504   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
5505     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
5506
5507   Expr *E;
5508   if (T->isAnyCharacterType()) {
5509     // This does not need to handle u8 character literals because those are
5510     // of type char, and so can also be covered by an ASCII character literal.
5511     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
5512     if (T->isWideCharType())
5513       Kind = CharacterLiteral::Wide;
5514     else if (T->isChar16Type())
5515       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
5516     else if (T->isChar32Type())
5517       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
5518     else
5519       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
5520
5521     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
5522                                        Kind, T, Loc);
5523   } else if (T->isBooleanType()) {
5524     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
5525                                          T, Loc);
5526   } else if (T->isNullPtrType()) {
5527     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
5528   } else {
5529     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
5530   }
5531
5532   if (OrigT->isEnumeralType()) {
5533     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
5534     // non-type template parameters.
5535     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
5536                                nullptr,
5537                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
5538                                Loc, Loc);
5539   }
5540   
5541   return E;
5542 }
5543
5544 /// \brief Match two template parameters within template parameter lists.
5545 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
5546                                        bool Complain,
5547                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
5548                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
5549   // Check the actual kind (type, non-type, template).
5550   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
5551     if (Complain) {
5552       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
5553       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5554         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5555         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
5556       }
5557       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
5558         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5559       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
5560         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5561     }
5562
5563     return false;
5564   }
5565
5566   // Check that both are parameter packs are neither are parameter packs.
5567   // However, if we are matching a template template argument to a
5568   // template template parameter, the template template parameter can have
5569   // a parameter pack where the template template argument does not.
5570   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
5571       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
5572         Old->isTemplateParameterPack())) {
5573     if (Complain) {
5574       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
5575       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5576         S.Diag(TemplateArgLoc,
5577              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5578         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
5579       }
5580
5581       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
5582                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
5583                       : 2;
5584       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
5585         << ParamKind << New->isParameterPack();
5586       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
5587         << ParamKind << Old->isParameterPack();
5588     }
5589
5590     return false;
5591   }
5592
5593   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
5594   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
5595                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
5596     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
5597
5598     // If we are matching a template template argument to a template
5599     // template parameter and one of the non-type template parameter types
5600     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
5601     // to actually compare the arguments.
5602     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
5603         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
5604          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
5605       return true;
5606
5607     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
5608       if (Complain) {
5609         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
5610         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5611           S.Diag(TemplateArgLoc,
5612                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5613           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
5614         }
5615         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
5616           << NewNTTP->getType()
5617           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5618         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
5619                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
5620           << OldNTTP->getType();
5621       }
5622
5623       return false;
5624     }
5625
5626     return true;
5627   }
5628
5629   // For template template parameters, check the template parameter types.
5630   // The template parameter lists of template template
5631   // parameters must agree.
5632   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
5633                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
5634     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
5635     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
5636                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
5637                                             Complain,
5638                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
5639                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
5640                                            : Kind),
5641                                             TemplateArgLoc);
5642   }
5643
5644   return true;
5645 }
5646
5647 /// \brief Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
5648 /// lists.
5649 static
5650 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
5651                                                 TemplateParameterList *New,
5652                                                 TemplateParameterList *Old,
5653                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
5654                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
5655   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
5656   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5657     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5658     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
5659   }
5660   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
5661     << (New->size() > Old->size())
5662     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
5663     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
5664   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
5665     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
5666     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
5667 }
5668
5669 /// \brief Determine whether the given template parameter lists are
5670 /// equivalent.
5671 ///
5672 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
5673 /// source code as part of a new template declaration.
5674 ///
5675 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
5676 /// name lookup of the template declared with this template parameter
5677 /// list.
5678 ///
5679 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
5680 /// the template parameter lists are not equivalent.
5681 ///
5682 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
5683 ///
5684 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
5685 /// are actually checking the template parameter list of a template
5686 /// argument (New) against the template parameter list of its
5687 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
5688 /// slightly different diagnostics in this scenario.
5689 ///
5690 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
5691 /// otherwise.
5692 bool
5693 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
5694                                      TemplateParameterList *Old,
5695                                      bool Complain,
5696                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
5697                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
5698   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
5699     if (Complain)
5700       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5701                                                  TemplateArgLoc);
5702
5703     return false;
5704   }
5705
5706   // C++0x [temp.arg.template]p3:
5707   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
5708   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
5709   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
5710   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
5711   //   template-parameter-list of P. [...]
5712   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
5713   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
5714   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
5715                                     OldParmEnd = Old->end();
5716        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
5717     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
5718         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
5719       if (NewParm == NewParmEnd) {
5720         if (Complain)
5721           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5722                                                      TemplateArgLoc);
5723
5724         return false;
5725       }
5726
5727       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
5728                                       Kind, TemplateArgLoc))
5729         return false;
5730
5731       ++NewParm;
5732       continue;
5733     }
5734
5735     // C++0x [temp.arg.template]p3:
5736     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
5737     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
5738     //   template parameters or template parameter packs in the
5739     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
5740     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
5741     //   parameters are template parameter packs).
5742     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
5743       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
5744                                       Kind, TemplateArgLoc))
5745         return false;
5746     }
5747   }
5748
5749   // Make sure we exhausted all of the arguments.
5750   if (NewParm != NewParmEnd) {
5751     if (Complain)
5752       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5753                                                  TemplateArgLoc);
5754
5755     return false;
5756   }
5757
5758   return true;
5759 }
5760
5761 /// \brief Check whether a template can be declared within this scope.
5762 ///
5763 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
5764 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
5765 bool
5766 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
5767   if (!S)
5768     return false;
5769
5770   // Find the nearest enclosing declaration scope.
5771   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
5772          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
5773     S = S->getParent();
5774
5775   // C++ [temp]p4:
5776   //   A template [...] shall not have C linkage.
5777   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
5778   if (Ctx && Ctx->isExternCContext())
5779     return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
5780              << TemplateParams->getSourceRange();
5781
5782   while (Ctx && isa<LinkageSpecDecl>(Ctx))
5783     Ctx = Ctx->getParent();
5784
5785   // C++ [temp]p2:
5786   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
5787   //   class scope declaration.
5788   if (Ctx) {
5789     if (Ctx->isFileContext())
5790       return false;
5791     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
5792       // C++ [temp.mem]p2:
5793       //   A local class shall not have member templates.
5794       if (RD->isLocalClass())
5795         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
5796                     diag::err_template_inside_local_class)
5797           << TemplateParams->getSourceRange();
5798       else
5799         return false;
5800     }
5801   }
5802
5803   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
5804               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
5805     << TemplateParams->getSourceRange();
5806 }
5807
5808 /// \brief Determine what kind of template specialization the given declaration
5809 /// is.
5810 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
5811   if (!D)
5812     return TSK_Undeclared;
5813
5814   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
5815     return Record->getTemplateSpecializationKind();
5816   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
5817     return Function->getTemplateSpecializationKind();
5818   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
5819     return Var->getTemplateSpecializationKind();
5820
5821   return TSK_Undeclared;
5822 }
5823
5824 /// \brief Check whether a specialization is well-formed in the current
5825 /// context.
5826 ///
5827 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
5828 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
5829 ///
5830 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
5831 /// performed.
5832 ///
5833 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
5834 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
5835 /// a member of a class template (member function, static data member,
5836 /// member class).
5837 ///
5838 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
5839 ///
5840 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
5841 /// this entity.
5842 ///
5843 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
5844 /// a class template.
5845 ///
5846 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
5847 /// otherwise.
5848 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
5849                                              NamedDecl *Specialized,
5850                                              NamedDecl *PrevDecl,
5851                                              SourceLocation Loc,
5852                                              bool IsPartialSpecialization) {
5853   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
5854   // various diagnostics emitted by this routine.
5855   int EntityKind = 0;
5856   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
5857     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
5858   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
5859     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
5860   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
5861     EntityKind = 4;
5862   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
5863     EntityKind = 5;
5864   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
5865     EntityKind = 6;
5866   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
5867     EntityKind = 7;
5868   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5869     EntityKind = 8;
5870   else {
5871     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
5872       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
5873     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5874     return true;
5875   }
5876
5877   // C++ [temp.expl.spec]p2:
5878   //   An explicit specialization shall be declared in the namespace
5879   //   of which the template is a member, or, for member templates, in
5880   //   the namespace of which the enclosing class or enclosing class
5881   //   template is a member. An explicit specialization of a member
5882   //   function, member class or static data member of a class
5883   //   template shall be declared in the namespace of which the class
5884   //   template is a member. Such a declaration may also be a
5885   //   definition. If the declaration is not a definition, the
5886   //   specialization may be defined later in the name- space in which
5887   //   the explicit specialization was declared, or in a namespace
5888   //   that encloses the one in which the explicit specialization was
5889   //   declared.
