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

   1 //===------- SemaTemplate.cpp - Semantic Analysis for C++ Templates -------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 //  This file implements semantic analysis for C++ templates.
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11
  12 #include "TreeTransform.h"
  13 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  14 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  15 #include "clang/AST/DeclFriend.h"
  16 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  17 #include "clang/AST/Expr.h"
  18 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  19 #include "clang/AST/RecursiveASTVisitor.h"
  20 #include "clang/AST/TypeVisitor.h"
  21 #include "clang/Basic/Builtins.h"
  22 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  23 #include "clang/Basic/PartialDiagnostic.h"
  24 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  25 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
  26 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  27 #include "clang/Sema/ParsedTemplate.h"
  28 #include "clang/Sema/Scope.h"
  29 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  30 #include "clang/Sema/Template.h"
  31 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  34 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  35
  36 #include <iterator>
  37 using namespace clang;
  38 using namespace sema;
  39
  40 // Exported for use by Parser.
  41 SourceRange
  42 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
  43                               unsigned N) {
  44   if (!N) return SourceRange();
  45   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
  46 }
  47
  48 namespace clang {
  49 /// \brief [temp.constr.decl]p2: A template's associated constraints are
  50 /// defined as a single constraint-expression derived from the introduced
  51 /// constraint-expressions [ ... ].
  52 ///
  53 /// \param Params The template parameter list and optional requires-clause.
  54 ///
  55 /// \param FD The underlying templated function declaration for a function
  56 /// template.
  57 static Expr *formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  58                                        FunctionDecl *FD);
  59 }
  60
  61 static Expr *clang::formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  62                                               FunctionDecl *FD) {
  63   // FIXME: Concepts: collect additional introduced constraint-expressions
  64   assert(!FD && "Cannot collect constraints from function declaration yet.");
  65   return Params->getRequiresClause();
  66 }
  67
  68 /// \brief Determine whether the declaration found is acceptable as the name
  69 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
  70 /// returns NULL.
  71 static NamedDecl *isAcceptableTemplateName(ASTContext &Context,
  72                                            NamedDecl *Orig,
  73                                            bool AllowFunctionTemplates) {
  74   NamedDecl *D = Orig->getUnderlyingDecl();
  75
  76   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
  77     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
  78       return nullptr;
  79
  80     return Orig;
  81   }
  82
  83   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
  84     // C++ [temp.local]p1:
  85     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
  86     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
  87     //   can be used with or without a template-argument-list. When
  88     //   it is used without a template-argument-list, it is
  89     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
  90     //   template-parameters of the class template enclosed in
  91     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
  92     //   refers to the specified class template specialization,
  93     //   which could be the current specialization or another
  94     //   specialization.
  95     if (Record->isInjectedClassName()) {
  96       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
  97       if (Record->getDescribedClassTemplate())
  98         return Record->getDescribedClassTemplate();
  99
 100       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
 101             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
 102         return Spec->getSpecializedTemplate();
 103     }
 104
 105     return nullptr;
 106   }
 107
 108   return nullptr;
 109 }
 110
 111 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 112                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 113   // The set of class templates we've already seen.
 114   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
 115   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
 116   while (filter.hasNext()) {
 117     NamedDecl *Orig = filter.next();
 118     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig,
 119                                                AllowFunctionTemplates);
 120     if (!Repl)
 121       filter.erase();
 122     else if (Repl != Orig) {
 123
 124       // C++ [temp.local]p3:
 125       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
 126       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
 127       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
 128       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
 129       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
 130       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
 131       //   ambiguous.
 132       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
 133         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl).second) {
 134           filter.erase();
 135           continue;
 136         }
 137
 138       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
 139       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
 140       // found this template through a particular injected class name,
 141       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
 142       // Pretending that access is public is *much* safer.
 143       filter.replace(Repl, AS_public);
 144     }
 145   }
 146   filter.done();
 147 }
 148
 149 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 150                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 151   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
 152     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
 153       return true;
 154
 155   return false;
 156 }
 157
 158 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 159                                       CXXScopeSpec &SS,
 160                                       bool hasTemplateKeyword,
 161                                       UnqualifiedId &Name,
 162                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 163                                       bool EnteringContext,
 164                                       TemplateTy &TemplateResult,
 165                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 166   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 167
 168   DeclarationName TName;
 169   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 170
 171   switch (Name.getKind()) {
 172   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
 173     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 174     break;
 175
 176   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
 177     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 178                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 179     break;
 180
 181   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
 182     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 183     break;
 184
 185   default:
 186     return TNK_Non_template;
 187   }
 188
 189   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 190
 191   LookupResult R(*this, TName, Name.getLocStart(), LookupOrdinaryName);
 192   LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 193                      MemberOfUnknownSpecialization);
 194   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
 195   if (R.isAmbiguous()) {
 196     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
 197     R.suppressDiagnostics();
 198
 199     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
 200     // should at least parse them properly!
 201     return TNK_Non_template;
 202   }
 203
 204   TemplateName Template;
 205   TemplateNameKind TemplateKind;
 206
 207   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 208   if (ResultCount > 1) {
 209     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 210     // template name in other ways.
 211     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 212     TemplateKind = TNK_Function_template;
 213
 214     // We'll do this lookup again later.
 215     R.suppressDiagnostics();
 216   } else {
 217     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
 218
 219     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 220       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 221       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 222                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 223     } else {
 224       Template = TemplateName(TD);
 225     }
 226
 227     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 228       TemplateKind = TNK_Function_template;
 229
 230       // We'll do this lookup again later.
 231       R.suppressDiagnostics();
 232     } else {
 233       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 234              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
 235              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD));
 236       TemplateKind =
 237           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
 238     }
 239   }
 240
 241   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 242   return TemplateKind;
 243 }
 244
 245 bool Sema::isDeductionGuideName(Scope *S, const IdentifierInfo &Name,
 246                                 SourceLocation NameLoc,
 247                                 ParsedTemplateTy *Template) {
 248   CXXScopeSpec SS;
 249   bool MemberOfUnknownSpecialization = false;
 250
 251   // We could use redeclaration lookup here, but we don't need to: the
 252   // syntactic form of a deduction guide is enough to identify it even
 253   // if we can't look up the template name at all.
 254   LookupResult R(*this, DeclarationName(&Name), NameLoc, LookupOrdinaryName);
 255   LookupTemplateName(R, S, SS, /*ObjectType*/QualType(),
 256                      /*EnteringContext*/false, MemberOfUnknownSpecialization);
 257
 258   if (R.empty()) return false;
 259   if (R.isAmbiguous()) {
 260     // FIXME: Diagnose an ambiguity if we find at least one template.
 261     R.suppressDiagnostics();
 262     return false;
 263   }
 264
 265   // We only treat template-names that name type templates as valid deduction
 266   // guide names.
 267   TemplateDecl *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>();
 268   if (!TD || !getAsTypeTemplateDecl(TD))
 269     return false;
 270
 271   if (Template)
 272     *Template = TemplateTy::make(TemplateName(TD));
 273   return true;
 274 }
 275
 276 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 277                                        SourceLocation IILoc,
 278                                        Scope *S,
 279                                        const CXXScopeSpec *SS,
 280                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 281                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 282   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 283   // template name.
 284   // FIXME: Typo correction?
 285   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 286       computeDeclContext(*SS))
 287     return false;
 288
 289   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 290   // name.
 291   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 292   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 293     << Qualifier << II.getName()
 294     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 295   SuggestedTemplate
 296     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 297   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 298   return true;
 299 }
 300
 301 void Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 302                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 303                               QualType ObjectType,
 304                               bool EnteringContext,
 305                               bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 306   // Determine where to perform name lookup
 307   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 308   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 309   bool isDependent = false;
 310   if (!ObjectType.isNull()) {
 311     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 312     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 313     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 314     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 315     isDependent = ObjectType->isDependentType();
 316     assert((isDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 317             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 318            "Caller should have completed object type");
 319
 320     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
 321     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
 322       Found.clear();
 323       return;
 324     }
 325   } else if (SS.isSet()) {
 326     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 327     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 328     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 329     isDependent = isDependentScopeSpecifier(SS);
 330
 331     // The declaration context must be complete.
 332     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 333       return;
 334   }
 335
 336   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 337   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 338   if (LookupCtx) {
 339     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 340     // computed, which is either the type of the base of a member access
 341     // expression or the declaration context associated with a prior
 342     // nested-name-specifier.
 343     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 344     if (!ObjectType.isNull() && Found.empty()) {
 345       // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 346       //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 347       //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 348       //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 349       //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 350       //   The identifier is first looked up in the class of the object
 351       //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 352       //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 353       //   or function template.
 354       if (S) LookupName(Found, S);
 355       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 356       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 357     }
 358   } else if (isDependent && (!S || ObjectType.isNull())) {
 359     // We cannot look into a dependent object type or nested nme
 360     // specifier.
 361     MemberOfUnknownSpecialization = true;
 362     return;
 363   } else {
 364     // Perform unqualified name lookup in the current scope.
 365     LookupName(Found, S);
 366
 367     if (!ObjectType.isNull())
 368       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 369   }
 370
 371   if (Found.empty() && !isDependent) {
 372     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 373     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 374     Found.clear();
 375     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 376     auto FilterCCC = llvm::make_unique<CorrectionCandidateCallback>();
 377     FilterCCC->WantTypeSpecifiers = false;
 378     FilterCCC->WantExpressionKeywords = false;
 379     FilterCCC->WantRemainingKeywords = false;
 380     FilterCCC->WantCXXNamedCasts = true;
 381     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(
 382             Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S, &SS,
 383             std::move(FilterCCC), CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 384       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 385       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
 386         Found.addDecl(ND);
 387       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 388       if (!Found.empty()) {
 389         if (LookupCtx) {
 390           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 391           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 392                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 393           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 394                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 395                                     << SS.getRange());
 396         } else {
 397           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 398         }
 399       }
 400     } else {
 401       Found.setLookupName(Name);
 402     }
 403   }
 404
 405   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 406   if (Found.empty()) {
 407     if (isDependent)
 408       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 409     return;
 410   }
 411
 412   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 413       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 414     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 415     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 416     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 417     //   postfix-expression and [...]
 418     //
 419     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 420     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 421                             LookupOrdinaryName);
 422     LookupName(FoundOuter, S);
 423     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 424
 425     if (FoundOuter.empty()) {
 426       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 427       //     object expression is used, otherwise
 428     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
 429                FoundOuter.isAmbiguous()) {
 430       //   - if the name is found in the context of the entire
 431       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 432       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 433       FoundOuter.clear();
 434     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 435       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 436       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 437       //     otherwise the program is ill-formed.
 438       if (!Found.isSingleResult() ||
 439           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
 440             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
 441         Diag(Found.getNameLoc(),
 442              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 443           << Found.getLookupName()
 444           << ObjectType;
 445         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 446              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 447           << ObjectType;
 448         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 449              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 450
 451         // Recover by taking the template that we found in the object
 452         // expression's type.
 453       }
 454     }
 455   }
 456 }
 457
 458 void Sema::diagnoseExprIntendedAsTemplateName(Scope *S, ExprResult TemplateName,
 459                                               SourceLocation Less,
 460                                               SourceLocation Greater) {
 461   if (TemplateName.isInvalid())
 462     return;
 463
 464   DeclarationNameInfo NameInfo;
 465   CXXScopeSpec SS;
 466   LookupNameKind LookupKind;
 467
 468   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 469   NamedDecl *Found = nullptr;
 470
 471   // Figure out what name we looked up.
 472   if (auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(TemplateName.get())) {
 473     NameInfo = ME->getMemberNameInfo();
 474     SS.Adopt(ME->getQualifierLoc());
 475     LookupKind = LookupMemberName;
 476     LookupCtx = ME->getBase()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
 477     Found = ME->getMemberDecl();
 478   } else {
 479     auto *DRE = cast<DeclRefExpr>(TemplateName.get());
 480     NameInfo = DRE->getNameInfo();
 481     SS.Adopt(DRE->getQualifierLoc());
 482     LookupKind = LookupOrdinaryName;
 483     Found = DRE->getFoundDecl();
 484   }
 485
 486   // Try to correct the name by looking for templates and C++ named casts.
 487   struct TemplateCandidateFilter : CorrectionCandidateCallback {
 488     TemplateCandidateFilter() {
 489       WantTypeSpecifiers = false;
 490       WantExpressionKeywords = false;
 491       WantRemainingKeywords = false;
 492       WantCXXNamedCasts = true;
 493     };
 494     bool ValidateCandidate(const TypoCorrection &Candidate) override {
 495       if (auto *ND = Candidate.getCorrectionDecl())
 496         return isAcceptableTemplateName(ND->getASTContext(), ND, true);
 497       return Candidate.isKeyword();
 498     }
 499   };
 500
 501   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
 502   if (TypoCorrection Corrected =
 503           CorrectTypo(NameInfo, LookupKind, S, &SS,
 504                       llvm::make_unique<TemplateCandidateFilter>(),
 505                       CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 506     auto *ND = Corrected.getFoundDecl();
 507     if (ND)
 508       ND = isAcceptableTemplateName(Context, ND,
 509                                     /*AllowFunctionTemplates*/ true);
 510     if (ND || Corrected.isKeyword()) {
 511       if (LookupCtx) {
 512         std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 513         bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 514                                 Name.getAsString() == CorrectedStr;
 515         diagnoseTypo(Corrected,
 516                      PDiag(diag::err_non_template_in_member_template_id_suggest)
 517                          << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 518                          << SS.getRange(), false);
 519       } else {
 520         diagnoseTypo(Corrected,
 521                      PDiag(diag::err_non_template_in_template_id_suggest)
 522                          << Name, false);
 523       }
 524       if (Found)
 525         Diag(Found->getLocation(),
 526              diag::note_non_template_in_template_id_found);
 527       return;
 528     }
 529   }
 530
 531   Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_non_template_in_template_id)
 532     << Name << SourceRange(Less, Greater);
 533   if (Found)
 534     Diag(Found->getLocation(), diag::note_non_template_in_template_id_found);
 535 }
 536
 537 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 538 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 539 /// specifier naming a dependent type.