5890   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5891     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
5892       << Specialized;
5893     return true;
5894   }
5895
5896   if (S.CurContext->isRecord() && !IsPartialSpecialization) {
5897     if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5898       // Do not warn for class scope explicit specialization during
5899       // instantiation, warning was already emitted during pattern
5900       // semantic analysis.
5901       if (!S.ActiveTemplateInstantiations.size())
5902         S.Diag(Loc, diag::ext_function_specialization_in_class)
5903           << Specialized;
5904     } else {
5905       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
5906         << Specialized;
5907       return true;
5908     }
5909   }
5910
5911   if (S.CurContext->isRecord() &&
5912       !S.CurContext->Equals(Specialized->getDeclContext())) {
5913     // Make sure that we're specializing in the right record context.
5914     // Otherwise, things can go horribly wrong.
5915     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
5916       << Specialized;
5917     return true;
5918   }
5919   
5920   // C++ [temp.class.spec]p6:
5921   //   A class template partial specialization may be declared or redeclared
5922   //   in any namespace scope in which its definition may be defined (14.5.1
5923   //   and 14.5.2).
5924   DeclContext *SpecializedContext
5925     = Specialized->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
5926   DeclContext *DC = S.CurContext->getEnclosingNamespaceContext();
5927
5928   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in an enclosing
5929   // namespace.
5930   // Note that HandleDeclarator() performs this check for explicit
5931   // specializations of function templates, static data members, and member
5932   // functions, so we skip the check here for those kinds of entities.
5933   // FIXME: HandleDeclarator's diagnostics aren't quite as good, though.
5934   // Should we refactor that check, so that it occurs later?
5935   if (!DC->Encloses(SpecializedContext) &&
5936       !(isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized) ||
5937         isa<FunctionDecl>(Specialized) ||
5938         isa<VarTemplateDecl>(Specialized) ||
5939         isa<VarDecl>(Specialized))) {
5940     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
5941       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
5942         << EntityKind << Specialized;
5943     else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
5944       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
5945       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt)
5946         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
5947       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
5948                         << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
5949     } else
5950       llvm_unreachable("unexpected namespace context for specialization");
5951
5952     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5953   } else if ((!PrevDecl ||
5954               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) == TSK_Undeclared ||
5955               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) ==
5956                   TSK_ImplicitInstantiation)) {
5957     // C++ [temp.exp.spec]p2:
5958     //   An explicit specialization shall be declared in the namespace of which
5959     //   the template is a member, or, for member templates, in the namespace
5960     //   of which the enclosing class or enclosing class template is a member.
5961     //   An explicit specialization of a member function, member class or
5962     //   static data member of a class template shall be declared in the
5963     //   namespace of which the class template is a member.
5964     //
5965     // C++11 [temp.expl.spec]p2:
5966     //   An explicit specialization shall be declared in a namespace enclosing
5967     //   the specialized template.
5968     // C++11 [temp.explicit]p3:
5969     //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
5970     //   template.
5971     if (!DC->InEnclosingNamespaceSetOf(SpecializedContext)) {
5972       bool IsCPlusPlus11Extension = DC->Encloses(SpecializedContext);
5973       if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext)) {
5974         assert(!IsCPlusPlus11Extension &&
5975                "DC encloses TU but isn't in enclosing namespace set");
5976         S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_out_of_scope_global)
5977           << EntityKind << Specialized;
5978       } else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
5979         int Diag;
5980         if (!IsCPlusPlus11Extension)
5981           Diag = diag::err_template_spec_decl_out_of_scope;
5982         else if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5983           Diag = diag::ext_template_spec_decl_out_of_scope;
5984         else
5985           Diag = diag::warn_cxx98_compat_template_spec_decl_out_of_scope;
5986         S.Diag(Loc, Diag)
5987           << EntityKind << Specialized << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
5988       }
5989
5990       S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5991     }
5992   }
5993
5994   return false;
5995 }
5996
5997 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, Expr *E) {
5998   if (!E->isInstantiationDependent())
5999     return SourceLocation();
6000   DependencyChecker Checker(Depth);
6001   Checker.TraverseStmt(E);
6002   if (Checker.Match && Checker.MatchLoc.isInvalid())
6003     return E->getSourceRange();
6004   return Checker.MatchLoc;
6005 }
6006
6007 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
6008   if (!TL.getType()->isDependentType())
6009     return SourceLocation();
6010   DependencyChecker Checker(Depth);
6011   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
6012   if (Checker.Match && Checker.MatchLoc.isInvalid())
6013     return TL.getSourceRange();
6014   return Checker.MatchLoc;
6015 }
6016
6017 /// \brief Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
6018 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
6019 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
6020     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
6021     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
6022   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
6023     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
6024       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
6025               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
6026               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
6027         return true;
6028
6029       continue;
6030     }
6031
6032     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
6033       continue;
6034
6035     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
6036
6037     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
6038     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
6039       ArgExpr = Expansion->getPattern();
6040
6041     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
6042     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
6043       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
6044
6045     // C++ [temp.class.spec]p8:
6046     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
6047     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
6048     //   specialized.
6049     //
6050     // Below, we check the two conditions that only apply to
6051     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
6052     // arguments.
6053     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
6054       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
6055         continue;
6056
6057     // C++ [temp.class.spec]p9:
6058     //   Within the argument list of a class template partial
6059     //   specialization, the following restrictions apply:
6060     //     -- A partially specialized non-type argument expression
6061     //        shall not involve a template parameter of the partial
6062     //        specialization except when the argument expression is a
6063     //        simple identifier.
6064     SourceRange ParamUseRange =
6065         findTemplateParameter(Param->getDepth(), ArgExpr);
6066     if (ParamUseRange.isValid()) {
6067       if (IsDefaultArgument) {
6068         S.Diag(TemplateNameLoc,
6069                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
6070         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
6071                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
6072           << ParamUseRange;
6073       } else {
6074         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
6075                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
6076           << ParamUseRange;
6077       }
6078       return true;
6079     }
6080
6081     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
6082     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
6083     //        parameter of the specialization.
6084     //
6085     // FIXME: We need to delay this check until instantiation in some cases:
6086     //
6087     //   template<template<typename> class X> struct A {
6088     //     template<typename T, X<T> N> struct B;
6089     //     template<typename T> struct B<T, 0>;
6090     //   };
6091     //   template<typename> using X = int;
6092     //   A<X>::B<int, 0> b;
6093     ParamUseRange = findTemplateParameter(
6094             Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
6095     if (ParamUseRange.isValid()) {
6096       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
6097              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
6098         << Param->getType() << ParamUseRange;
6099       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
6100         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange());
6101       return true;
6102     }
6103   }
6104
6105   return false;
6106 }
6107
6108 /// \brief Check the non-type template arguments of a class template
6109 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
6110 ///
6111 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
6112 /// \param TemplateParams the template parameters of the primary class
6113 ///        template.
6114 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
6115 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
6116 ///        partial specialization.
6117 ///
6118 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
6119 static bool CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
6120     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc,
6121     TemplateParameterList *TemplateParams, unsigned NumExplicit,
6122     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &TemplateArgs) {
6123   const TemplateArgument *ArgList = TemplateArgs.data();
6124
6125   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
6126     NonTypeTemplateParmDecl *Param
6127       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
6128     if (!Param)
6129       continue;
6130
6131     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
6132             S, TemplateNameLoc, Param, &ArgList[I], 1, I >= NumExplicit))
6133       return true;
6134   }
6135
6136   return false;
6137 }
6138
6139 DeclResult
6140 Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(Scope *S, unsigned TagSpec,
6141                                        TagUseKind TUK,
6142                                        SourceLocation KWLoc,
6143                                        SourceLocation ModulePrivateLoc,
6144                                        TemplateIdAnnotation &TemplateId,
6145                                        AttributeList *Attr,
6146                                        MultiTemplateParamsArg
6147                                            TemplateParameterLists,
6148                                        SkipBodyInfo *SkipBody) {
6149   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
6150
6151   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
6152
6153   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
6154   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
6155   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
6156     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
6157   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
6158   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
6159   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
6160
6161   // Find the class template we're specializing
6162   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
6163   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
6164     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
6165
6166   if (!ClassTemplate) {
6167     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
6168       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
6169           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
6170     return true;
6171   }
6172
6173   bool isExplicitSpecialization = false;
6174   bool isPartialSpecialization = false;
6175
6176   // Check the validity of the template headers that introduce this
6177   // template.
6178   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
6179   // friend declarations.
6180   bool Invalid = false;
6181   TemplateParameterList *TemplateParams =
6182       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
6183           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
6184           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isExplicitSpecialization,
6185           Invalid);
6186   if (Invalid)
6187     return true;
6188
6189   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
6190     isPartialSpecialization = true;
6191
6192     if (TUK == TUK_Friend) {
6193       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
6194         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
6195       return true;
6196     }
6197
6198     // C++ [temp.class.spec]p10:
6199     //   The template parameter list of a specialization shall not
6200     //   contain default template argument values.
6201     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
6202       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
6203       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
6204         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
6205           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
6206                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
6207           TTP->removeDefaultArgument();
6208         }
6209       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
6210                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
6211         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
6212           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
6213                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
6214             << DefArg->getSourceRange();
6215           NTTP->removeDefaultArgument();
6216         }
6217       } else {
6218         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
6219         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
6220           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
6221                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
6222             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
6223           TTP->removeDefaultArgument();
6224         }
6225       }
6226     }
6227   } else if (TemplateParams) {
6228     if (TUK == TUK_Friend)
6229       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
6230         << FixItHint::CreateRemoval(
6231                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6232                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
6233         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
6234     else
6235       isExplicitSpecialization = true;
6236   } else {
6237     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
6238   }
6239
6240   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
6241   // original template.
6242   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
6243   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
6244   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
6245                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
6246                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
6247     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
6248       << ClassTemplate
6249       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
6250                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
6251     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
6252          diag::note_previous_use);
6253     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
6254   }
6255
6256   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
6257   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
6258       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
6259
6260   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
6261   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
6262     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
6263                                         UPPC_PartialSpecialization))
6264       return true;
6265
6266   // Check that the template argument list is well-formed for this
6267   // template.
6268   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
6269   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
6270                                 TemplateArgs, false, Converted))
6271     return true;
6272
6273   // Find the class template (partial) specialization declaration that
6274   // corresponds to these arguments.
6275   if (isPartialSpecialization) {
6276     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
6277             *this, TemplateNameLoc, ClassTemplate->getTemplateParameters(),
6278             TemplateArgs.size(), Converted))
6279       return true;
6280
6281     bool InstantiationDependent;
6282     if (!Name.isDependent() &&
6283         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
6284                                              TemplateArgs.getArgumentArray(),
6285                                                          TemplateArgs.size(),
6286                                                      InstantiationDependent)) {
6287       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
6288         << ClassTemplate->getDeclName();
6289       isPartialSpecialization = false;
6290     }
6291   }
6292
6293   void *InsertPos = nullptr;
6294   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
6295
6296   if (isPartialSpecialization)
6297     // FIXME: Template parameter list matters, too
6298     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
6299   else
6300     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
6301
6302   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
6303
6304   // Check whether we can declare a class template specialization in
6305   // the current scope.
6306   if (TUK != TUK_Friend &&
6307       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
6308                                        TemplateNameLoc,
6309                                        isPartialSpecialization))
6310     return true;
6311
6312   // The canonical type
6313   QualType CanonType;
6314   if (isPartialSpecialization) {
6315     // Build the canonical type that describes the converted template
6316     // arguments of the class template partial specialization.
6317     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
6318     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
6319                                                       Converted.data(),
6320                                                       Converted.size());
6321
6322     if (Context.hasSameType(CanonType,
6323                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
6324       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
6325       //
6326       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
6327       //      to the implicit argument list of the primary template.
6328       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
6329         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
6330         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
6331       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
6332                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
6333                                 TemplateNameLoc,
6334                                 Attr,
6335                                 TemplateParams,
6336                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
6337                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
6338                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
6339                                 TemplateParameterLists.data());
6340     }
6341
6342     // Create a new class template partial specialization declaration node.
6343     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
6344       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
6345     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
6346       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
6347                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
6348                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
6349                                                        TemplateParams,
6350                                                        ClassTemplate,
6351                                                        Converted.data(),
6352                                                        Converted.size(),
6353                                                        TemplateArgs,
6354                                                        CanonType,
6355                                                        PrevPartial);
6356     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
6357     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
6358       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
6359           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
6360     }
6361
6362     if (!PrevPartial)
6363       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
6364     Specialization = Partial;
6365
6366     // If we are providing an explicit specialization of a member class
6367     // template specialization, make a note of that.
6368     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
6369       PrevPartial->setMemberSpecialization();
6370
6371     // Check that all of the template parameters of the class template
6372     // partial specialization are deducible from the template
6373     // arguments. If not, this class template partial specialization
6374     // will never be used.
6375     llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
6376     MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
6377                                TemplateParams->getDepth(),
6378                                DeducibleParams);
6379
6380     if (!DeducibleParams.all()) {
6381       unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size()-DeducibleParams.count();
6382       Diag(TemplateNameLoc, diag::warn_partial_specs_not_deducible)
6383         << /*class template*/0 << (NumNonDeducible > 1)
6384         << SourceRange(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6385       for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
6386         if (!DeducibleParams[I]) {
6387           NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
6388           if (Param->getDeclName())
6389             Diag(Param->getLocation(),
6390                  diag::note_partial_spec_unused_parameter)
6391               << Param->getDeclName();
6392           else
6393             Diag(Param->getLocation(),
6394                  diag::note_partial_spec_unused_parameter)
6395               << "(anonymous)";
6396         }
6397       }
6398     }
6399   } else {
6400     // Create a new class template specialization declaration node for
6401     // this explicit specialization or friend declaration.
6402     Specialization
6403       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
6404                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
6405                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
6406                                                 ClassTemplate,
6407                                                 Converted.data(),
6408                                                 Converted.size(),
6409                                                 PrevDecl);
6410     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
6411     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
6412       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
6413                                                     TemplateParameterLists);
6414     }
6415
6416     if (!PrevDecl)
6417       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
6418
6419     if (CurContext->isDependentContext()) {
6420       // -fms-extensions permits specialization of nested classes without
6421       // fully specializing the outer class(es).
6422       assert(getLangOpts().MicrosoftExt &&
6423              "Only possible with -fms-extensions!");
6424       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
6425       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
6426           CanonTemplate, Converted.data(), Converted.size());
6427     } else {
6428       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
6429     }
6430   }
6431
6432   // C++ [temp.expl.spec]p6:
6433   //   If a template, a member template or the member of a class template is
6434   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
6435   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
6436   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
6437   //   use occurs; no diagnostic is required.
6438   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
6439     bool Okay = false;
6440     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6441       // Is there any previous explicit specialization declaration?
6442       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
6443         Okay = true;
6444         break;
6445       }
6446     }
6447
6448     if (!Okay) {
6449       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6450       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
6451         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
6452
6453       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
6454            diag::note_instantiation_required_here)
6455         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
6456                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
6457       return true;
6458     }
6459   }
6460
6461   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
6462   if (TUK != TUK_Friend)
6463     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
6464
6465   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
6466   if (TUK == TUK_Definition) {
6467     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
6468     NamedDecl *Hidden = nullptr;
6469     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
6470       SkipBody->ShouldSkip = true;
6471       makeMergedDefinitionVisible(Hidden, KWLoc);
6472       // From here on out, treat this as just a redeclaration.
6473       TUK = TUK_Declaration;
6474     } else if (Def) {
6475       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6476       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition)
6477         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
6478       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
6479       Specialization->setInvalidDecl();
6480       return true;
6481     }
6482   }
6483
6484   if (Attr)
6485     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
6486
6487   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
6488   // the ASTContext lays out the structure.
6489   if (TUK == TUK_Definition) {
6490     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
6491     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
6492   }
6493
6494   if (ModulePrivateLoc.isValid())
6495     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
6496       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
6497       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
6498   
6499   // Build the fully-sugared type for this class template
6500   // specialization as the user wrote in the specialization
6501   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
6502   // from the specialization's declaration the way that the user
6503   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
6504   // name based on the "canonical" representation used to store the
6505   // template arguments in the specialization.
6506   TypeSourceInfo *WrittenTy
6507     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
6508                                                 TemplateArgs, CanonType);
6509   if (TUK != TUK_Friend) {
6510     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
6511     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
6512   }
6513
6514   // C++ [temp.expl.spec]p9:
6515   //   A template explicit specialization is in the scope of the
6516   //   namespace in which the template was defined.
6517   //
6518   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
6519   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
6520   // but we also maintain the lexical context where the actual
6521   // definition occurs.
6522   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
6523
6524   // We may be starting the definition of this specialization.