 540 ExprResult
 541 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 542                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 543                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 544                                  bool isAddressOfOperand,
 545                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 546   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 547
 548   // C++11 [expr.prim.general]p12:
 549   //   An id-expression that denotes a non-static data member or non-static
 550   //   member function of a class can only be used:
 551   //   (...)
 552   //   - if that id-expression denotes a non-static data member and it
 553   //     appears in an unevaluated operand.
 554   //
 555   // If this might be the case, form a DependentScopeDeclRefExpr instead of a
 556   // CXXDependentScopeMemberExpr. The former can instantiate to either
 557   // DeclRefExpr or MemberExpr depending on lookup results, while the latter is
 558   // always a MemberExpr.
 559   bool MightBeCxx11UnevalField =
 560       getLangOpts().CPlusPlus11 && isUnevaluatedContext();
 561
 562   // Check if the nested name specifier is an enum type.
 563   bool IsEnum = false;
 564   if (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep())
 565     IsEnum = dyn_cast_or_null<EnumType>(NNS->getAsType());
 566
 567   if (!MightBeCxx11UnevalField && !isAddressOfOperand && !IsEnum &&
 568       isa<CXXMethodDecl>(DC) && cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 569     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
 570
 571     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 572     // perform the double-lookup check.
 573     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 574
 575     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 576         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 577         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 578         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 579   }
 580
 581   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 582 }
 583
 584 ExprResult
 585 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 586                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 587                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 588                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 589   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 590       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 591       TemplateArgs);
 592 }
 593
 594
 595 /// Determine whether we would be unable to instantiate this template (because
 596 /// it either has no definition, or is in the process of being instantiated).
 597 bool Sema::DiagnoseUninstantiableTemplate(SourceLocation PointOfInstantiation,
 598                                           NamedDecl *Instantiation,
 599                                           bool InstantiatedFromMember,
 600                                           const NamedDecl *Pattern,
 601                                           const NamedDecl *PatternDef,
 602                                           TemplateSpecializationKind TSK,
 603                                           bool Complain /*= true*/) {
 604   assert(isa<TagDecl>(Instantiation) || isa<FunctionDecl>(Instantiation) ||
 605          isa<VarDecl>(Instantiation));
 606
 607   bool IsEntityBeingDefined = false;
 608   if (const TagDecl *TD = dyn_cast_or_null<TagDecl>(PatternDef))
 609     IsEntityBeingDefined = TD->isBeingDefined();
 610
 611   if (PatternDef && !IsEntityBeingDefined) {
 612     NamedDecl *SuggestedDef = nullptr;
 613     if (!hasVisibleDefinition(const_cast<NamedDecl*>(PatternDef), &SuggestedDef,
 614                               /*OnlyNeedComplete*/false)) {
 615       // If we're allowed to diagnose this and recover, do so.
 616       bool Recover = Complain && !isSFINAEContext();
 617       if (Complain)
 618         diagnoseMissingImport(PointOfInstantiation, SuggestedDef,
 619                               Sema::MissingImportKind::Definition, Recover);
 620       return !Recover;
 621     }
 622     return false;
 623   }
 624
 625   if (!Complain || (PatternDef && PatternDef->isInvalidDecl()))
 626     return true;
 627
 628   llvm::Optional<unsigned> Note;
 629   QualType InstantiationTy;
 630   if (TagDecl *TD = dyn_cast<TagDecl>(Instantiation))
 631     InstantiationTy = Context.getTypeDeclType(TD);
 632   if (PatternDef) {
 633     Diag(PointOfInstantiation,
 634          diag::err_template_instantiate_within_definition)
 635       << /*implicit|explicit*/(TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 636       << InstantiationTy;
 637     // Not much point in noting the template declaration here, since
 638     // we're lexically inside it.
 639     Instantiation->setInvalidDecl();
 640   } else if (InstantiatedFromMember) {
 641     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 642       Diag(PointOfInstantiation,
 643            diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 644         << /*member function*/ 1 << Instantiation->getDeclName()
 645         << Instantiation->getDeclContext();
 646       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 647     } else {
 648       assert(isa<TagDecl>(Instantiation) && "Must be a TagDecl!");
 649       Diag(PointOfInstantiation,
 650            diag::err_implicit_instantiate_member_undefined)
 651         << InstantiationTy;
 652       Note = diag::note_member_declared_at;
 653     }
 654   } else {
 655     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 656       Diag(PointOfInstantiation,
 657            diag::err_explicit_instantiation_undefined_func_template)
 658         << Pattern;
 659       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 660     } else if (isa<TagDecl>(Instantiation)) {
 661       Diag(PointOfInstantiation, diag::err_template_instantiate_undefined)
 662         << (TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 663         << InstantiationTy;
 664       Note = diag::note_template_decl_here;
 665     } else {
 666       assert(isa<VarDecl>(Instantiation) && "Must be a VarDecl!");
 667       if (isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Instantiation)) {
 668         Diag(PointOfInstantiation,
 669              diag::err_explicit_instantiation_undefined_var_template)
 670           << Instantiation;
 671         Instantiation->setInvalidDecl();
 672       } else
 673         Diag(PointOfInstantiation,
 674              diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 675           << /*static data member*/ 2 << Instantiation->getDeclName()
 676           << Instantiation->getDeclContext();
 677       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 678     }
 679   }
 680   if (Note) // Diagnostics were emitted.
 681     Diag(Pattern->getLocation(), Note.getValue());
 682
 683   // In general, Instantiation isn't marked invalid to get more than one
 684   // error for multiple undefined instantiations. But the code that does
 685   // explicit declaration -> explicit definition conversion can't handle
 686   // invalid declarations, so mark as invalid in that case.
 687   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
 688     Instantiation->setInvalidDecl();
 689   return true;
 690 }
 691
 692 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 693 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 694 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 695 /// an error, and false otherwise.
 696 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 697   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 698
 699   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 700   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 701     return;
 702
 703   // C++ [temp.local]p4:
 704   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 705   //   scope (including nested scopes).
 706   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 707     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 708   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 709 }
 710
 711 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 712 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 713 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 714 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 715   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 716     D = Temp->getTemplatedDecl();
 717     return Temp;
 718   }
 719   return nullptr;
 720 }
 721
 722 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 723                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 724   assert(Kind == Template &&
 725          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 726   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 727          "Template template argument pack expansion without packs");
 728   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 729   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 730   return Result;
 731 }
 732
 733 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 734                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 735
 736   switch (Arg.getKind()) {
 737   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 738     TypeSourceInfo *DI;
 739     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 740     if (!DI)
 741       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 742     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 743   }
 744
 745   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 746     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 747     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 748   }
 749
 750   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 751     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 752     TemplateArgument TArg;
 753     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 754       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 755     else
 756       TArg = Template;
 757     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 758                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 759                                                               SemaRef.Context),
 760                                Arg.getLocation(),
 761                                Arg.getEllipsisLoc());
 762   }
 763   }
 764
 765   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 766 }
 767
 768 /// \brief Translates template arguments as provided by the parser
 769 /// into template arguments used by semantic analysis.
 770 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 771                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 772  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 773    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 774                                                       TemplateArgsIn[I]));
 775 }
 776
 777 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 778                                                  SourceLocation Loc,
 779                                                  IdentifierInfo *Name) {
 780   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 781       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForRedeclaration);
 782   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 783     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 784 }
 785
 786 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 787 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 788 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 789 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 790 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 791 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 792 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 793 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 794 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 795 Decl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 796                                SourceLocation EllipsisLoc,
 797                                SourceLocation KeyLoc,
 798                                IdentifierInfo *ParamName,
 799                                SourceLocation ParamNameLoc,
 800                                unsigned Depth, unsigned Position,
 801                                SourceLocation EqualLoc,
 802                                ParsedType DefaultArg) {
 803   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 804          "Template type parameter not in template parameter scope!");
 805
 806   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
 807   if (!ParamName)
 808     Loc = KeyLoc;
 809
 810   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 811   TemplateTypeParmDecl *Param
 812     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 813                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
 814                                    Typename, IsParameterPack);
 815   Param->setAccess(AS_public);
 816
 817   if (ParamName) {
 818     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
 819
 820     // Add the template parameter into the current scope.
 821     S->AddDecl(Param);
 822     IdResolver.AddDecl(Param);
 823   }
 824
 825   // C++0x [temp.param]p9:
 826   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 827   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 828   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
 829     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 830     DefaultArg = nullptr;
 831   }
 832
 833   // Handle the default argument, if provided.
 834   if (DefaultArg) {
 835     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
 836     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
 837
 838     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
 839
 840     // Check for unexpanded parameter packs.
 841     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
 842                                         UPPC_DefaultArgument))
 843       return Param;
 844
 845     // Check the template argument itself.
 846     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
 847       Param->setInvalidDecl();
 848       return Param;
 849     }
 850
 851     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
 852   }
 853
 854   return Param;
 855 }
 856
 857 /// \brief Check that the type of a non-type template parameter is
 858 /// well-formed.
 859 ///
 860 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
 861 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
 862 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(TypeSourceInfo *&TSI,
 863                                                  SourceLocation Loc) {
 864   if (TSI->getType()->isUndeducedType()) {
 865     // C++1z [temp.dep.expr]p3:
 866     //   An id-expression is type-dependent if it contains
 867     //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
 868     //      template-parameter declared with a type that contains a
 869     //      placeholder type (7.1.7.4),
 870     TSI = SubstAutoTypeSourceInfo(TSI, Context.DependentTy);
 871   }
 872
 873   return CheckNonTypeTemplateParameterType(TSI->getType(), Loc);
 874 }
 875
 876 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T,
 877                                                  SourceLocation Loc) {
 878   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
 879   // parameters.
 880   if (T->isVariablyModifiedType()) {
 881     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
 882       << T;
 883     return QualType();
 884   }
 885
 886   // C++ [temp.param]p4:
 887   //
 888   // A non-type template-parameter shall have one of the following
 889   // (optionally cv-qualified) types:
 890   //
 891   //       -- integral or enumeration type,
 892   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
 893       //   -- pointer to object or pointer to function,
 894       T->isPointerType() ||
 895       //   -- reference to object or reference to function,
 896       T->isReferenceType() ||
 897       //   -- pointer to member,
 898       T->isMemberPointerType() ||
 899       //   -- std::nullptr_t.
 900       T->isNullPtrType() ||
 901       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
 902       // assume that it is well-formed.
 903       T->isDependentType() ||
 904       // Allow use of auto in template parameter declarations.
 905       T->isUndeducedType()) {
 906     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
 907     // are ignored when determining its type.
 908     return T.getUnqualifiedType();
 909   }
 910
 911   // C++ [temp.param]p8:
 912   //
 913   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
 914   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
 915   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
 916   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
 917     return Context.getDecayedType(T);
 918
 919   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
 920     << T;
 921
 922   return QualType();
 923 }
 924
 925 Decl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
 926                                           unsigned Depth,
 927                                           unsigned Position,
 928                                           SourceLocation EqualLoc,
 929                                           Expr *Default) {
 930   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
 931
 932   if (TInfo->getType()->isUndeducedType()) {
 933     Diag(D.getIdentifierLoc(),
 934          diag::warn_cxx14_compat_template_nontype_parm_auto_type)
 935       << QualType(TInfo->getType()->getContainedAutoType(), 0);
 936   }
 937
 938   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 939          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
 940   bool Invalid = false;
 941
 942   QualType T = CheckNonTypeTemplateParameterType(TInfo, D.getIdentifierLoc());
 943   if (T.isNull()) {
 944     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
 945     Invalid = true;
 946   }
 947
 948   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
 949   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
 950   NonTypeTemplateParmDecl *Param
 951     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 952                                       D.getLocStart(),
 953                                       D.getIdentifierLoc(),
 954                                       Depth, Position, ParamName, T,
 955                                       IsParameterPack, TInfo);
 956   Param->setAccess(AS_public);
 957
 958   if (Invalid)
 959     Param->setInvalidDecl();
 960
 961   if (ParamName) {
 962     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
 963                                          ParamName);
 964
 965     // Add the template parameter into the current scope.
 966     S->AddDecl(Param);
 967     IdResolver.AddDecl(Param);
 968   }
 969
 970   // C++0x [temp.param]p9:
 971   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 972   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 973   if (Default && IsParameterPack) {
 974     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 975     Default = nullptr;
 976   }
 977
 978   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
 979   if (Default) {
 980     // Check for unexpanded parameter packs.
 981     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
 982       return Param;
 983
 984     TemplateArgument Converted;
 985     ExprResult DefaultRes =
 986         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
 987     if (DefaultRes.isInvalid()) {
 988       Param->setInvalidDecl();
 989       return Param;
 990     }
 991     Default = DefaultRes.get();
 992
 993     Param->setDefaultArgument(Default);
 994   }
 995
 996   return Param;
 997 }
 998
 999 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
1000 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
1001 /// has been parsed. S is the current scope.