6525   if (TUK == TUK_Definition)
6526     Specialization->startDefinition();
6527
6528   if (TUK == TUK_Friend) {
6529     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
6530                                             TemplateNameLoc,
6531                                             WrittenTy,
6532                                             /*FIXME:*/KWLoc);
6533     Friend->setAccess(AS_public);
6534     CurContext->addDecl(Friend);
6535   } else {
6536     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
6537     // be seen when iterating through the list of declarations in that
6538     // context. However, specializations are not found by name lookup.
6539     CurContext->addDecl(Specialization);
6540   }
6541   return Specialization;
6542 }
6543
6544 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
6545                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
6546                                     Declarator &D) {
6547   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
6548   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
6549   return NewDecl;
6550 }
6551
6552 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
6553 /// that has just been explicitly specialized.
6554 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
6555   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
6556   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
6557
6558   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
6559     FD->setInlineSpecified(false);
6560 }
6561
6562 /// \brief Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
6563 //  declaration or definition.
6564 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
6565     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
6566   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
6567   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
6568   // until a valid name loc is found.
6569   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
6570   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
6571        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6572     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
6573   }
6574   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
6575          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
6576   return PrevDiagLoc;
6577 }
6578
6579 /// \brief Diagnose cases where we have an explicit template specialization
6580 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
6581 /// for those cases where they are required and determining whether the
6582 /// new specialization/instantiation will have any effect.
6583 ///
6584 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
6585 /// instantiation.
6586 ///
6587 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
6588 ///
6589 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
6590 ///
6591 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
6592 ///
6593 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
6594 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
6595 ///
6596 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
6597 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
6598 ///
6599 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
6600 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
6601 bool
6602 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
6603                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
6604                                              NamedDecl *PrevDecl,
6605                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
6606                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
6607                                              bool &HasNoEffect) {
6608   HasNoEffect = false;
6609
6610   switch (NewTSK) {
6611   case TSK_Undeclared:
6612   case TSK_ImplicitInstantiation:
6613     assert(
6614         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
6615         "previous declaration must be implicit!");
6616     return false;
6617
6618   case TSK_ExplicitSpecialization:
6619     switch (PrevTSK) {
6620     case TSK_Undeclared:
6621     case TSK_ExplicitSpecialization:
6622       // Okay, we're just specializing something that is either already
6623       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
6624       // instantiation.
6625       return false;
6626
6627     case TSK_ImplicitInstantiation:
6628       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
6629         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
6630         // still okay to specialize it.
6631         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
6632         return false;
6633       }
6634       // Fall through
6635
6636     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6637     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6638       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
6639               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
6640              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
6641
6642       // C++ [temp.expl.spec]p6:
6643       //   If a template, a member template or the member of a class template
6644       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
6645       //   before the first use of that specialization that would cause an
6646       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
6647       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
6648       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6649         // Is there any previous explicit specialization declaration?
6650         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
6651           return false;
6652       }
6653
6654       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
6655         << PrevDecl;
6656       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
6657         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
6658
6659       return true;
6660     }
6661
6662   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6663     switch (PrevTSK) {
6664     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6665       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
6666       HasNoEffect = true;
6667       return false;
6668
6669     case TSK_Undeclared:
6670     case TSK_ImplicitInstantiation:
6671       // We're explicitly instantiating something that may have already been
6672       // implicitly instantiated; that's fine.
6673       return false;
6674
6675     case TSK_ExplicitSpecialization:
6676       // C++0x [temp.explicit]p4:
6677       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
6678       //   of a template appears after a declaration of an explicit
6679       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
6680       //   effect.
6681       HasNoEffect = true;
6682       return false;
6683
6684     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6685       // C++0x [temp.explicit]p10:
6686       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
6687       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
6688       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
6689       Diag(NewLoc,
6690            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
6691
6692       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
6693       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
6694       // until a valid name loc is found.
6695       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
6696            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
6697       HasNoEffect = true;
6698       return false;
6699     }
6700
6701   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6702     switch (PrevTSK) {
6703     case TSK_Undeclared:
6704     case TSK_ImplicitInstantiation:
6705       // We're explicitly instantiating something that may have already been
6706       // implicitly instantiated; that's fine.
6707       return false;
6708
6709     case TSK_ExplicitSpecialization:
6710       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
6711       //   For a given set of template parameters, if an explicit
6712       //   instantiation of a template appears after a declaration of
6713       //   an explicit specialization for that template, the explicit
6714       //   instantiation has no effect.
6715       //
6716       // In C++98/03 mode, we only give an extension warning here, because it
6717       // is not harmful to try to explicitly instantiate something that
6718       // has been explicitly specialized.
6719       Diag(NewLoc, getLangOpts().CPlusPlus11 ?
6720            diag::warn_cxx98_compat_explicit_instantiation_after_specialization :
6721            diag::ext_explicit_instantiation_after_specialization)
6722         << PrevDecl;
6723       Diag(PrevDecl->getLocation(),
6724            diag::note_previous_template_specialization);
6725       HasNoEffect = true;
6726       return false;
6727
6728     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6729       // We're explicity instantiating a definition for something for which we
6730       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
6731
6732       // C++0x [temp.explicit]p4:
6733       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
6734       //   of a template appears after a declaration of an explicit
6735       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
6736       //   effect.
6737       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6738         // Is there any previous explicit specialization declaration?
6739         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
6740           HasNoEffect = true;
6741           break;
6742         }
6743       }
6744
6745       return false;
6746
6747     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6748       // C++0x [temp.spec]p5:
6749       //   For a given template and a given set of template-arguments,
6750       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
6751       //       in a program,
6752
6753       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
6754       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
6755                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
6756                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
6757           << PrevDecl;
6758       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
6759            diag::note_previous_explicit_instantiation);
6760       HasNoEffect = true;
6761       return false;
6762     }
6763   }
6764
6765   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
6766 }
6767
6768 /// \brief Perform semantic analysis for the given dependent function
6769 /// template specialization.
6770 ///
6771 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
6772 /// is with a friend declaration, like so:
6773 ///
6774 /// \code
6775 ///   template \<class T> void foo(T);
6776 ///   template \<class T> class A {
6777 ///     friend void foo<>(T);
6778 ///   };
6779 /// \endcode
6780 ///
6781 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
6782 /// just store the information.
6783 bool
6784 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
6785                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
6786                                                    LookupResult &Previous) {
6787   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
6788   // the correct context.
6789   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
6790   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
6791   while (F.hasNext()) {
6792     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
6793     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D) ||
6794         !FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
6795                               D->getDeclContext()->getRedeclContext()))
6796       F.erase();
6797   }
6798   F.done();
6799
6800   // Should this be diagnosed here?
6801   if (Previous.empty()) return true;
6802
6803   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
6804                                          ExplicitTemplateArgs);
6805   return false;
6806 }
6807
6808 /// \brief Perform semantic analysis for the given function template
6809 /// specialization.
6810 ///
6811 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
6812 /// explicit function template specialization. On successful completion,
6813 /// the function declaration \p FD will become a function template
6814 /// specialization.
6815 ///
6816 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
6817 /// function template specialization.
6818 ///
6819 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
6820 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
6821 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
6822 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
6823 ///
6824 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
6825 /// this function specialization.
6826 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
6827     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
6828     LookupResult &Previous) {
6829   // The set of function template specializations that could match this
6830   // explicit function template specialization.
6831   UnresolvedSet<8> Candidates;
6832   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
6833                                             /*ForTakingAddress=*/false);
6834
6835   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
6836       ConvertedTemplateArgs;
6837
6838   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
6839   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
6840          I != E; ++I) {
6841     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
6842     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
6843       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
6844       // FD.
6845       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
6846                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
6847         continue;
6848
6849       // When matching a constexpr member function template specialization
6850       // against the primary template, we don't yet know whether the
6851       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
6852       // it will be a static member function until we know which template it
6853       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
6854       QualType FT = FD->getType();
6855       if (FD->isConstexpr()) {
6856         CXXMethodDecl *OldMD =
6857           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
6858         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
6859           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
6860           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
6861           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
6862           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
6863                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
6864         }
6865       }
6866
6867       TemplateArgumentListInfo Args;
6868       if (ExplicitTemplateArgs)
6869         Args = *ExplicitTemplateArgs;
6870
6871       // C++ [temp.expl.spec]p11:
6872       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
6873       //   template-id naming an explicit function template specialization
6874       //   provided it can be deduced from the function argument type.
6875       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
6876       // specializing this template.
6877       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
6878       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
6879       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
6880       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
6881               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
6882               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization, Info)) {
6883         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
6884         // that we can provide nifty diagnostics.
6885         FailedCandidates.addCandidate()
6886             .set(FunTmpl->getTemplatedDecl(),
6887                  MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
6888         (void)TDK;
6889         continue;
6890       }
6891
6892       // Record this candidate.
6893       if (ExplicitTemplateArgs)
6894         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
6895       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
6896     }
6897   }
6898
6899   // Find the most specialized function template.
6900   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
6901       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
6902       FD->getLocation(),
6903       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
6904       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
6905           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
6906       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
6907
6908   if (Result == Candidates.end())
6909     return true;
6910
6911   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
6912   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
6913
6914   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
6915     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
6916   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
6917
6918   // Note: do not overwrite location info if previous template
6919   // specialization kind was explicit.
6920   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
6921   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
6922     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
6923     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
6924     // function can differ from the template declaration with respect to
6925     // the constexpr specifier.
6926     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
6927   }
6928
6929   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
6930   // If so, we have run afoul of .
6931
6932   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
6933   // an explicit specialization.
6934   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
6935
6936   // Check the scope of this explicit specialization.
6937   if (!isFriend &&
6938       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
6939                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
6940                                        Specialization, FD->getLocation(),
6941                                        false))
6942     return true;
6943
6944   // C++ [temp.expl.spec]p6:
6945   //   If a template, a member template or the member of a class template is
6946   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
6947   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
6948   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
6949   //   use occurs; no diagnostic is required.
6950   bool HasNoEffect = false;
6951   if (!isFriend &&
6952       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
6953                                              TSK_ExplicitSpecialization,
6954                                              Specialization,
6955                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
6956                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
6957                                              HasNoEffect))
6958     return true;
6959   
6960   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
6961   // clients know that this is an explicit specialization.
6962   if (!isFriend) {
6963     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
6964     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
6965   }
6966
6967   // Turn the given function declaration into a function template
6968   // specialization, with the template arguments from the previous
6969   // specialization.
6970   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
6971   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
6972     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
6973   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
6974       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
6975       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
6976       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
6977
6978   // The "previous declaration" for this function template specialization is
6979   // the prior function template specialization.
6980   Previous.clear();
6981   Previous.addDecl(Specialization);
6982   return false;
6983 }
6984
6985 /// \brief Perform semantic analysis for the given non-template member
6986 /// specialization.
6987 ///
6988 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
6989 /// explicit member function specialization. On successful completion,
6990 /// the function declaration \p FD will become a member function
6991 /// specialization.
6992 ///
6993 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
6994 /// specialization.
6995 ///
6996 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
6997 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
6998 /// redeclared member.
6999 bool
7000 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
7001   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
7002
7003   // Try to find the member we are instantiating.
7004   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
7005   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
7006   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
7007
7008   if (Previous.empty()) {
7009     // Nowhere to look anyway.
7010   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
7011     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
7012            I != E; ++I) {
7013       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
7014       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
7015         QualType Adjusted = Function->getType();
7016         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
7017           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
7018         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
7019           Instantiation = Method;
7020           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
7021           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
7022           break;
7023         }
7024       }
7025     }
7026   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
7027     VarDecl *PrevVar;
7028     if (Previous.isSingleResult() &&
7029         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
7030       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
7031         Instantiation = PrevVar;
7032         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
7033         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
7034       }
7035   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
7036     CXXRecordDecl *PrevRecord;
7037     if (Previous.isSingleResult() &&
7038         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
7039       Instantiation = PrevRecord;
7040       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
7041       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
7042     }
7043   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
7044     EnumDecl *PrevEnum;
7045     if (Previous.isSingleResult() &&
7046         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
7047       Instantiation = PrevEnum;
7048       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
7049       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
7050     }
7051   }
7052
7053   if (!Instantiation) {
7054     // There is no previous declaration that matches. Since member
7055     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
7056     // this mismatch later.
7057     return false;
7058   }
7059
7060   // If this is a friend, just bail out here before we start turning
7061   // things into explicit specializations.
7062   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
7063     // Preserve instantiation information.
7064     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
7065       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
7066                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
7067         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
7068     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
7069       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
7070                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
7071         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
7072     }
7073
7074     Previous.clear();
7075     Previous.addDecl(Instantiation);
7076     return false;
7077   }
7078
7079   // Make sure that this is a specialization of a member.
7080   if (!InstantiatedFrom) {
7081     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
7082       << Member;
7083     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
7084     return true;
7085   }
7086
7087   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7088   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7089   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7090   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7091   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7092   //   use occurs; no diagnostic is required.
7093   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
7094
7095   bool HasNoEffect = false;
7096   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
7097                                              TSK_ExplicitSpecialization,
7098                                              Instantiation,
7099                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7100                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
7101                                              HasNoEffect))
7102     return true;
7103
7104   // Check the scope of this explicit specialization.
7105   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
7106                                        InstantiatedFrom,
7107                                        Instantiation, Member->getLocation(),
7108                                        false))
7109     return true;
7110
7111   // Note that this is an explicit instantiation of a member.
7112   // the original declaration to note that it is an explicit specialization
7113   // (if it was previously an implicit instantiation). This latter step
7114   // makes bookkeeping easier.
7115   if (isa<FunctionDecl>(Member)) {
7116     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
7117     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
7118           TSK_ImplicitInstantiation) {
7119       InstantiationFunction->setTemplateSpecializationKind(
7120                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
7121       InstantiationFunction->setLocation(Member->getLocation());
7122     }
7123
7124     cast<FunctionDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
7125                                         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
7126                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
7127     MarkUnusedFileScopedDecl(InstantiationFunction);
7128   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
7129     VarDecl *InstantiationVar = cast<VarDecl>(Instantiation);
7130     if (InstantiationVar->getTemplateSpecializationKind() ==
7131           TSK_ImplicitInstantiation) {
7132       InstantiationVar->setTemplateSpecializationKind(
7133                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
7134       InstantiationVar->setLocation(Member->getLocation());
7135     }
7136
7137     cast<VarDecl>(Member)->setInstantiationOfStaticDataMember(
7138         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
7139     MarkUnusedFileScopedDecl(InstantiationVar);
7140   } else if (isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
7141     CXXRecordDecl *InstantiationClass = cast<CXXRecordDecl>(Instantiation);
7142     if (InstantiationClass->getTemplateSpecializationKind() ==
7143           TSK_ImplicitInstantiation) {
7144       InstantiationClass->setTemplateSpecializationKind(
7145                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
7146       InstantiationClass->setLocation(Member->getLocation());
7147     }
7148
7149     cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
7150                                         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
7151                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
7152   } else {
7153     assert(isa<EnumDecl>(Member) && "Only member enums remain");
7154     EnumDecl *InstantiationEnum = cast<EnumDecl>(Instantiation);
7155     if (InstantiationEnum->getTemplateSpecializationKind() ==
7156           TSK_ImplicitInstantiation) {
7157       InstantiationEnum->setTemplateSpecializationKind(
7158                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
7159       InstantiationEnum->setLocation(Member->getLocation());
7160     }
7161
7162     cast<EnumDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberEnum(
7163         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
7164   }
7165
7166   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
7167   // this specialization matches.
7168   Previous.clear();
7169   Previous.addDecl(Instantiation);
7170   return false;
7171 }
7172
7173 /// \brief Check the scope of an explicit instantiation.
7174 ///
7175 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
7176 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
7177                                             SourceLocation InstLoc,
7178                                             bool WasQualifiedName) {
7179   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
7180   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
7181
7182   if (CurContext->isRecord()) {
7183     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
7184       << D;
7185     return true;
7186   }
7187
7188   // C++11 [temp.explicit]p3:
7189   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
7190   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
7191   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
7192   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
7193   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
7194   //
7195   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
7196   if (WasQualifiedName) {
7197     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
7198       return false;
7199   } else {
7200     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
7201       return false;
7202   }
7203
7204   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
7205     if (WasQualifiedName)
7206       S.Diag(InstLoc,
7207              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7208                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
7209                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
7210         << D << NS;
7211     else
7212       S.Diag(InstLoc,
7213              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7214                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
7215                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
7216         << D << NS;
7217   } else
7218     S.Diag(InstLoc,
7219            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7220              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
7221              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
7222       << D;
7223   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7224   return false;
7225 }
7226
7227 /// \brief Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
7228 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
7229   if (!SS.isSet())
7230     return false;
7231
7232   // C++11 [temp.explicit]p3:
7233   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7234   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7235   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7236   //   name shall be a simple-template-id.