1002 Decl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
1003                                            SourceLocation TmpLoc,
1004                                            TemplateParameterList *Params,
1005                                            SourceLocation EllipsisLoc,
1006                                            IdentifierInfo *Name,
1007                                            SourceLocation NameLoc,
1008                                            unsigned Depth,
1009                                            unsigned Position,
1010                                            SourceLocation EqualLoc,
1011                                            ParsedTemplateArgument Default) {
1012   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1013          "Template template parameter not in template parameter scope!");
1014
1015   // Construct the parameter object.
1016   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
1017   TemplateTemplateParmDecl *Param =
1018     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1019                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
1020                                      Depth, Position, IsParameterPack,
1021                                      Name, Params);
1022   Param->setAccess(AS_public);
1023
1024   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
1025   // into the scope and lookup mechanisms.
1026   if (Name) {
1027     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
1028
1029     S->AddDecl(Param);
1030     IdResolver.AddDecl(Param);
1031   }
1032
1033   if (Params->size() == 0) {
1034     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
1035     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
1036     Param->setInvalidDecl();
1037   }
1038
1039   // C++0x [temp.param]p9:
1040   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1041   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1042   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
1043     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1044     Default = ParsedTemplateArgument();
1045   }
1046
1047   if (!Default.isInvalid()) {
1048     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
1049     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
1050     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
1051     // be able to match now.
1052     //
1053     // If none of the template template parameter's template arguments mention
1054     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
1055     // However, it isn't worth doing.
1056     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
1057     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
1058       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template)
1059         << DefaultArg.getSourceRange();
1060       return Param;
1061     }
1062
1063     // Check for unexpanded parameter packs.
1064     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
1065                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
1066                                         UPPC_DefaultArgument))
1067       return Param;
1068
1069     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
1070   }
1071
1072   return Param;
1073 }
1074
1075 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList, optionally
1076 /// constrained by RequiresClause, that contains the template parameters in
1077 /// Params.
1078 TemplateParameterList *
1079 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
1080                                  SourceLocation ExportLoc,
1081                                  SourceLocation TemplateLoc,
1082                                  SourceLocation LAngleLoc,
1083                                  ArrayRef<Decl *> Params,
1084                                  SourceLocation RAngleLoc,
1085                                  Expr *RequiresClause) {
1086   if (ExportLoc.isValid())
1087     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
1088
1089   return TemplateParameterList::Create(
1090       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
1091       llvm::makeArrayRef((NamedDecl *const *)Params.data(), Params.size()),
1092       RAngleLoc, RequiresClause);
1093 }
1094
1095 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
1096   if (SS.isSet())
1097     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
1098 }
1099
1100 DeclResult
1101 Sema::CheckClassTemplate(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
1102                          SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
1103                          IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
1104                          AttributeList *Attr,
1105                          TemplateParameterList *TemplateParams,
1106                          AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
1107                          SourceLocation FriendLoc,
1108                          unsigned NumOuterTemplateParamLists,
1109                          TemplateParameterList** OuterTemplateParamLists,
1110                          SkipBodyInfo *SkipBody) {
1111   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
1112          "No template parameters");
1113   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
1114   bool Invalid = false;
1115
1116   // Check that we can declare a template here.
1117   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
1118     return true;
1119
1120   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
1121   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
1122
1123   // There is no such thing as an unnamed class template.
1124   if (!Name) {
1125     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
1126     return true;
1127   }
1128
1129   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
1130   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
1131   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
1132   DeclContext *SemanticContext;
1133   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
1134                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
1135                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
1136                         ForRedeclaration);
1137   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
1138     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
1139     if (!SemanticContext) {
1140       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
1141       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
1142       // class templates, so don't complain here.
1143       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
1144                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
1145                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
1146           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
1147       return TUK != TUK_Friend;
1148     }
1149
1150     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
1151       return true;
1152
1153     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
1154     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
1155     // now that we know what the current instantiation is.
1156     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
1157       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
1158       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
1159         Invalid = true;
1160     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
1161       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc);
1162
1163     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
1164   } else {
1165     SemanticContext = CurContext;
1166
1167     // C++14 [class.mem]p14:
1168     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
1169     //   name different from T:
1170     //    -- every member template of class T
1171     if (TUK != TUK_Friend &&
1172         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
1173                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
1174       return true;
1175
1176     LookupName(Previous, S);
1177   }
1178
1179   if (Previous.isAmbiguous())
1180     return true;
1181
1182   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
1183   if (Previous.begin() != Previous.end())
1184     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1185
1186   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1187     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1188     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1189     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1190     PrevDecl = nullptr;
1191   }
1192
1193   // If there is a previous declaration with the same name, check
1194   // whether this is a valid redeclaration.
1195   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate
1196     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
1197
1198   // We may have found the injected-class-name of a class template,
1199   // class template partial specialization, or class template specialization.
1200   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
1201   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
1202       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
1203     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
1204     PrevClassTemplate
1205       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
1206     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
1207       PrevClassTemplate
1208         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
1209             ->getSpecializedTemplate();
1210     }
1211   }
1212
1213   if (TUK == TUK_Friend) {
1214     // C++ [namespace.memdef]p3:
1215     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
1216     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
1217     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
1218     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
1219     if (!SS.isSet()) {
1220       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
1221       while (!OutermostContext->isFileContext())
1222         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
1223
1224       if (PrevDecl &&
1225           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
1226            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
1227         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
1228       } else {
1229         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
1230         // context we computed is the semantic context for our new
1231         // declaration.
1232         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1233         SemanticContext = OutermostContext;
1234
1235         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
1236         // declaration of this name as a non-tag type.
1237         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
1238         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
1239         while (LookupContext->isTransparentContext())
1240           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
1241         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
1242
1243         if (Previous.isAmbiguous())
1244           return true;
1245
1246         if (Previous.begin() != Previous.end())
1247           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1248       }
1249     }
1250   } else if (PrevDecl &&
1251              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
1252                             S, SS.isValid()))
1253     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1254
1255   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
1256           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
1257     if (SS.isEmpty() &&
1258         !(PrevClassTemplate &&
1259           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
1260               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
1261       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
1262       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
1263            diag::note_using_decl_target);
1264       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
1265       // Recover by ignoring the old declaration.
1266       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1267     }
1268   }
1269
1270   // TODO Memory management; associated constraints are not always stored.
1271   Expr *const CurAC = formAssociatedConstraints(TemplateParams, nullptr);
1272
1273   if (PrevClassTemplate) {
1274     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
1275     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
1276     // could be dependent.
1277     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1278         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1279                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1280                                         /*Complain=*/true,
1281                                         TPL_TemplateMatch))
1282       return true;
1283
1284     // Check for matching associated constraints on redeclarations.
1285     const Expr *const PrevAC = PrevClassTemplate->getAssociatedConstraints();
1286     const bool RedeclACMismatch = [&] {
1287       if (!(CurAC || PrevAC))
1288         return false; // Nothing to check; no mismatch.
1289       if (CurAC && PrevAC) {
1290         llvm::FoldingSetNodeID CurACInfo, PrevACInfo;
1291         CurAC->Profile(CurACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1292         PrevAC->Profile(PrevACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1293         if (CurACInfo == PrevACInfo)
1294           return false; // All good; no mismatch.
1295       }
1296       return true;
1297     }();
1298
1299     if (RedeclACMismatch) {
1300       Diag(CurAC ? CurAC->getLocStart() : NameLoc,
1301            diag::err_template_different_associated_constraints);
1302       Diag(PrevAC ? PrevAC->getLocStart() : PrevClassTemplate->getLocation(),
1303            diag::note_template_prev_declaration) << /*declaration*/0;
1304       return true;
1305     }
1306
1307     // C++ [temp.class]p4:
1308     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1309     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1310     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1311     //   template declaration (7.1.5.3).
1312     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1313     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1314                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1315       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1316         << Name
1317         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1318       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1319       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1320     }
1321
1322     // Check for redefinition of this class template.
1323     if (TUK == TUK_Definition) {
1324       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1325         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1326         // simply making that previous definition visible.
1327         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1328         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1329           SkipBody->ShouldSkip = true;
1330           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1331           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1332                          "class template?");
1333           makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
1334           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl);
1335           return Def;
1336         }
1337
1338         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1339         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1340         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1341         // definition, as part of error recovery?
1342         return true;
1343       }
1344     }
1345   } else if (PrevDecl) {
1346     // C++ [temp]p5:
1347     //   A class template shall not have the same name as any other
1348     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1349     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1350     //   in (14.5.4).
1351     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1352     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1353     return true;
1354   }
1355
1356   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1357   // merging in the template parameter list from the previous class
1358   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1359   // context, because the template parameter list might be dependent.
1360   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1361       CheckTemplateParameterList(
1362           TemplateParams,
1363           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1364                             : nullptr,
1365           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1366            SemanticContext->isDependentContext())
1367               ? TPC_ClassTemplateMember
1368               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1369                                   : TPC_ClassTemplate))
1370     Invalid = true;
1371
1372   if (SS.isSet()) {
1373     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1374     // template out-of-line.
1375     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1376       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1377                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1378         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1379       Invalid = true;
1380     }
1381   }
1382
1383   // If this is a templated friend in a dependent context we should not put it
1384   // on the redecl chain. In some cases, the templated friend can be the most
1385   // recent declaration tricking the template instantiator to make substitutions
1386   // there.
1387   // FIXME: Figure out how to combine with shouldLinkDependentDeclWithPrevious
1388   bool ShouldAddRedecl
1389     = !(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext());
1390
1391   CXXRecordDecl *NewClass =
1392     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1393                           PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ?
1394                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1395                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1396   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1397   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1398     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1399         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1400                                     NumOuterTemplateParamLists));
1401
1402   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1403   // the ASTContext lays out the structure.
1404   if (TUK == TUK_Definition) {
1405     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1406     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1407   }
1408
1409   // Attach the associated constraints when the declaration will not be part of
1410   // a decl chain.
1411   Expr *const ACtoAttach =
1412       PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ? nullptr : CurAC;
1413
1414   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1415     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1416                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1417                                 NewClass, ACtoAttach);
1418
1419   if (ShouldAddRedecl)
1420     NewTemplate->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1421
1422   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1423
1424   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1425     NewTemplate->setModulePrivate();
1426
1427   // Build the type for the class template declaration now.
1428   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1429   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1430   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1431   (void)T;
1432
1433   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1434   // class template, make a note of that.
1435   if (PrevClassTemplate &&
1436       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1437     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1438
1439   // Set the access specifier.
1440   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1441     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1442
1443   // Set the lexical context of these templates
1444   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1445   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1446
1447   if (TUK == TUK_Definition)
1448     NewClass->startDefinition();
1449
1450   if (Attr)
1451     ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1452
1453   if (PrevClassTemplate)
1454     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1455
1456   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1457
1458   if (TUK != TUK_Friend) {
1459     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1460     Scope *Outer = S;
1461     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1462       Outer = Outer->getParent();
1463     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1464   } else {
1465     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1466       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1467       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1468     }
1469
1470     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1471
1472     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1473     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1474       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1475       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1476       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1477         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1478                           /* AddToContext = */ false);
1479     }
1480
1481     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1482         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1483     Friend->setAccess(AS_public);
1484     CurContext->addDecl(Friend);
1485   }
1486
1487   if (Invalid) {
1488     NewTemplate->setInvalidDecl();
1489     NewClass->setInvalidDecl();
1490   }
1491
1492   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1493
1494   return NewTemplate;
1495 }
1496
1497 namespace {
1498 /// Transform to convert portions of a constructor declaration into the
1499 /// corresponding deduction guide, per C++1z [over.match.class.deduct]p1.
1500 struct ConvertConstructorToDeductionGuideTransform {
1501   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform(Sema &S,
1502                                               ClassTemplateDecl *Template)
1503       : SemaRef(S), Template(Template) {}
1504
1505   Sema &SemaRef;
1506   ClassTemplateDecl *Template;
1507
1508   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1509   CXXRecordDecl *Primary = Template->getTemplatedDecl();
1510   DeclarationName DeductionGuideName =
1511       SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXDeductionGuideName(Template);
1512
1513   QualType DeducedType = SemaRef.Context.getTypeDeclType(Primary);
1514
1515   // Index adjustment to apply to convert depth-1 template parameters into
1516   // depth-0 template parameters.
1517   unsigned Depth1IndexAdjustment = Template->getTemplateParameters()->size();
1518
1519   /// Transform a constructor declaration into a deduction guide.
1520   NamedDecl *transformConstructor(FunctionTemplateDecl *FTD,
1521                                   CXXConstructorDecl *CD) {
1522     SmallVector<TemplateArgument, 16> SubstArgs;
1523
1524     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1525
1526     // C++ [over.match.class.deduct]p1:
1527     // -- For each constructor of the class template designated by the
1528     //    template-name, a function template with the following properties:
1529
1530     //    -- The template parameters are the template parameters of the class
1531     //       template followed by the template parameters (including default
1532     //       template arguments) of the constructor, if any.
1533     TemplateParameterList *TemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1534     if (FTD) {
1535       TemplateParameterList *InnerParams = FTD->getTemplateParameters();
1536       SmallVector<NamedDecl *, 16> AllParams;
1537       AllParams.reserve(TemplateParams->size() + InnerParams->size());
1538       AllParams.insert(AllParams.begin(),
1539                        TemplateParams->begin(), TemplateParams->end());
1540       SubstArgs.reserve(InnerParams->size());
1541
1542       // Later template parameters could refer to earlier ones, so build up
1543       // a list of substituted template arguments as we go.