7237   //
7238   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7239   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
7240        NNS = NNS->getPrefix())
7241     if (const Type *T = NNS->getAsType())
7242       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
7243         return true;
7244
7245   return false;
7246 }
7247
7248 // Explicit instantiation of a class template specialization
7249 DeclResult
7250 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7251                                  SourceLocation ExternLoc,
7252                                  SourceLocation TemplateLoc,
7253                                  unsigned TagSpec,
7254                                  SourceLocation KWLoc,
7255                                  const CXXScopeSpec &SS,
7256                                  TemplateTy TemplateD,
7257                                  SourceLocation TemplateNameLoc,
7258                                  SourceLocation LAngleLoc,
7259                                  ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
7260                                  SourceLocation RAngleLoc,
7261                                  AttributeList *Attr) {
7262   // Find the class template we're specializing
7263   TemplateName Name = TemplateD.get();
7264   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
7265   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7266   // original template.
7267   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7268   assert(Kind != TTK_Enum &&
7269          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
7270
7271   if (isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD)) {
7272       Diag(KWLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << Kind;
7273       Diag(TD->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7274            diag::note_previous_use);
7275     return true;
7276   }
7277
7278   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = cast<ClassTemplateDecl>(TD);
7279
7280   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7281                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
7282                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7283     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7284       << ClassTemplate
7285       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7286                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7287     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7288          diag::note_previous_use);
7289     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7290   }
7291
7292   // C++0x [temp.explicit]p2:
7293   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7294   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7295   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7296   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
7297                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7298                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7299
7300   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
7301     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
7302     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
7303       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
7304         Diag(ExternLoc,
7305              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
7306         Diag(A->getLoc(), diag::note_attribute);
7307         break;
7308       }
7309     }
7310
7311     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
7312       Diag(ExternLoc,
7313            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
7314       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
7315     }
7316   }
7317
7318   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7319   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
7320   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
7321
7322   // Check that the template argument list is well-formed for this
7323   // template.
7324   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7325   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7326                                 TemplateArgs, false, Converted))
7327     return true;
7328
7329   // Find the class template specialization declaration that
7330   // corresponds to these arguments.
7331   void *InsertPos = nullptr;
7332   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
7333     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7334
7335   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
7336     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
7337
7338   // C++0x [temp.explicit]p2:
7339   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
7340   //   namespace of its template. [...]
7341   //
7342   // This is C++ DR 275.
7343   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7344                                       SS.isSet()))
7345     return true;
7346
7347   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7348
7349   bool HasNoEffect = false;
7350   if (PrevDecl) {
7351     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
7352                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
7353                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7354                                                HasNoEffect))
7355       return PrevDecl;
7356
7357     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
7358     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
7359
7360     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7361         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
7362       // Since the only prior class template specialization with these
7363       // arguments was referenced but not declared, reuse that
7364       // declaration node as our own, updating the source location
7365       // for the template name to reflect our new declaration.
7366       // (Other source locations will be updated later.)
7367       Specialization = PrevDecl;
7368       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
7369       PrevDecl = nullptr;
7370     }
7371   }
7372
7373   if (!Specialization) {
7374     // Create a new class template specialization declaration node for
7375     // this explicit specialization.
7376     Specialization
7377       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7378                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7379                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7380                                                 ClassTemplate,
7381                                                 Converted.data(),
7382                                                 Converted.size(),
7383                                                 PrevDecl);
7384     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7385
7386     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
7387       // Insert the new specialization.
7388       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7389     }
7390   }
7391
7392   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
7393   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
7394   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
7395   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
7396   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
7397   // on the "canonical" representation used to store the template
7398   // arguments in the specialization.
7399   TypeSourceInfo *WrittenTy
7400     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7401                                                 TemplateArgs,
7402                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
7403   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7404
7405   // Set source locations for keywords.
7406   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
7407   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
7408   Specialization->setRBraceLoc(SourceLocation());
7409
7410   if (Attr)
7411     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7412
7413   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
7414   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
7415   // just put it into the declaration context directly.
7416   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7417   CurContext->addDecl(Specialization);
7418
7419   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
7420   if (HasNoEffect) {
7421     // Set the template specialization kind.
7422     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7423     return Specialization;
7424   }
7425
7426   // C++ [temp.explicit]p3:
7427   //   A definition of a class template or class member template
7428   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
7429   //   the class template or class member template.
7430   //
7431   // This check comes when we actually try to perform the
7432   // instantiation.
7433   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
7434     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7435                                               Specialization->getDefinition());
7436   if (!Def)
7437     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
7438   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
7439     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
7440     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
7441   }
7442
7443   // Instantiate the members of this class template specialization.
7444   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7445                                        Specialization->getDefinition());
7446   if (Def) {
7447     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
7448
7449     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
7450     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7451     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
7452         TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
7453       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
7454       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7455
7456       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
7457           Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
7458         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
7459         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
7460         // MinGW doesn't allow this.
7461         auto *A = cast<InheritableAttr>(
7462             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
7463         A->setInherited(true);
7464         Def->addAttr(A);
7465         checkClassLevelDLLAttribute(Def);
7466
7467         // Propagate attribute to base class templates.
7468         for (auto &B : Def->bases()) {
7469           if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7470                   B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
7471             propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getLocStart());
7472         }
7473       }
7474     }
7475
7476     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
7477     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
7478     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7479     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
7480   } else {
7481
7482     // Set the template specialization kind.
7483     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7484   }
7485
7486   return Specialization;
7487 }
7488
7489 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
7490 DeclResult
7491 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7492                                  SourceLocation ExternLoc,
7493                                  SourceLocation TemplateLoc,
7494                                  unsigned TagSpec,
7495                                  SourceLocation KWLoc,
7496                                  CXXScopeSpec &SS,
7497                                  IdentifierInfo *Name,
7498                                  SourceLocation NameLoc,
7499                                  AttributeList *Attr) {
7500
7501   bool Owned = false;
7502   bool IsDependent = false;
7503   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
7504                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
7505                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7506                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
7507                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
7508                         /*IsTypeSpecifier*/false);
7509   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
7510
7511   if (!TagD)
7512     return true;
7513
7514   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
7515   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
7516
7517   if (Tag->isInvalidDecl())
7518     return true;
7519
7520   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
7521   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
7522   if (!Pattern) {
7523     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
7524       << Context.getTypeDeclType(Record);
7525     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
7526     return true;
7527   }
7528
7529   // C++0x [temp.explicit]p2:
7530   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
7531   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
7532   //   simple-template-id.
7533   //
7534   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7535   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
7536     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7537       << Record << SS.getRange();
7538
7539   // C++0x [temp.explicit]p2:
7540   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7541   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7542   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7543   TemplateSpecializationKind TSK
7544     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7545                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7546
7547   // C++0x [temp.explicit]p2:
7548   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
7549   //   namespace of its template. [...]
7550   //
7551   // This is C++ DR 275.
7552   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
7553
7554   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
7555   CXXRecordDecl *PrevDecl
7556     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
7557   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
7558     PrevDecl = Record;
7559   if (PrevDecl) {
7560     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
7561     bool HasNoEffect = false;
7562     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
7563     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
7564                                                PrevDecl,
7565                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7566                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
7567                                                HasNoEffect))
7568       return true;
7569     if (HasNoEffect)
7570       return TagD;
7571   }
7572
7573   CXXRecordDecl *RecordDef
7574     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
7575   if (!RecordDef) {
7576     // C++ [temp.explicit]p3:
7577     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
7578     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
7579     CXXRecordDecl *Def
7580       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
7581     if (!Def) {
7582       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
7583         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
7584       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
7585         << Pattern;
7586       return true;
7587     } else {
7588       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
7589                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
7590                            TSK))
7591         return true;
7592
7593       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
7594       if (!RecordDef)
7595         return true;
7596     }
7597   }
7598
7599   // Instantiate all of the members of the class.
7600   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
7601                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
7602
7603   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7604     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
7605
7606   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
7607   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
7608   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
7609   // the source code.
7610   return TagD;
7611 }
7612
7613 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7614                                             SourceLocation ExternLoc,
7615                                             SourceLocation TemplateLoc,
7616                                             Declarator &D) {
7617   // Explicit instantiations always require a name.
7618   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
7619   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
7620   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
7621   if (!Name) {
7622     if (!D.isInvalidType())
7623       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
7624            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
7625         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
7626         << D.getSourceRange();
7627
7628     return true;
7629   }
7630
7631   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
7632   // we find one that is.
7633   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
7634          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
7635     S = S->getParent();
7636
7637   // Determine the type of the declaration.
7638   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
7639   QualType R = T->getType();
7640   if (R.isNull())
7641     return true;
7642
7643   // C++ [dcl.stc]p1:
7644   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit 
7645   //   instantiation (14.7.2) directive.
7646   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
7647     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
7648       << Name;
7649     return true;
7650   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() 
7651                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
7652     // Complain about then remove the storage class specifier.
7653     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
7654       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
7655     
7656     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
7657   }
7658
7659   // C++0x [temp.explicit]p1:
7660   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
7661   //   inline or constexpr specifiers.
7662   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
7663   // well.
7664   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
7665     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
7666          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
7667            diag::err_explicit_instantiation_inline :
7668            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
7669       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
7670   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
7671     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
7672     // not already specified.
7673     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
7674          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
7675
7676   // C++0x [temp.explicit]p2:
7677   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7678   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7679   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7680   TemplateSpecializationKind TSK
7681     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7682                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7683
7684   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
7685   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
7686
7687   if (!R->isFunctionType()) {
7688     // C++ [temp.explicit]p1:
7689     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
7690     //   instantiated from the member definition associated with its class
7691     //   template.
7692     // C++1y [temp.explicit]p1:
7693     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
7694     //   instantiated from its template.
7695     if (Previous.isAmbiguous())
7696       return true;
7697
7698     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
7699     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
7700
7701     if (!PrevTemplate) {
7702       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
7703         // We expect to see a data data member here.
7704         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
7705             << Name;
7706         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
7707              P != PEnd; ++P)
7708           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7709         return true;
7710       }
7711
7712       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
7713         // FIXME: Check for explicit specialization?
7714         Diag(D.getIdentifierLoc(),
7715              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
7716             << Prev;
7717         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7718         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
7719         return true;
7720       }
7721     } else {
7722       // Explicitly instantiate a variable template.
7723
7724       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
7725       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
7726       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
7727       //
7728       // This includes auto-typed variable template instantiations.
7729       if (R->isUndeducedType()) {
7730         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
7731              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
7732         return true;
7733       }
7734
7735       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
7736         // C++1y [temp.explicit]p3:
7737         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
7738         //   in the declaration shall be a template-id.
7739         Diag(D.getIdentifierLoc(),
7740              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
7741           << PrevTemplate;
7742         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
7743              diag::note_explicit_instantiation_here);
7744         return true;
7745       }
7746
7747       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
7748       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7749           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
7750
7751       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
7752                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
7753       if (Res.isInvalid())
7754         return true;
7755
7756       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
7757       // checking.
7758       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
7759     }
7760
7761     // C++0x [temp.explicit]p2:
7762     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7763     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7764     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7765     //   name shall be a simple-template-id.
7766     //
7767     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7768     //
7769     // This does not apply to variable template specializations, where the
7770     // template-id is in the unqualified-id instead.
7771     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
7772       Diag(D.getIdentifierLoc(),
7773            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7774         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
7775
7776     // Check the scope of this explicit instantiation.
7777     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
7778
7779     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
7780     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
7781     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
7782     bool HasNoEffect = false;
7783     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
7784                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
7785       return true;
7786
7787     if (!HasNoEffect) {
7788       // Instantiate static data member or variable template.
7789
7790       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
7791       if (PrevTemplate) {
7792         // Merge attributes.
7793         if (AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList())
7794           ProcessDeclAttributeList(S, Prev, Attr);
7795       }
7796       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7797         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
7798     }
7799
7800     // Check the new variable specialization against the parsed input.
7801     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
7802       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
7803            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
7804           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
7805       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
7806           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
7807       return true;
7808     }
7809
7810     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
7811     return (Decl*) nullptr;
7812   }
7813
7814   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
7815   // argument list into our AST format.
7816   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
7817   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
7818   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
7819     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
7820     HasExplicitTemplateArgs = true;
7821   }
7822
7823   // C++ [temp.explicit]p1:
7824   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
7825   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
7826   //  instantiated from the member definition associated with its class
7827   //  template.
7828   UnresolvedSet<8> Matches;
7829   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
7830   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
7831        P != PEnd; ++P) {
7832     NamedDecl *Prev = *P;
7833     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
7834       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
7835         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType());
7836         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
7837           Matches.clear();
7838
7839           Matches.addDecl(Method, P.getAccess());
7840           if (Method->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared)
7841             break;
7842         }
7843       }
7844     }
7845
7846     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
7847     if (!FunTmpl)
7848       continue;
7849
7850     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
7851     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
7852     if (TemplateDeductionResult TDK
7853           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
7854                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
7855                                                         : nullptr),
7856                                     R, Specialization, Info)) {
7857       // Keep track of almost-matches.
7858       FailedCandidates.addCandidate()
7859           .set(FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7860                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
7861       (void)TDK;
7862       continue;
7863     }
7864
7865     Matches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
7866   }
7867
7868   // Find the most specialized function template specialization.
7869   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
7870       Matches.begin(), Matches.end(), FailedCandidates,
7871       D.getIdentifierLoc(),
7872       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
7873       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
7874       PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
7875
7876   if (Result == Matches.end())
7877     return true;
7878
7879   // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
7880   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
7881
7882   // C++11 [except.spec]p4
7883   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
7884   // but is not required.
7885   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
7886   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
7887   // other declarations of that function.
7888   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
7889     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
7890       unsigned DiagID =
7891           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
7892       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
7893         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
7894       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
7895           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
7896           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
7897           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
7898           Specialization->getLocation(), FPT, D.getLocStart());
7899       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
7900       // warning.
7901       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
7902         return true;
7903     }
7904
7905   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
7906     Diag(D.getIdentifierLoc(),
7907          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
7908       << Specialization
7909       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
7910           TSK_ExplicitSpecialization);
7911     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7912     return true;
7913   }
7914
7915   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
7916   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
7917     PrevDecl = Specialization;
7918
7919   if (PrevDecl) {
7920     bool HasNoEffect = false;
7921     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
7922                                                PrevDecl,
7923                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
7924                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7925                                                HasNoEffect))
7926       return true;
7927
7928     // FIXME: We may still want to build some representation of this
7929     // explicit specialization.
7930     if (HasNoEffect)
7931       return (Decl*) nullptr;
7932   }
7933
7934   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
7935   AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList();
7936   if (Attr)
7937     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7938
7939   if (Specialization->isDefined()) {
7940     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
7941     // instantiated now, and its linkage might have changed.
7942     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
7943   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7944     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
7945
7946   // C++0x [temp.explicit]p2:
7947   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7948   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7949   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7950   //   name shall be a simple-template-id.
7951   //
7952   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7953   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
7954   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
7955       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
7956       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
7957     Diag(D.getIdentifierLoc(),
7958          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7959     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
7960
7961   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
7962                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
7963                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
7964                                   D.getIdentifierLoc(),
7965                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
7966
7967   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
7968   return (Decl*) nullptr;
7969 }
7970
7971 TypeResult
7972 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
7973                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
7974                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
7975   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
7976   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
7977
7978   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
7979   if (!NNS)
7980     return true;
7981
7982   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7983
7984   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
7985     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
7986       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
7987     return true;
7988   }
7989
7990   // Create the resulting type.
7991   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
7992   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
7993   
7994   // Create type-source location information for this type.
7995   TypeLocBuilder TLB;
7996   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
7997   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
7998   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
7999   TL.setNameLoc(NameLoc);
8000   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
8001 }
8002
8003 TypeResult
8004 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
8005                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
8006                         SourceLocation IdLoc) {
8007   if (SS.isInvalid())
8008     return true;
8009   
8010   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
8011     Diag(TypenameLoc,
8012          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8013            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
8014            diag::ext_typename_outside_of_template)
8015       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
8016
8017   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
8018   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
8019                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
8020   if (T.isNull())
8021     return true;
8022
8023   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
8024   if (isa<DependentNameType>(T)) {
8025     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
8026     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8027     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
8028     TL.setNameLoc(IdLoc);
8029   } else {
8030     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
8031     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8032     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
8033     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
8034   }
8035
8036   return CreateParsedType(T, TSI);
8037 }
8038
8039 TypeResult
8040 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
8041                         SourceLocation TypenameLoc,
8042                         const CXXScopeSpec &SS,
8043                         SourceLocation TemplateKWLoc,
8044                         TemplateTy TemplateIn,
8045                         SourceLocation TemplateNameLoc,
8046                         SourceLocation LAngleLoc,
8047                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8048                         SourceLocation RAngleLoc) {
8049   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
8050     Diag(TypenameLoc,
8051          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8052            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
8053            diag::ext_typename_outside_of_template)
8054       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
8055   
8056   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8057   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8058   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8059   
8060   TemplateName Template = TemplateIn.get();
8061   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
8062     // Construct a dependent template specialization type.