1544       for (NamedDecl *Param : *InnerParams) {
1545         MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1546         Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1547         Args.addOuterRetainedLevel();
1548         NamedDecl *NewParam = transformTemplateParameter(Param, Args);
1549         if (!NewParam)
1550           return nullptr;
1551         AllParams.push_back(NewParam);
1552         SubstArgs.push_back(SemaRef.Context.getCanonicalTemplateArgument(
1553             SemaRef.Context.getInjectedTemplateArg(NewParam)));
1554       }
1555       TemplateParams = TemplateParameterList::Create(
1556           SemaRef.Context, InnerParams->getTemplateLoc(),
1557           InnerParams->getLAngleLoc(), AllParams, InnerParams->getRAngleLoc(),
1558           /*FIXME: RequiresClause*/ nullptr);
1559     }
1560
1561     // If we built a new template-parameter-list, track that we need to
1562     // substitute references to the old parameters into references to the
1563     // new ones.
1564     MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1565     if (FTD) {
1566       Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1567       Args.addOuterRetainedLevel();
1568     }
1569
1570     FunctionProtoTypeLoc FPTL = CD->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc()
1571                                    .getAsAdjusted<FunctionProtoTypeLoc>();
1572     assert(FPTL && "no prototype for constructor declaration");
1573
1574     // Transform the type of the function, adjusting the return type and
1575     // replacing references to the old parameters with references to the
1576     // new ones.
1577     TypeLocBuilder TLB;
1578     SmallVector<ParmVarDecl*, 8> Params;
1579     QualType NewType = transformFunctionProtoType(TLB, FPTL, Params, Args);
1580     if (NewType.isNull())
1581       return nullptr;
1582     TypeSourceInfo *NewTInfo = TLB.getTypeSourceInfo(SemaRef.Context, NewType);
1583
1584     return buildDeductionGuide(TemplateParams, CD->isExplicit(), NewTInfo,
1585                                CD->getLocStart(), CD->getLocation(),
1586                                CD->getLocEnd());
1587   }
1588
1589   /// Build a deduction guide with the specified parameter types.
1590   NamedDecl *buildSimpleDeductionGuide(MutableArrayRef<QualType> ParamTypes) {
1591     SourceLocation Loc = Template->getLocation();
1592
1593     // Build the requested type.
1594     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1595     EPI.HasTrailingReturn = true;
1596     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(DeducedType, ParamTypes, Loc,
1597                                                 DeductionGuideName, EPI);
1598     TypeSourceInfo *TSI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(Result, Loc);
1599
1600     FunctionProtoTypeLoc FPTL =
1601         TSI->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
1602
1603     // Build the parameters, needed during deduction / substitution.
1604     SmallVector<ParmVarDecl*, 4> Params;
1605     for (auto T : ParamTypes) {
1606       ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(
1607           SemaRef.Context, DC, Loc, Loc, nullptr, T,
1608           SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Loc), SC_None, nullptr);
1609       NewParam->setScopeInfo(0, Params.size());
1610       FPTL.setParam(Params.size(), NewParam);
1611       Params.push_back(NewParam);
1612     }
1613
1614     return buildDeductionGuide(Template->getTemplateParameters(), false, TSI,
1615                                Loc, Loc, Loc);
1616   }
1617
1618 private:
1619   /// Transform a constructor template parameter into a deduction guide template
1620   /// parameter, rebuilding any internal references to earlier parameters and
1621   /// renumbering as we go.
1622   NamedDecl *transformTemplateParameter(NamedDecl *TemplateParam,
1623                                         MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1624     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParam)) {
1625       // TemplateTypeParmDecl's index cannot be changed after creation, so
1626       // substitute it directly.
1627       auto *NewTTP = TemplateTypeParmDecl::Create(
1628           SemaRef.Context, DC, TTP->getLocStart(), TTP->getLocation(),
1629           /*Depth*/0, Depth1IndexAdjustment + TTP->getIndex(),
1630           TTP->getIdentifier(), TTP->wasDeclaredWithTypename(),
1631           TTP->isParameterPack());
1632       if (TTP->hasDefaultArgument()) {
1633         TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
1634             SemaRef.SubstType(TTP->getDefaultArgumentInfo(), Args,
1635                               TTP->getDefaultArgumentLoc(), TTP->getDeclName());
1636         if (InstantiatedDefaultArg)
1637           NewTTP->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
1638       }
1639       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(TemplateParam,
1640                                                            NewTTP);
1641       return NewTTP;
1642     }
1643
1644     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(TemplateParam))
1645       return transformTemplateParameterImpl(TTP, Args);
1646
1647     return transformTemplateParameterImpl(
1648         cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParam), Args);
1649   }
1650   template<typename TemplateParmDecl>
1651   TemplateParmDecl *
1652   transformTemplateParameterImpl(TemplateParmDecl *OldParam,
1653                                  MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1654     // Ask the template instantiator to do the heavy lifting for us, then adjust
1655     // the index of the parameter once it's done.
1656     auto *NewParam =
1657         cast_or_null<TemplateParmDecl>(SemaRef.SubstDecl(OldParam, DC, Args));
1658     assert(NewParam->getDepth() == 0 && "unexpected template param depth");
1659     NewParam->setPosition(NewParam->getPosition() + Depth1IndexAdjustment);
1660     return NewParam;
1661   }
1662
1663   QualType transformFunctionProtoType(TypeLocBuilder &TLB,
1664                                       FunctionProtoTypeLoc TL,
1665                                       SmallVectorImpl<ParmVarDecl*> &Params,
1666                                       MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1667     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
1668     const FunctionProtoType *T = TL.getTypePtr();
1669
1670     //    -- The types of the function parameters are those of the constructor.
1671     for (auto *OldParam : TL.getParams()) {
1672       ParmVarDecl *NewParam = transformFunctionTypeParam(OldParam, Args);
1673       if (!NewParam)
1674         return QualType();
1675       ParamTypes.push_back(NewParam->getType());
1676       Params.push_back(NewParam);
1677     }
1678
1679     //    -- The return type is the class template specialization designated by
1680     //       the template-name and template arguments corresponding to the
1681     //       template parameters obtained from the class template.
1682     //
1683     // We use the injected-class-name type of the primary template instead.
1684     // This has the convenient property that it is different from any type that
1685     // the user can write in a deduction-guide (because they cannot enter the
1686     // context of the template), so implicit deduction guides can never collide
1687     // with explicit ones.
1688     QualType ReturnType = DeducedType;
1689     TLB.pushTypeSpec(ReturnType).setNameLoc(Primary->getLocation());
1690
1691     // Resolving a wording defect, we also inherit the variadicness of the
1692     // constructor.
1693     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1694     EPI.Variadic = T->isVariadic();
1695     EPI.HasTrailingReturn = true;
1696
1697     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(
1698         ReturnType, ParamTypes, TL.getLocStart(), DeductionGuideName, EPI);
1699     if (Result.isNull())
1700       return QualType();
1701
1702     FunctionProtoTypeLoc NewTL = TLB.push<FunctionProtoTypeLoc>(Result);
1703     NewTL.setLocalRangeBegin(TL.getLocalRangeBegin());
1704     NewTL.setLParenLoc(TL.getLParenLoc());
1705     NewTL.setRParenLoc(TL.getRParenLoc());
1706     NewTL.setExceptionSpecRange(SourceRange());
1707     NewTL.setLocalRangeEnd(TL.getLocalRangeEnd());
1708     for (unsigned I = 0, E = NewTL.getNumParams(); I != E; ++I)
1709       NewTL.setParam(I, Params[I]);
1710
1711     return Result;
1712   }
1713
1714   ParmVarDecl *
1715   transformFunctionTypeParam(ParmVarDecl *OldParam,
1716                              MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1717     TypeSourceInfo *OldDI = OldParam->getTypeSourceInfo();
1718     TypeSourceInfo *NewDI;
1719     if (!Args.getNumLevels())
1720       NewDI = OldDI;
1721     else if (auto PackTL = OldDI->getTypeLoc().getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
1722       // Expand out the one and only element in each inner pack.
1723       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, 0);
1724       NewDI =
1725           SemaRef.SubstType(PackTL.getPatternLoc(), Args,
1726                             OldParam->getLocation(), OldParam->getDeclName());
1727       if (!NewDI) return nullptr;
1728       NewDI =
1729           SemaRef.CheckPackExpansion(NewDI, PackTL.getEllipsisLoc(),
1730                                      PackTL.getTypePtr()->getNumExpansions());
1731     } else
1732       NewDI = SemaRef.SubstType(OldDI, Args, OldParam->getLocation(),
1733                                 OldParam->getDeclName());
1734     if (!NewDI)
1735       return nullptr;
1736
1737     // Canonicalize the type. This (for instance) replaces references to
1738     // typedef members of the current instantiations with the definitions of
1739     // those typedefs, avoiding triggering instantiation of the deduced type
1740     // during deduction.
1741     // FIXME: It would be preferable to retain type sugar and source
1742     // information here (and handle this in substitution instead).
1743     NewDI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(
1744         SemaRef.Context.getCanonicalType(NewDI->getType()),
1745         OldParam->getLocation());
1746
1747     // Resolving a wording defect, we also inherit default arguments from the
1748     // constructor.
1749     ExprResult NewDefArg;
1750     if (OldParam->hasDefaultArg()) {
1751       NewDefArg = Args.getNumLevels()
1752                       ? SemaRef.SubstExpr(OldParam->getDefaultArg(), Args)
1753                       : OldParam->getDefaultArg();
1754       if (NewDefArg.isInvalid())
1755         return nullptr;
1756     }
1757
1758     ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
1759                                                 OldParam->getInnerLocStart(),
1760                                                 OldParam->getLocation(),
1761                                                 OldParam->getIdentifier(),
1762                                                 NewDI->getType(),
1763                                                 NewDI,
1764                                                 OldParam->getStorageClass(),
1765                                                 NewDefArg.get());
1766     NewParam->setScopeInfo(OldParam->getFunctionScopeDepth(),
1767                            OldParam->getFunctionScopeIndex());
1768     return NewParam;
1769   }
1770
1771   NamedDecl *buildDeductionGuide(TemplateParameterList *TemplateParams,
1772                                  bool Explicit, TypeSourceInfo *TInfo,
1773                                  SourceLocation LocStart, SourceLocation Loc,
1774                                  SourceLocation LocEnd) {
1775     DeclarationNameInfo Name(DeductionGuideName, Loc);
1776     ArrayRef<ParmVarDecl *> Params =
1777         TInfo->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>().getParams();
1778
1779     // Build the implicit deduction guide template.
1780     auto *Guide =
1781         CXXDeductionGuideDecl::Create(SemaRef.Context, DC, LocStart, Explicit,
1782                                       Name, TInfo->getType(), TInfo, LocEnd);
1783     Guide->setImplicit();
1784     Guide->setParams(Params);
1785
1786     for (auto *Param : Params)
1787       Param->setDeclContext(Guide);
1788
1789     auto *GuideTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(
1790         SemaRef.Context, DC, Loc, DeductionGuideName, TemplateParams, Guide);
1791     GuideTemplate->setImplicit();
1792     Guide->setDescribedFunctionTemplate(GuideTemplate);
1793
1794     if (isa<CXXRecordDecl>(DC)) {
1795       Guide->setAccess(AS_public);
1796       GuideTemplate->setAccess(AS_public);
1797     }
1798
1799     DC->addDecl(GuideTemplate);
1800     return GuideTemplate;
1801   }
1802 };
1803 }
1804
1805 void Sema::DeclareImplicitDeductionGuides(TemplateDecl *Template,
1806                                           SourceLocation Loc) {
1807   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1808   if (DC->isDependentContext())
1809     return;
1810
1811   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform Transform(
1812       *this, cast<ClassTemplateDecl>(Template));
1813   if (!isCompleteType(Loc, Transform.DeducedType))
1814     return;
1815
1816   // Check whether we've already declared deduction guides for this template.
1817   // FIXME: Consider storing a flag on the template to indicate this.
1818   auto Existing = DC->lookup(Transform.DeductionGuideName);
1819   for (auto *D : Existing)
1820     if (D->isImplicit())
1821       return;
1822
1823   // In case we were expanding a pack when we attempted to declare deduction
1824   // guides, turn off pack expansion for everything we're about to do.
1825   ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, -1);
1826   // Create a template instantiation record to track the "instantiation" of
1827   // constructors into deduction guides.
1828   // FIXME: Add a kind for this to give more meaningful diagnostics. But can
1829   // this substitution process actually fail?
1830   InstantiatingTemplate BuildingDeductionGuides(*this, Loc, Template);
1831
1832   // Convert declared constructors into deduction guide templates.
1833   // FIXME: Skip constructors for which deduction must necessarily fail (those
1834   // for which some class template parameter without a default argument never
1835   // appears in a deduced context).
1836   bool AddedAny = false;
1837   bool AddedCopyOrMove = false;
1838   for (NamedDecl *D : LookupConstructors(Transform.Primary)) {
1839     D = D->getUnderlyingDecl();
1840     if (D->isInvalidDecl() || D->isImplicit())
1841       continue;
1842     D = cast<NamedDecl>(D->getCanonicalDecl());
1843
1844     auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D);
1845     auto *CD =
1846         dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(FTD ? FTD->getTemplatedDecl() : D);
1847     // Class-scope explicit specializations (MS extension) do not result in
1848     // deduction guides.
1849     if (!CD || (!FTD && CD->isFunctionTemplateSpecialization()))
1850       continue;
1851
1852     Transform.transformConstructor(FTD, CD);
1853     AddedAny = true;
1854
1855     AddedCopyOrMove |= CD->isCopyOrMoveConstructor();
1856   }
1857
1858   // Synthesize an X() -> X<...> guide if there were no declared constructors.
1859   // FIXME: The standard doesn't say (how) to do this.
1860   if (!AddedAny)
1861     Transform.buildSimpleDeductionGuide(None);
1862
1863   // Synthesize an X(X<...>) -> X<...> guide if there was no declared constructor
1864   // resembling a copy or move constructor.
1865   // FIXME: The standard doesn't say (how) to do this.
1866   if (!AddedCopyOrMove)
1867     Transform.buildSimpleDeductionGuide(Transform.DeducedType);
1868 }
1869
1870 /// \brief Diagnose the presence of a default template argument on a
1871 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
1872 ///
1873 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
1874 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
1875                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
1876                                             SourceLocation ParamLoc,
1877                                             SourceRange DefArgRange) {
1878   switch (TPC) {
1879   case Sema::TPC_ClassTemplate:
1880   case Sema::TPC_VarTemplate:
1881   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
1882     return false;
1883
1884   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
1885   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
1886     // C++ [temp.param]p9:
1887     //   A default template-argument shall not be specified in a
1888     //   function template declaration or a function template
1889     //   definition [...]
1890     //   If a friend function template declaration specifies a default
1891     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
1892     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
1893     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
1894     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
1895          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
1896            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
1897       << DefArgRange;
1898     return false;
1899
1900   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
1901     // C++0x [temp.param]p9:
1902     //   A default template-argument shall not be specified in the
1903     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
1904     //   class template that appears outside of the member's class.
1905     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
1906       << DefArgRange;
1907     return true;
1908
1909   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
1910   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
1911     // C++ [temp.param]p9:
1912     //   A default template-argument shall not be specified in a
1913     //   friend template declaration.
1914     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
1915       << DefArgRange;
1916     return true;
1917
1918     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
1919     // for friend function templates if there is only a single
1920     // declaration (and it is a definition). Strange!
1921   }
1922
1923   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
1924 }
1925
1926 /// \brief Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
1927 /// of a template template parameter, recursively.
1928 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
1929                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
1930   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
1931   // expansion.
1932   if (TTP->isParameterPack())
1933     return false;
1934
1935   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
1936   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
1937     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
1938     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
1939       if (!NTTP->isParameterPack() &&
1940           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
1941                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
1942                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
1943         return true;
1944
1945       continue;
1946     }
1947
1948     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
1949                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
1950       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
1951         return true;
1952   }
1953
1954   return false;
1955 }
1956
1957 /// \brief Checks the validity of a template parameter list, possibly
1958 /// considering the template parameter list from a previous
1959 /// declaration.
1960 ///
1961 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
1962 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
1963 /// template parameter list.
1964 ///
1965 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
1966 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
1967 /// default arguments that are carried through from the previous
1968 /// template parameter list.
1969 ///
1970 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
1971 /// previous declaration of the same template. Default template
1972 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
1973 /// the new template parameter list.
1974 ///
1975 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
1976 /// template parameter list.
1977 ///
1978 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
1979 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
1980                                       TemplateParameterList *OldParams,
1981                                       TemplateParamListContext TPC) {
1982   bool Invalid = false;
1983
1984   // C++ [temp.param]p10:
1985   //   The set of default template-arguments available for use with a
1986   //   template declaration or definition is obtained by merging the
1987   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
1988   //   declarations in scope in the same way default function
1989   //   arguments are (8.3.6).
1990   bool SawDefaultArgument = false;
1991   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
1992
1993   // Dummy initialization to avoid warnings.
1994   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
1995   if (OldParams)
1996     OldParam = OldParams->begin();
1997
1998   bool RemoveDefaultArguments = false;
1999   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2000                                     NewParamEnd = NewParams->end();
2001        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2002     // Variables used to diagnose redundant default arguments
2003     bool RedundantDefaultArg = false;
2004     SourceLocation OldDefaultLoc;
2005     SourceLocation NewDefaultLoc;
2006
2007     // Variable used to diagnose missing default arguments
2008     bool MissingDefaultArg = false;
2009
2010     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
2011     bool SawParameterPack = false;
2012
2013     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
2014           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
2015       // Check the presence of a default argument here.
2016       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2017           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2018                                           NewTypeParm->getLocation(),
2019                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
2020                                                        .getSourceRange()))
2021         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
2022
2023       // Merge default arguments for template type parameters.
2024       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
2025           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2026       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
2027         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2028                "Parameter packs can't have a default argument!");
2029         SawParameterPack = true;
2030       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
2031                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2032         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2033         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2034         SawDefaultArgument = true;
2035         RedundantDefaultArg = true;
2036         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2037       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2038         // Merge the default argument from the old declaration to the
2039         // new declaration.
2040         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
2041         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2042       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2043         SawDefaultArgument = true;
2044         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2045       } else if (SawDefaultArgument)
2046         MissingDefaultArg = true;
2047     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
2048                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
2049       // Check for unexpanded parameter packs.
2050       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
2051           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
2052                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
2053                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
2054         Invalid = true;
2055         continue;
2056       }
2057
2058       // Check the presence of a default argument here.
2059       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2060           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2061                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
2062                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
2063         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
2064       }
2065
2066       // Merge default arguments for non-type template parameters
2067       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
2068         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2069       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
2070         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2071                "Parameter packs can't have a default argument!");
2072         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
2073           SawParameterPack = true;
2074       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
2075                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2076         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2077         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2078         SawDefaultArgument = true;
2079         RedundantDefaultArg = true;
2080         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2081       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2082         // Merge the default argument from the old declaration to the
2083         // new declaration.
2084         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
2085         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2086       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2087         SawDefaultArgument = true;
2088         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2089       } else if (SawDefaultArgument)
2090         MissingDefaultArg = true;
2091     } else {
2092       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
2093         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
2094
2095       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
2096       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
2097         Invalid = true;
2098         continue;
2099       }
2100
2101       // Check the presence of a default argument here.
2102       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2103           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2104                                           NewTemplateParm->getLocation(),
2105                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
2106         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
2107
2108       // Merge default arguments for template template parameters
2109       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
2110         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2111       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
2112         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2113                "Parameter packs can't have a default argument!");
2114         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
2115           SawParameterPack = true;
2116       } else if (OldTemplateParm &&
2117                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
2118                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2119         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2120         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2121         SawDefaultArgument = true;
2122         RedundantDefaultArg = true;
2123         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2124       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2125         // Merge the default argument from the old declaration to the
2126         // new declaration.
2127         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
2128         PreviousDefaultArgLoc
2129           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2130       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2131         SawDefaultArgument = true;
2132         PreviousDefaultArgLoc
2133           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2134       } else if (SawDefaultArgument)
2135         MissingDefaultArg = true;
2136     }
2137
2138     // C++11 [temp.param]p11:
2139     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
2140     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
2141     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
2142         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
2143          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
2144       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2145            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
2146       Invalid = true;
2147     }
2148
2149     if (RedundantDefaultArg) {
2150       // C++ [temp.param]p12:
2151       //   A template-parameter shall not be given default arguments
2152       //   by two different declarations in the same scope.
2153       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
2154       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2155       Invalid = true;
2156     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
2157       // C++ [temp.param]p11:
2158       //   If a template-parameter of a class template has a default
2159       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
2160       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
2161       //   pack.
2162       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2163            diag::err_template_param_default_arg_missing);
2164       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2165       Invalid = true;
2166       RemoveDefaultArguments = true;
2167     }
2168
2169     // If we have an old template parameter list that we're merging
2170     // in, move on to the next parameter.
2171     if (OldParams)
2172       ++OldParam;
2173   }
2174
2175   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
2176   // all of the default arguments.
2177   if (RemoveDefaultArguments) {
2178     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2179                                       NewParamEnd = NewParams->end();
2180          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2181       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
2182         TTP->removeDefaultArgument();
2183       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2184                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
2185         NTTP->removeDefaultArgument();
2186       else
2187         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
2188     }
2189   }
2190
2191   return Invalid;
2192 }
2193
2194 namespace {
2195
2196 /// A class which looks for a use of a certain level of template
2197 /// parameter.
2198 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
2199   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
2200
2201   unsigned Depth;
2202
2203   // Whether we're looking for a use of a template parameter that makes the
2204   // overall construct type-dependent / a dependent type. This is strictly
2205   // best-effort for now; we may fail to match at all for a dependent type
2206   // in some cases if this is set.
2207   bool IgnoreNonTypeDependent;
2208
2209   bool Match;
2210   SourceLocation MatchLoc;
2211
2212   DependencyChecker(unsigned Depth, bool IgnoreNonTypeDependent)
2213       : Depth(Depth), IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent),
2214         Match(false) {}
2215
2216   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params, bool IgnoreNonTypeDependent)
2217       : IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent), Match(false) {
2218     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
2219     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
2220       Depth = PD->getDepth();
2221     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2222                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
2223       Depth = PD->getDepth();
2224     } else {
2225       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
2226     }
2227   }
2228
2229   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
2230     if (ParmDepth >= Depth) {
2231       Match = true;
2232       MatchLoc = Loc;
2233       return true;
2234     }
2235     return false;
2236   }
2237
2238   bool TraverseStmt(Stmt *S, DataRecursionQueue *Q = nullptr) {
2239     // Prune out non-type-dependent expressions if requested. This can
2240     // sometimes result in us failing to find a template parameter reference
2241     // (if a value-dependent expression creates a dependent type), but this
2242     // mode is best-effort only.
2243     if (auto *E = dyn_cast_or_null<Expr>(S))
2244       if (IgnoreNonTypeDependent && !E->isTypeDependent())
2245         return true;
2246     return super::TraverseStmt(S, Q);
2247   }
2248
2249   bool TraverseTypeLoc(TypeLoc TL) {
2250     if (IgnoreNonTypeDependent && !TL.isNull() &&
2251         !TL.getType()->isDependentType())
2252       return true;
2253     return super::TraverseTypeLoc(TL);
2254   }
2255
2256   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
2257     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
2258   }
2259
2260   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
2261     // For a best-effort search, keep looking until we find a location.
2262     return IgnoreNonTypeDependent || !Matches(T->getDepth());
2263   }
2264
2265   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
2266     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
2267           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
2268       if (Matches(PD->getDepth()))
2269         return false;
2270     return super::TraverseTemplateName(N);
2271   }
2272
2273   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
2274     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2275           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
2276       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
2277         return false;
2278     return super::VisitDeclRefExpr(E);
2279   }
2280
2281   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
2282     return TraverseType(T->getReplacementType());
2283   }
2284
2285   bool
2286   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
2287     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
2288   }
2289
2290   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
2291     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
2292   }
2293 };
2294 } // end anonymous namespace
2295
2296 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
2297 /// list.
2298 static bool
2299 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
2300   DependencyChecker Checker(Params, /*IgnoreNonTypeDependent*/false);
2301   Checker.TraverseType(T);
2302   return Checker.Match;
2303 }
2304
2305 // Find the source range corresponding to the named type in the given
2306 // nested-name-specifier, if any.
2307 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
2308                                                        QualType T,
2309                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
2310   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
2311   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
2312     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
2313       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
2314         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
2315     } else
2316       break;
2317
2318     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
2319   }
2320
2321   return SourceRange();
2322 }
2323
2324 /// \brief Match the given template parameter lists to the given scope
2325 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
2326 /// name.
2327 ///
2328 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
2329 /// specifier or a template parameter list.
2330 ///
2331 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
2332 ///
2333 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
2334 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
2335 /// being declared.
2336 ///
2337 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
2338 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
2339 ///
2340 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
2341 /// innermost template parameter lists.
2342 ///
2343 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
2344 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
2345 /// declarations.
2346 ///
2347 /// \param IsMemberSpecialization will be set true if the scope specifier
2348 /// denotes a fully-specialized type, and therefore this is a declaration of
2349 /// a member specialization.
2350 ///
2351 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
2352 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
2353 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
2354 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
2355 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
2356 /// itself a template).
2357 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
2358     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
2359     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
2360     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
2361     bool &IsMemberSpecialization, bool &Invalid) {
2362   IsMemberSpecialization = false;
2363   Invalid = false;
2364
2365   // The sequence of nested types to which we will match up the template
2366   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
2367   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
2368   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
2369   QualType T;
2370   if (SS.getScopeRep()) {
2371     if (CXXRecordDecl *Record
2372               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
2373       T = Context.getTypeDeclType(Record);
2374     else
2375       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
2376   }
2377
2378   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
2379   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
2380   // explicit specialization.
2381   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
2382
2383   while (!T.isNull()) {
2384     NestedTypes.push_back(T);
2385
2386     // Retrieve the parent of a record type.
2387     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2388       // If this type is an explicit specialization, we're done.
2389       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2390           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2391         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
2392             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
2393           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
2394           break;
2395         }
2396       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2397                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
2398         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
2399         break;
2400       }
2401
2402       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
2403         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2404       else
2405         T = QualType();
2406       continue;
2407     }
2408
2409     if (const TemplateSpecializationType *TST
2410                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2411       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2412         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
2413           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2414         else
2415           T = QualType();
2416         continue;
2417       }
2418     }
2419
2420     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
2421     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
2422                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2423       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
2424         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2425       else
2426         T = QualType();
2427       continue;
2428     }
2429
2430     // Look one step prior in a dependent name type.