8063     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
8064     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
8065     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
8066                                                           DTN->getQualifier(),
8067                                                           DTN->getIdentifier(),
8068                                                                 TemplateArgs);
8069     
8070     // Create source-location information for this type.
8071     TypeLocBuilder Builder;
8072     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL 
8073     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
8074     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8075     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
8076     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
8077     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateNameLoc);
8078     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
8079     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
8080     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
8081       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
8082     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
8083   }
8084   
8085   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateNameLoc, TemplateArgs);
8086   if (T.isNull())
8087     return true;
8088   
8089   // Provide source-location information for the template specialization type.
8090   TypeLocBuilder Builder;
8091   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
8092     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
8093   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
8094   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateNameLoc);
8095   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
8096   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
8097   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
8098     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
8099   
8100   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
8101   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
8102   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8103   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
8104   
8105   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
8106   return CreateParsedType(T, TSI);
8107 }
8108
8109
8110 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
8111 /// disabled by a usage of std::enable_if.
8112 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
8113                        SourceRange &CondRange) {
8114   // We must be looking for a ::type...
8115   if (!II.isStr("type"))
8116     return false;
8117
8118   // ... within an explicitly-written template specialization...
8119   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
8120     return false;
8121   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
8122   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
8123       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
8124   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
8125     return false;
8126   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST =
8127     cast<TemplateSpecializationType>(EnableIfTSTLoc.getTypePtr());
8128
8129   // ... which names a complete class template declaration...
8130   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
8131     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
8132   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
8133     return false;
8134
8135   // ... called "enable_if".
8136   const IdentifierInfo *EnableIfII =
8137     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
8138   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
8139     return false;
8140
8141   // Assume the first template argument is the condition.
8142   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
8143   return true;
8144 }
8145
8146 /// \brief Build the type that describes a C++ typename specifier,
8147 /// e.g., "typename T::type".
8148 QualType
8149 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword, 
8150                         SourceLocation KeywordLoc,
8151                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc, 
8152                         const IdentifierInfo &II,
8153                         SourceLocation IILoc) {
8154   CXXScopeSpec SS;
8155   SS.Adopt(QualifierLoc);
8156
8157   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
8158   if (!Ctx) {
8159     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
8160     // resolved to a type, build a typename type.
8161     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
8162     return Context.getDependentNameType(Keyword, 
8163                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(), 
8164                                         &II);
8165   }
8166
8167   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
8168   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
8169   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
8170   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
8171   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
8172
8173   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
8174     return QualType();
8175
8176   DeclarationName Name(&II);
8177   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
8178   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
8179   unsigned DiagID = 0;
8180   Decl *Referenced = nullptr;
8181   switch (Result.getResultKind()) {
8182   case LookupResult::NotFound: {
8183     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
8184     // a more specific diagnostic.
8185     SourceRange CondRange;
8186     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange)) {
8187       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
8188         << Ctx << CondRange;
8189       return QualType();
8190     }
8191
8192     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
8193     break;
8194   }
8195
8196   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
8197     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
8198     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
8199     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
8200                           IILoc);
8201     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
8202       << Name << Ctx << FullRange;
8203     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
8204           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
8205       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
8206       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
8207         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
8208     }
8209   }
8210   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
8211   // better.
8212
8213   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
8214     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
8215     return Context.getDependentNameType(Keyword, 
8216                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(), 
8217                                         &II);
8218
8219   case LookupResult::Found:
8220     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
8221       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
8222       // typename-specifier was just sugar.
8223       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
8224       return Context.getElaboratedType(ETK_Typename, 
8225                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
8226                                        Context.getTypeDeclType(Type));
8227     }
8228
8229     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
8230     Referenced = Result.getFoundDecl();
8231     break;
8232
8233   case LookupResult::FoundOverloaded:
8234     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
8235     Referenced = *Result.begin();
8236     break;
8237
8238   case LookupResult::Ambiguous:
8239     return QualType();
8240   }
8241
8242   // If we get here, it's because name lookup did not find a
8243   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
8244   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
8245                         IILoc);
8246   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
8247   if (Referenced)
8248     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
8249       << Name;
8250   return QualType();
8251 }
8252
8253 namespace {
8254   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
8255   class CurrentInstantiationRebuilder
8256     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
8257     SourceLocation Loc;
8258     DeclarationName Entity;
8259
8260   public:
8261     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
8262
8263     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
8264                                   SourceLocation Loc,
8265                                   DeclarationName Entity)
8266     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
8267       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
8268
8269     /// \brief Determine whether the given type \p T has already been
8270     /// transformed.
8271     ///
8272     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
8273     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
8274     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
8275       return T.isNull() || !T->isDependentType();
8276     }
8277
8278     /// \brief Returns the location of the entity whose type is being
8279     /// rebuilt.
8280     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
8281
8282     /// \brief Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
8283     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
8284
8285     /// \brief Sets the "base" location and entity when that
8286     /// information is known based on another transformation.
8287     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
8288       this->Loc = Loc;
8289       this->Entity = Entity;
8290     }
8291       
8292     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
8293       // Lambdas never need to be transformed.
8294       return E;
8295     }
8296   };
8297 }
8298
8299 /// \brief Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
8300 ///
8301 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
8302 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
8303 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
8304 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
8305 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
8306 /// canonical types, e.g.,
8307 ///
8308 /// \code
8309 /// template<typename T>
8310 /// struct X {
8311 ///   typedef T* pointer;
8312 ///   pointer data();
8313 /// };
8314 ///
8315 /// template<typename T>
8316 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
8317 /// \endcode
8318 ///
8319 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
8320 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
8321 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
8322 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
8323 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
8324 /// definition and the declaration to match.
8325 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
8326                                                         SourceLocation Loc,
8327                                                         DeclarationName Name) {
8328   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
8329     return T;
8330
8331   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
8332   return Rebuilder.TransformType(T);
8333 }
8334
8335 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
8336   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
8337                                           DeclarationName());
8338   return Rebuilder.TransformExpr(E);
8339 }
8340
8341 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
8342   if (SS.isInvalid()) 
8343     return true;
8344
8345   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
8346   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
8347                                           DeclarationName());
8348   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt 
8349     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
8350   if (!Rebuilt) 
8351     return true;
8352
8353   SS.Adopt(Rebuilt);
8354   return false;
8355 }
8356
8357 /// \brief Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
8358 /// instantiation.
8359 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
8360                                                TemplateParameterList *Params) {
8361   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
8362     Decl *Param = Params->getParam(I);
8363     
8364     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
8365     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
8366       continue;
8367     
8368     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
8369     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP 
8370         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
8371       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
8372             TTP->getTemplateParameters()))
8373         return true;
8374       
8375       continue;
8376     }
8377     
8378     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
8379     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
8380     TypeSourceInfo *NewTSI 
8381       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(), 
8382                                           NTTP->getLocation(), 
8383                                           NTTP->getDeclName());
8384     if (!NewTSI)
8385       return true;
8386     
8387     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
8388       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
8389       NTTP->setType(NewTSI->getType());
8390     }
8391   }
8392   
8393   return false;
8394 }
8395
8396 /// \brief Produces a formatted string that describes the binding of
8397 /// template parameters to template arguments.
8398 std::string
8399 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
8400                                       const TemplateArgumentList &Args) {
8401   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
8402 }
8403
8404 std::string
8405 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
8406                                       const TemplateArgument *Args,
8407                                       unsigned NumArgs) {
8408   SmallString<128> Str;
8409   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
8410
8411   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
8412     return std::string();
8413
8414   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
8415     if (I >= NumArgs)
8416       break;
8417
8418     if (I == 0)
8419       Out << "[with ";
8420     else
8421       Out << ", ";
8422
8423     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
8424       Out << Id->getName();
8425     } else {
8426       Out << '$' << I;
8427     }
8428
8429     Out << " = ";
8430     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
8431   }
8432
8433   Out << ']';
8434   return Out.str();
8435 }
8436
8437 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
8438                                     CachedTokens &Toks) {
8439   if (!FD)
8440     return;
8441
8442   LateParsedTemplate *LPT = new LateParsedTemplate;
8443
8444   // Take tokens to avoid allocations
8445   LPT->Toks.swap(Toks);
8446   LPT->D = FnD;
8447   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, LPT));
8448
8449   FD->setLateTemplateParsed(true);
8450 }
8451
8452 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
8453   if (!FD)
8454     return;
8455   FD->setLateTemplateParsed(false);
8456 }
8457
8458 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
8459   DeclContext *DC = CurContext;
8460
8461   while (DC) {
8462     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
8463       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
8464       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
8465     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
8466       return false;
8467
8468     DC = DC->getParent();
8469   }
8470   return false;
8471 }