2431     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
2432       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
2433         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2434       else
2435         T = QualType();
2436       continue;
2437     }
2438
2439     // Retrieve the parent of an enumeration type.
2440     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
2441       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
2442       // check here.
2443       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
2444
2445       // Get to the parent type.
2446       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
2447         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2448       else
2449         T = QualType();
2450       continue;
2451     }
2452
2453     T = QualType();
2454   }
2455   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
2456   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
2457   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
2458
2459   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
2460   //   A member or a member template may be nested within many
2461   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
2462   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
2463   //   template<> for each enclosing class template that is
2464   //   explicitly specialized.
2465   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
2466
2467   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
2468     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
2469       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
2470         << !Recovery << Range;
2471       Invalid = true;
2472       IsMemberSpecialization = false;
2473       return true;
2474     }
2475
2476     return false;
2477   };
2478
2479   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
2480     // Check that we can have an explicit specialization here.
2481     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
2482       return true;
2483
2484     // We don't have a template header, but we should.
2485     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
2486     if (!ParamLists.empty())
2487       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
2488     else
2489       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
2490
2491     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
2492       << Range
2493       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
2494     return false;
2495   };
2496
2497   unsigned ParamIdx = 0;
2498   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
2499        ++TypeIdx) {
2500     T = NestedTypes[TypeIdx];
2501
2502     // Whether we expect a 'template<>' header.
2503     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
2504
2505     // Whether we expect a template header with parameters.
2506     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2507
2508     // For a dependent type, the set of template parameters that we
2509     // expect to see.
2510     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
2511
2512     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
2513     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
2514     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
2515     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
2516     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
2517     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2518       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
2519             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
2520         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
2521         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2522       } else if (Record->isDependentType()) {
2523         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
2524           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
2525                                                       ->getTemplateParameters();
2526           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2527         }
2528       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2529                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2530         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
2531         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
2532         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
2533         //   the template<> syntax.
2534         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
2535           NeedEmptyTemplateHeader = true;
2536         else
2537           continue;
2538       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
2539         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2540                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
2541             TypeIdx == NumTypes - 1)
2542           IsMemberSpecialization = true;
2543
2544         continue;
2545       }
2546     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
2547                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2548       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2549         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
2550         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2551       }
2552     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2553       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
2554       // against the corresponding template parameter list.
2555       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2556     }
2557
2558     // C++ [temp.expl.spec]p16:
2559     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2560     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2561     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2562     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2563     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2564     //   are not explicitly specialized as well.
2565     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2566       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
2567         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2568                                         false))
2569           return nullptr;
2570       } else
2571         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
2572     }
2573
2574     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
2575       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
2576       // here, then it's a member specialization.
2577       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
2578         IsMemberSpecialization = true;
2579
2580       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2581         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
2582           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
2583           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2584                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
2585             << T
2586             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
2587                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
2588             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2589           Invalid = true;
2590           return nullptr;
2591         }
2592
2593         // Consume this template header.
2594         ++ParamIdx;
2595         continue;
2596       }
2597
2598       if (!IsFriend)
2599         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
2600                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
2601           return nullptr;
2602
2603       continue;
2604     }
2605
2606     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
2607       // In friend declarations we can have template-ids which don't
2608       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
2609       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
2610       // template-id.
2611       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
2612         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
2613             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
2614           ExpectedTemplateParams = nullptr;
2615         else
2616           continue;
2617       }
2618
2619       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2620         // Check the template parameter list, if we can.
2621         if (ExpectedTemplateParams &&
2622             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
2623                                             ExpectedTemplateParams,
2624                                             true, TPL_TemplateMatch))
2625           Invalid = true;
2626
2627         if (!Invalid &&
2628             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
2629                                        TPC_ClassTemplateMember))
2630           Invalid = true;
2631
2632         ++ParamIdx;
2633         continue;
2634       }
2635
2636       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
2637         << T
2638         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2639       Invalid = true;
2640       continue;
2641     }
2642   }
2643
2644   // If there were at least as many template-ids as there were template
2645   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
2646   // the declaration itself.
2647   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
2648     if (TemplateId && !IsFriend) {
2649       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
2650       // should.
2651       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
2652                                                         TemplateId->RAngleLoc));
2653
2654       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
2655       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
2656                                            SourceLocation(), None,
2657                                            SourceLocation(), nullptr);
2658     }
2659
2660     return nullptr;
2661   }
2662
2663   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
2664   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
2665     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
2666     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
2667     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
2668       if (ParamLists[I]->size() == 0)
2669         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
2670       else
2671         AllExplicitSpecHeaders = false;
2672     }
2673
2674     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2675          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
2676                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
2677         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2678                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
2679
2680     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
2681     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
2682     // specialization occurred.
2683     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
2684       Diag(ExplicitSpecLoc,
2685            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
2686         << NestedTypes.back();
2687
2688     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
2689     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
2690     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
2691     if (!AllExplicitSpecHeaders)
2692       Invalid = true;
2693   }
2694
2695   // C++ [temp.expl.spec]p16:
2696   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2697   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2698   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2699   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2700   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2701   //   are not explicitly specialized as well.
2702   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
2703       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2704                                   false))
2705     return nullptr;
2706
2707   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
2708   // entity being declared.
2709   return ParamLists.back();
2710 }
2711
2712 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
2713   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2714     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2715         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2716                 ? 0
2717                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2718                       ? 1
2719                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2720                             ? 2
2721                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2722         << Template->getDeclName();
2723     return;
2724   }
2725
2726   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2727     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
2728                                           IEnd = OST->end();
2729          I != IEnd; ++I)
2730       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2731         << 0 << (*I)->getDeclName();
2732
2733     return;
2734   }
2735 }
2736
2737 static QualType
2738 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2739                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2740                            SourceLocation TemplateLoc,
2741                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2742   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2743   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2744   case BTK__make_integer_seq: {
2745     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2746     // S<T, 0, ..., N-1>.
2747
2748     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2749     //   T shall be an integer type.
2750     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2751       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2752                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2753       return QualType();
2754     }
2755
2756     // C++14 [inteseq.make]p1:
2757     //   If N is negative the program is ill-formed.
2758     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2759     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2760     if (NumArgs < 0) {
2761       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2762                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2763       return QualType();
2764     }
2765
2766     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2767     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2768     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2769     // synthetic template argument list.
2770     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2771     // Expand N into 0 ... N-1.
2772     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2773          I < NumArgs; ++I) {
2774       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2775       SyntheticTemplateArgs.addArgument(SemaRef.getTrivialTemplateArgumentLoc(
2776           TA, ArgTy, TemplateArgs[2].getLocation()));
2777     }
2778     // The first template argument will be reused as the template decl that
2779     // our synthetic template arguments will be applied to.
2780     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2781                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2782   }
2783
2784   case BTK__type_pack_element:
2785     // Specializations of
2786     //    __type_pack_element<Index, T_1, ..., T_N>
2787     // are treated like T_Index.
2788     assert(Converted.size() == 2 &&
2789       "__type_pack_element should be given an index and a parameter pack");
2790
2791     // If the Index is out of bounds, the program is ill-formed.
2792     TemplateArgument IndexArg = Converted[0], Ts = Converted[1];
2793     llvm::APSInt Index = IndexArg.getAsIntegral();
2794     assert(Index >= 0 && "the index used with __type_pack_element should be of "
2795                          "type std::size_t, and hence be non-negative");
2796     if (Index >= Ts.pack_size()) {
2797       SemaRef.Diag(TemplateArgs[0].getLocation(),
2798                    diag::err_type_pack_element_out_of_bounds);
2799       return QualType();
2800     }
2801
2802     // We simply return the type at index `Index`.
2803     auto Nth = std::next(Ts.pack_begin(), Index.getExtValue());
2804     return Nth->getAsType();
2805   }
2806   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2807 }
2808
2809 /// Determine whether this alias template is "enable_if_t".
2810 static bool isEnableIfAliasTemplate(TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate) {
2811   return AliasTemplate->getName().equals("enable_if_t");
2812 }
2813
2814 /// Collect all of the separable terms in the given condition, which
2815 /// might be a conjunction.
2816 ///
2817 /// FIXME: The right answer is to convert the logical expression into
2818 /// disjunctive normal form, so we can find the first failed term
2819 /// within each possible clause.
2820 static void collectConjunctionTerms(Expr *Clause,
2821                                     SmallVectorImpl<Expr *> &Terms) {
2822   if (auto BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Clause->IgnoreParenImpCasts())) {
2823     if (BinOp->getOpcode() == BO_LAnd) {
2824       collectConjunctionTerms(BinOp->getLHS(), Terms);
2825       collectConjunctionTerms(BinOp->getRHS(), Terms);
2826     }
2827
2828     return;
2829   }
2830
2831   Terms.push_back(Clause);
2832 }
2833
2834 // The ranges-v3 library uses an odd pattern of a top-level "||" with
2835 // a left-hand side that is value-dependent but never true. Identify
2836 // the idiom and ignore that term.
2837 static Expr *lookThroughRangesV3Condition(Preprocessor &PP, Expr *Cond) {
2838   // Top-level '||'.
2839   auto *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond->IgnoreParenImpCasts());
2840   if (!BinOp) return Cond;
2841
2842   if (BinOp->getOpcode() != BO_LOr) return Cond;
2843
2844   // With an inner '==' that has a literal on the right-hand side.
2845   Expr *LHS = BinOp->getLHS();
2846   auto *InnerBinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->IgnoreParenImpCasts());
2847   if (!InnerBinOp) return Cond;
2848
2849   if (InnerBinOp->getOpcode() != BO_EQ ||
2850       !isa<IntegerLiteral>(InnerBinOp->getRHS()))
2851     return Cond;
2852
2853   // If the inner binary operation came from a macro expansion named
2854   // CONCEPT_REQUIRES or CONCEPT_REQUIRES_, return the right-hand side
2855   // of the '||', which is the real, user-provided condition.
2856   SourceLocation Loc = InnerBinOp->getExprLoc();
2857   if (!Loc.isMacroID()) return Cond;
2858
2859   StringRef MacroName = PP.getImmediateMacroName(Loc);
2860   if (MacroName == "CONCEPT_REQUIRES" || MacroName == "CONCEPT_REQUIRES_")
2861     return BinOp->getRHS();
2862
2863   return Cond;
2864 }
2865
2866 /// Find the failed subexpression within enable_if, and describe it
2867 /// with a string.
2868 static std::pair<Expr *, std::string>
2869 findFailedEnableIfCondition(Sema &S, Expr *Cond) {
2870   Cond = lookThroughRangesV3Condition(S.PP, Cond);
2871
2872   // Separate out all of the terms in a conjunction.
2873   SmallVector<Expr *, 4> Terms;
2874   collectConjunctionTerms(Cond, Terms);
2875
2876   // Determine which term failed.
2877   Expr *FailedCond = nullptr;
2878   for (Expr *Term : Terms) {
2879     // The initialization of the parameter from the argument is
2880     // a constant-evaluated context.
2881     EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
2882       S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
2883
2884     bool Succeeded;
2885     if (Term->EvaluateAsBooleanCondition(Succeeded, S.Context) &&
2886         !Succeeded) {
2887       FailedCond = Term->IgnoreParenImpCasts();
2888       break;
2889     }
2890   }
2891
2892   if (!FailedCond)
2893     FailedCond = Cond->IgnoreParenImpCasts();
2894
2895   std::string Description;
2896   {
2897     llvm::raw_string_ostream Out(Description);
2898     FailedCond->printPretty(Out, nullptr,
2899                             PrintingPolicy(S.Context.getLangOpts()));
2900   }
2901   return { FailedCond, Description };
2902 }
2903
2904 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
2905                                    SourceLocation TemplateLoc,
2906                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2907   DependentTemplateName *DTN
2908     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
2909   if (DTN && DTN->isIdentifier())
2910     // When building a template-id where the template-name is dependent,
2911     // assume the template is a type template. Either our assumption is
2912     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
2913     // dependent name is substituted.
2914     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2915                                                           DTN->getQualifier(),
2916                                                           DTN->getIdentifier(),
2917                                                           TemplateArgs);
2918
2919   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
2920   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
2921       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
2922     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
2923     // build a template specialization type for it.
2924     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
2925       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
2926
2927     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
2928       << Name;
2929     NoteAllFoundTemplates(Name);
2930     return QualType();
2931   }
2932
2933   // Check that the template argument list is well-formed for this
2934   // template.
2935   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2936   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
2937                                 false, Converted))
2938     return QualType();
2939
2940   QualType CanonType;
2941
2942   bool InstantiationDependent = false;
2943   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
2944           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
2945     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
2946     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
2947     if (Pattern->isInvalidDecl())
2948       return QualType();
2949
2950     TemplateArgumentList StackTemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2951                                            Converted);
2952
2953     // Only substitute for the innermost template argument list.
2954     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2955     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&StackTemplateArgs);
2956     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
2957     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
2958       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
2959
2960     LocalInstantiationScope Scope(*this);
2961     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
2962     if (Inst.isInvalid())
2963       return QualType();
2964
2965     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
2966                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
2967                           AliasTemplate->getDeclName());
2968     if (CanonType.isNull()) {
2969       // If this was enable_if and we failed to find the nested type
2970       // within enable_if in a SFINAE context, dig out the specific
2971       // enable_if condition that failed and present that instead.
2972       if (isEnableIfAliasTemplate(AliasTemplate)) {
2973         if (auto DeductionInfo = isSFINAEContext()) {
2974           if (*DeductionInfo &&
2975               (*DeductionInfo)->hasSFINAEDiagnostic() &&
2976               (*DeductionInfo)->peekSFINAEDiagnostic().second.getDiagID() ==
2977                 diag::err_typename_nested_not_found_enable_if &&
2978               TemplateArgs[0].getArgument().getKind()
2979                 == TemplateArgument::Expression) {
2980             Expr *FailedCond;
2981             std::string FailedDescription;
2982             std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
2983               findFailedEnableIfCondition(
2984                 *this, TemplateArgs[0].getSourceExpression());
2985
2986             // Remove the old SFINAE diagnostic.
2987             PartialDiagnosticAt OldDiag =
2988               {SourceLocation(), PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
2989             (*DeductionInfo)->takeSFINAEDiagnostic(OldDiag);
2990
2991             // Add a new SFINAE diagnostic specifying which condition
2992             // failed.
2993             (*DeductionInfo)->addSFINAEDiagnostic(
2994               OldDiag.first,
2995               PDiag(diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
2996                 << FailedDescription
2997                 << FailedCond->getSourceRange());
2998           }
2999         }
3000       }
3001
3002       return QualType();
3003     }
3004   } else if (Name.isDependent() ||
3005              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3006                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3007     // This class template specialization is a dependent
3008     // type. Therefore, its canonical type is another class template
3009     // specialization type that contains all of the converted
3010     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
3011     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
3012     //
3013     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
3014     CanonType = Context.getCanonicalTemplateSpecializationType(Name, Converted);
3015
3016     // This might work out to be a current instantiation, in which
3017     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
3018     //
3019     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
3020     // changes to CurContext don't change the set of current
3021     // instantiations.
3022     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3023       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
3024         // If we get out to a namespace, we're done.
3025         if (Ctx->isFileContext()) break;
3026
3027         // If this isn't a record, keep looking.
3028         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
3029         if (!Record) continue;
3030
3031         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
3032         // and check whether it's the same template.
3033         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
3034             !Record->getDescribedClassTemplate())
3035           continue;
3036
3037         // Fetch the injected class name type and check whether its
3038         // injected type is equal to the type we just built.
3039         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
3040         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
3041           ->getInjectedSpecializationType();
3042
3043         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
3044           continue;
3045
3046         // If so, the canonical type of this TST is the injected
3047         // class name type of the record we just found.
3048         assert(ICNT.isCanonical());
3049         CanonType = ICNT;
3050         break;
3051       }
3052     }
3053   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
3054                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3055     // Find the class template specialization declaration that
3056     // corresponds to these arguments.
3057     void *InsertPos = nullptr;
3058     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
3059       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3060     if (!Decl) {
3061       // This is the first time we have referenced this class template
3062       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3063       // the set of specializations.
3064       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
3065                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
3066                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
3067                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
3068                                                 ClassTemplate->getLocation(),
3069                                                      ClassTemplate,
3070                                                      Converted, nullptr);
3071       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
3072       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
3073         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
3074     }
3075
3076     if (Decl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3077       MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3078       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(Converted);
3079       InstantiateAttrsForDecl(TemplateArgLists, ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
3080                               Decl);
3081     }
3082
3083     // Diagnose uses of this specialization.
3084     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
3085
3086     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
3087     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
3088            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
3089   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
3090     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
3091                                            TemplateArgs);
3092   }
3093
3094   // Build the fully-sugared type for this class template
3095   // specialization, which refers back to the class template
3096   // specialization we created or found.
3097   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
3098 }
3099
3100 TypeResult
3101 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
3102                           TemplateTy TemplateD, IdentifierInfo *TemplateII,
3103                           SourceLocation TemplateIILoc,
3104                           SourceLocation LAngleLoc,
3105                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3106                           SourceLocation RAngleLoc,
3107                           bool IsCtorOrDtorName, bool IsClassName) {
3108   if (SS.isInvalid())
3109     return true;
3110
3111   if (!IsCtorOrDtorName && !IsClassName && SS.isSet()) {
3112     DeclContext *LookupCtx = computeDeclContext(SS, /*EnteringContext*/false);
3113
3114     // C++ [temp.res]p3:
3115     //   A qualified-id that refers to a type and in which the
3116     //   nested-name-specifier depends on a template-parameter (14.6.2)
3117     //   shall be prefixed by the keyword typename to indicate that the
3118     //   qualified-id denotes a type, forming an
3119     //   elaborated-type-specifier (7.1.5.3).
3120     if (!LookupCtx && isDependentScopeSpecifier(SS)) {
3121       Diag(SS.getBeginLoc(), diag::err_typename_missing_template)
3122         << SS.getScopeRep() << TemplateII->getName();
3123       // Recover as if 'typename' were specified.
3124       // FIXME: This is not quite correct recovery as we don't transform SS
3125       // into the corresponding dependent form (and we don't diagnose missing
3126       // 'template' keywords within SS as a result).
3127       return ActOnTypenameType(nullptr, SourceLocation(), SS, TemplateKWLoc,
3128                                TemplateD, TemplateII, TemplateIILoc, LAngleLoc,
3129                                TemplateArgsIn, RAngleLoc);
3130     }
3131
3132     // Per C++ [class.qual]p2, if the template-id was an injected-class-name,
3133     // it's not actually allowed to be used as a type in most cases. Because
3134     // we annotate it before we know whether it's valid, we have to check for
3135     // this case here.
3136     auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3137     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
3138       Diag(TemplateIILoc,
3139            TemplateKWLoc.isInvalid()
3140                ? diag::err_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor
3141                : diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3142         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3143         << 1 /*if any keyword was present, it was 'template'*/;
3144     }
3145   }
3146
3147   TemplateName Template = TemplateD.get();
3148
3149   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3150   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3151   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3152
3153   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3154     QualType T
3155       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3156                                                        DTN->getQualifier(),
3157                                                        DTN->getIdentifier(),
3158                                                        TemplateArgs);
3159     // Build type-source information.
3160     TypeLocBuilder TLB;
3161     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3162       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3163     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3164     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3165     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3166     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3167     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3168     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3169     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3170       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3171     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3172   }
3173
3174   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
3175   if (Result.isNull())
3176     return true;
3177
3178   // Build type-source information.
3179   TypeLocBuilder TLB;
3180   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3181     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3182   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3183   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3184   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3185   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3186   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3187     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3188
3189   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
3190   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
3191   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
3192   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
3193     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
3194     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
3195     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3196     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3197     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3198   }
3199
3200   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3201 }
3202
3203 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
3204                                         TypeSpecifierType TagSpec,
3205                                         SourceLocation TagLoc,
3206                                         CXXScopeSpec &SS,
3207                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
3208                                         TemplateTy TemplateD,
3209                                         SourceLocation TemplateLoc,
3210                                         SourceLocation LAngleLoc,
3211                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3212                                         SourceLocation RAngleLoc) {
3213   TemplateName Template = TemplateD.get();
3214
3215   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3216   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3217   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3218
3219   // Determine the tag kind
3220   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
3221   ElaboratedTypeKeyword Keyword
3222     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
3223
3224   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3225     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
3226                                                           DTN->getQualifier(),
3227                                                           DTN->getIdentifier(),
3228                                                                 TemplateArgs);
3229
3230     // Build type-source information.
3231     TypeLocBuilder TLB;
3232     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3233       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3234     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3235     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3236     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3237     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3238     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3239     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3240     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3241       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3242     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3243   }
3244
3245   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
3246         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
3247     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
3248     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
3249     //   resolves to an alias template specialization, the
3250     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
3251     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag)
3252         << TAT << NTK_TypeAliasTemplate << TagKind;
3253     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
3254   }
3255
3256   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
3257   if (Result.isNull())
3258     return TypeResult(true);
3259
3260   // Check the tag kind
3261   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
3262     RecordDecl *D = RT->getDecl();
3263
3264     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
3265     assert(Id && "templated class must have an identifier");
3266
3267     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
3268                                       TagLoc, Id)) {
3269       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
3270         << Result
3271         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
3272       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
3273     }
3274   }
3275
3276   // Provide source-location information for the template specialization.
3277   TypeLocBuilder TLB;
3278   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3279     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3280   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3281   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3282   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3283   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3284   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3285     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3286
3287   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
3288   // and tag keyword.
3289   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
3290   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3291   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3292   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3293   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3294 }
3295
3296 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
3297                                              NamedDecl *PrevDecl,
3298                                              SourceLocation Loc,
3299                                              bool IsPartialSpecialization);
3300
3301 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
3302
3303 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
3304     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
3305   switch (Arg.getKind()) {
3306   case TemplateArgument::Null:
3307   case TemplateArgument::NullPtr:
3308   case TemplateArgument::Integral:
3309   case TemplateArgument::Declaration:
3310   case TemplateArgument::Pack:
3311   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3312     return false;
3313
3314   case TemplateArgument::Type: {
3315     QualType Type = Arg.getAsType();
3316     const TemplateTypeParmType *TPT =
3317         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
3318     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
3319            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
3320   }
3321
3322   case TemplateArgument::Expression: {
3323     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
3324     if (!DRE || !DRE->getDecl())
3325       return false;
3326     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
3327         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
3328     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
3329   }
3330
3331   case TemplateArgument::Template:
3332     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
3333         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3334             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
3335     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
3336   }
3337   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
3338 }
3339
3340 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
3341                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
3342   if (Params->size() != Args.size())
3343     return false;
3344
3345   unsigned Depth = Params->getDepth();
3346
3347   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
3348     TemplateArgument Arg = Args[I];
3349
3350     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
3351     // whose only element is a pack expansion.
3352     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
3353       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
3354           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
3355         return false;
3356       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
3357     }
3358
3359     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
3360       return false;
3361   }
3362
3363   return true;
3364 }
3365
3366 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
3367 static TemplateArgumentListInfo
3368 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
3369   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
3370                                         TemplateId.RAngleLoc);
3371   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
3372                                      TemplateId.NumArgs);
3373   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
3374   return TemplateArgs;
3375 }
3376
3377 template<typename PartialSpecDecl>
3378 static void checkMoreSpecializedThanPrimary(Sema &S, PartialSpecDecl *Partial) {
3379   if (Partial->getDeclContext()->isDependentContext())
3380     return;
3381
3382   // FIXME: Get the TDK from deduction in order to provide better diagnostics
3383   // for non-substitution-failure issues?
3384   TemplateDeductionInfo Info(Partial->getLocation());
3385   if (S.isMoreSpecializedThanPrimary(Partial, Info))
3386     return;
3387
3388   auto *Template = Partial->getSpecializedTemplate();
3389   S.Diag(Partial->getLocation(),
3390          diag::ext_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3391       << isa<VarTemplateDecl>(Template);
3392
3393   if (Info.hasSFINAEDiagnostic()) {
3394     PartialDiagnosticAt Diag = {SourceLocation(),
3395                                 PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3396     Info.takeSFINAEDiagnostic(Diag);
3397     SmallString<128> SFINAEArgString;
3398     Diag.second.EmitToString(S.getDiagnostics(), SFINAEArgString);
3399     S.Diag(Diag.first,
3400            diag::note_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3401       << SFINAEArgString;
3402   }
3403
3404   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3405 }
3406
3407 static void
3408 noteNonDeducibleParameters(Sema &S, TemplateParameterList *TemplateParams,
3409                            const llvm::SmallBitVector &DeducibleParams) {
3410   for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
3411     if (!DeducibleParams[I]) {
3412       NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
3413       if (Param->getDeclName())
3414         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3415             << Param->getDeclName();
3416       else
3417         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3418             << "(anonymous)";
3419     }
3420   }
3421 }
3422
3423
3424 template<typename PartialSpecDecl>
3425 static void checkTemplatePartialSpecialization(Sema &S,
3426                                                PartialSpecDecl *Partial) {
3427   // C++1z [temp.class.spec]p8: (DR1495)
3428   //   - The specialization shall be more specialized than the primary
3429   //     template (14.5.5.2).
3430   checkMoreSpecializedThanPrimary(S, Partial);
3431
3432   // C++ [temp.class.spec]p8: (DR1315)
3433   //   - Each template-parameter shall appear at least once in the
3434   //     template-id outside a non-deduced context.
3435   // C++1z [temp.class.spec.match]p3 (P0127R2)
3436   //   If the template arguments of a partial specialization cannot be
3437   //   deduced because of the structure of its template-parameter-list
3438   //   and the template-id, the program is ill-formed.
3439   auto *TemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
3440   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3441   S.MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
3442                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
3443
3444   if (!DeducibleParams.all()) {
3445     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3446     S.Diag(Partial->getLocation(), diag::ext_partial_specs_not_deducible)
3447       << isa<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(Partial)
3448       << (NumNonDeducible > 1)
3449       << SourceRange(Partial->getLocation(),
3450                      Partial->getTemplateArgsAsWritten()->RAngleLoc);
3451     noteNonDeducibleParameters(S, TemplateParams, DeducibleParams);
3452   }
3453 }
3454
3455 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3456     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3457   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3458 }
3459
3460 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3461     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3462   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3463 }
3464
3465 void Sema::CheckDeductionGuideTemplate(FunctionTemplateDecl *TD) {
3466   // C++1z [temp.param]p11:
3467   //   A template parameter of a deduction guide template that does not have a
3468   //   default-argument shall be deducible from the parameter-type-list of the
3469   //   deduction guide template.
3470   auto *TemplateParams = TD->getTemplateParameters();
3471   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3472   MarkDeducedTemplateParameters(TD, DeducibleParams);
3473   for (unsigned I = 0; I != TemplateParams->size(); ++I) {
3474     // A parameter pack is deducible (to an empty pack).
3475     auto *Param = TemplateParams->getParam(I);
3476     if (Param->isParameterPack() || hasVisibleDefaultArgument(Param))
3477       DeducibleParams[I] = true;
3478   }
3479
3480   if (!DeducibleParams.all()) {
3481     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3482     Diag(TD->getLocation(), diag::err_deduction_guide_template_not_deducible)
3483       << (NumNonDeducible > 1);
3484     noteNonDeducibleParameters(*this, TemplateParams, DeducibleParams);
3485   }
3486 }
3487
3488 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
3489     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
3490     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
3491     bool IsPartialSpecialization) {
3492   // D must be variable template id.
3493   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId &&
3494          "Variable template specialization is declared with a template it.");
3495
3496   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
3497   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
3498       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
3499   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
3500   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
3501   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
3502
3503   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
3504
3505   // The template-id must name a variable template.
3506   VarTemplateDecl *VarTemplate =
3507       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3508   if (!VarTemplate) {
3509     NamedDecl *FnTemplate;
3510     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
3511       FnTemplate = *OTS->begin();
3512     else
3513       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3514     if (FnTemplate)
3515       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
3516                << FnTemplate->getDeclName();
3517     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
3518              << IsPartialSpecialization;
3519   }
3520
3521   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
3522   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
3523     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
3524                                         UPPC_PartialSpecialization))
3525       return true;
3526
3527   // Check that the template argument list is well-formed for this
3528   // template.
3529   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3530   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
3531                                 false, Converted))
3532     return true;
3533
3534   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
3535   // corresponds to these arguments.
3536   if (IsPartialSpecialization) {
3537     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, VarTemplate,
3538                                                TemplateArgs.size(), Converted))
3539       return true;
3540
3541     // FIXME: Move these checks to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
3542     // also do them during instantiation.
3543     bool InstantiationDependent;
3544     if (!Name.isDependent() &&
3545         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3546             TemplateArgs.arguments(),
3547             InstantiationDependent)) {
3548       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
3549           << VarTemplate->getDeclName();
3550       IsPartialSpecialization = false;
3551     }
3552
3553     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
3554                                 Converted)) {
3555       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
3556       //
3557       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
3558       //      to the implicit argument list of the primary template.
3559       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
3560         << /*variable template*/ 1
3561         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
3562         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
3563       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
3564       // of the primary template.
3565       return true;
3566     }
3567   }
3568
3569   void *InsertPos = nullptr;
3570   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
3571
3572   if (IsPartialSpecialization)
3573     // FIXME: Template parameter list matters too
3574     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3575   else
3576     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3577
3578   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
3579
3580   // Check whether we can declare a variable template specialization in
3581   // the current scope.
3582   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
3583                                        TemplateNameLoc,
3584                                        IsPartialSpecialization))
3585     return true;
3586
3587   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3588     // Since the only prior variable template specialization with these
3589     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
3590     // declaration node as our own, updating its source location and
3591     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
3592     Specialization = PrevDecl;
3593     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
3594     PrevDecl = nullptr;
3595   } else if (IsPartialSpecialization) {
3596     // Create a new class template partial specialization declaration node.
3597     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
3598         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
3599     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
3600         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3601             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
3602             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
3603             Converted, TemplateArgs);
3604
3605     if (!PrevPartial)
3606       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
3607     Specialization = Partial;
3608
3609     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
3610     // template specialization, make a note of that.
3611     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
3612       PrevPartial->setMemberSpecialization();
3613
3614     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
3615   } else {
3616     // Create a new class template specialization declaration node for
3617     // this explicit specialization or friend declaration.
3618     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3619         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
3620         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted);
3621     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
3622
3623     if (!PrevDecl)
3624       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
3625   }
3626
3627   // C++ [temp.expl.spec]p6:
3628   //   If a template, a member template or the member of a class template is
3629   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
3630   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
3631   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
3632   //   use occurs; no diagnostic is required.
3633   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
3634     bool Okay = false;
3635     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
3636       // Is there any previous explicit specialization declaration?
3637       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
3638         Okay = true;
3639         break;
3640       }
3641     }
3642
3643     if (!Okay) {
3644       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
3645       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
3646           << Name << Range;
3647
3648       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
3649            diag::note_instantiation_required_here)
3650           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
3651               TSK_ImplicitInstantiation);
3652       return true;
3653     }
3654   }
3655
3656   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3657   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
3658
3659   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
3660   // be seen when iterating through the list of declarations in that
3661   // context. However, specializations are not found by name lookup.
3662   CurContext->addDecl(Specialization);
3663
3664   // Note that this is an explicit specialization.
3665   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
3666
3667   if (PrevDecl) {
3668     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
3669     // merging with previous declarations.
3670     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
3671                           ForRedeclaration);
3672     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
3673     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
3674   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
3675              Specialization->isOutOfLine()) {
3676     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
3677   }
3678
3679   // Link instantiations of static data members back to the template from
3680   // which they were instantiated.
3681   if (Specialization->isStaticDataMember())
3682     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
3683         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
3684         Specialization->getSpecializationKind());
3685
3686   return Specialization;
3687 }
3688
3689 namespace {
3690 /// \brief A partial specialization whose template arguments have matched
3691 /// a given template-id.
3692 struct PartialSpecMatchResult {
3693   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
3694   TemplateArgumentList *Args;
3695 };
3696 } // end anonymous namespace
3697
3698 DeclResult
3699 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3700                          SourceLocation TemplateNameLoc,
3701                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3702   assert(Template && "A variable template id without template?");
3703
3704   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
3705   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3706   if (CheckTemplateArgumentList(
3707           Template, TemplateNameLoc,
3708           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
3709           Converted))
3710     return true;
3711
3712   // Find the variable template specialization declaration that
3713   // corresponds to these arguments.
3714   void *InsertPos = nullptr;
3715   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
3716           Converted, InsertPos)) {
3717     checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Spec);
3718     // If we already have a variable template specialization, return it.
3719     return Spec;
3720   }
3721
3722   // This is the first time we have referenced this variable template
3723   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3724   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
3725   // that it represents. That is,
3726   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3727   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
3728                                        Converted);
3729   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
3730   bool AmbiguousPartialSpec = false;
3731   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
3732   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
3733   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
3734   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
3735                                             /*ForTakingAddress=*/false);
3736
3737   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
3738   // specializes, if any.
3739   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
3740   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
3741   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
3742   // specializations yet.
3743   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
3744   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
3745   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
3746   bool InstantiationDependent = false;
3747   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3748           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3749
3750     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
3751     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
3752
3753     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
3754       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
3755       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
3756
3757       if (TemplateDeductionResult Result =
3758               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
3759         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
3760         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
3761         FailedCandidates.addCandidate().set(
3762             DeclAccessPair::make(Template, AS_public), Partial,
3763             MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
3764         (void)Result;
3765       } else {
3766         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
3767         Matched.back().Partial = Partial;
3768         Matched.back().Args = Info.take();
3769       }
3770     }
3771
3772     if (Matched.size() >= 1) {
3773       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
3774       if (Matched.size() == 1) {
3775         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
3776         //      instantiation is generated from that specialization.
3777         // We don't need to do anything for this.
3778       } else {
3779         //   -- If more than one matching specialization is found, the
3780         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
3781         //      whether one of the specializations is more specialized
3782         //      than the others. If none of the specializations is more
3783         //      specialized than all of the other matching
3784         //      specializations, then the use of the variable template is
3785         //      ambiguous and the program is ill-formed.
3786         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
3787                                                    PEnd = Matched.end();
3788              P != PEnd; ++P) {
3789           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
3790                                                       PointOfInstantiation) ==
3791               P->Partial)
3792             Best = P;
3793         }
3794
3795         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
3796         // the others.
3797         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
3798                                                    PEnd = Matched.end();
3799              P != PEnd; ++P) {
3800           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
3801                                P->Partial, Best->Partial,
3802                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
3803             AmbiguousPartialSpec = true;
3804             break;
3805           }
3806         }
3807       }
3808
3809       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
3810       InstantiationPattern = Best->Partial;
3811       InstantiationArgs = Best->Args;
3812     } else {
3813       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
3814       //      from the primary template.
3815       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
3816     }
3817   }
3818
3819   // 2. Create the canonical declaration.
3820   // Note that we do not instantiate a definition until we see an odr-use
3821   // in DoMarkVarDeclReferenced().
3822   // FIXME: LateAttrs et al.?
3823   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
3824       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
3825       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
3826   if (!Decl)
3827     return true;
3828
3829   if (AmbiguousPartialSpec) {
3830     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
3831     Decl->setInvalidDecl();
3832     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
3833         << Decl;
3834
3835     // Print the matching partial specializations.
3836     for (MatchResult P : Matched)
3837       Diag(P.Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
3838           << getTemplateArgumentBindingsText(P.Partial->getTemplateParameters(),
3839                                              *P.Args);
3840     return true;
3841   }
3842
3843   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
3844           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
3845     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
3846
3847   checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Decl);
3848
3849   assert(Decl && "No variable template specialization?");
3850   return Decl;
3851 }
3852
3853 ExprResult
3854 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
3855                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3856                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
3857                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3858
3859   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
3860                                        *TemplateArgs);
3861   if (Decl.isInvalid())
3862     return ExprError();
3863
3864   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
3865   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
3866     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
3867                                        NameInfo.getLoc());
3868
3869   // Build an ordinary singleton decl ref.
3870   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
3871                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
3872 }
3873
3874 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
3875                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
3876                                      LookupResult &R,
3877                                      bool RequiresADL,
3878                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3879   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
3880   // template arguments that we have against the template name, if the template
3881   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
3882   // though.
3883   // foo<int> could identify a single function unambiguously
3884   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
3885   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
3886   // i.e., template<class T> void f(double);
3887   //       vs template<class T, class U> void f(U);
3888
3889   // These should be filtered out by our callers.
3890   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
3891   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
3892
3893   // In C++1y, check variable template ids.
3894   bool InstantiationDependent;
3895   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() &&
3896       !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3897            *TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3898     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
3899                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
3900                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
3901   }
3902
3903   // We don't want lookup warnings at this point.
3904   R.suppressDiagnostics();
3905
3906   UnresolvedLookupExpr *ULE
3907     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
3908                                    SS.getWithLocInContext(Context),
3909                                    TemplateKWLoc,
3910                                    R.getLookupNameInfo(),
3911                                    RequiresADL, TemplateArgs,
3912                                    R.begin(), R.end());
3913
3914   return ULE;
3915 }
3916
3917 // We actually only call this from template instantiation.
3918 ExprResult
3919 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
3920                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
3921                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
3922                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
3923
3924   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
3925   DeclContext *DC;
3926   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
3927       DC->isDependentContext() ||
3928       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
3929     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
3930
3931   bool MemberOfUnknownSpecialization;
3932   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3933   LookupTemplateName(R, (Scope*)nullptr, SS, QualType(), /*Entering*/ false,
3934                      MemberOfUnknownSpecialization);
3935
3936   if (R.isAmbiguous())
3937     return ExprError();
3938
3939   if (R.empty()) {
3940     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3941       << NameInfo.getName() << SS.getRange();
3942     return ExprError();
3943   }
3944
3945   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
3946     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
3947       << SS.getScopeRep()
3948       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
3949     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
3950     return ExprError();
3951   }
3952
3953   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
3954 }
3955
3956 /// \brief Form a dependent template name.
3957 ///
3958 /// This action forms a dependent template name given the template
3959 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
3960 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
3961 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
3962 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
3963 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
3964                                                   CXXScopeSpec &SS,
3965                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
3966                                                   UnqualifiedId &Name,
3967                                                   ParsedType ObjectType,
3968                                                   bool EnteringContext,
3969                                                   TemplateTy &Result,
3970                                                   bool AllowInjectedClassName) {
3971   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
3972     Diag(TemplateKWLoc,
3973          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
3974            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
3975            diag::ext_template_outside_of_template)
3976       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
3977
3978   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
3979   if (SS.isSet())
3980     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
3981   if (!LookupCtx && ObjectType)
3982     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
3983   if (LookupCtx) {
3984     // C++0x [temp.names]p5:
3985     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
3986     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
3987     //   template may not be applied to non-template members of class
3988     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
3989     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
3990     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
3991     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
3992     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
3993     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
3994     //
3995     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
3996     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
3997     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
3998     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
3999     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
4000     bool MemberOfUnknownSpecialization;
4001     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
4002                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
4003                                           MemberOfUnknownSpecialization);
4004     if (TNK == TNK_Non_template && LookupCtx->isDependentContext() &&
4005         isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx) &&
4006         (!cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasDefinition() ||
4007          cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasAnyDependentBases())) {
4008       // This is a dependent template. Handle it below.
4009     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
4010       Diag(Name.getLocStart(),
4011            diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4012         << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
4013         << Name.getSourceRange()
4014         << TemplateKWLoc;
4015       return TNK_Non_template;
4016     } else {
4017       // We found something; return it.
4018       auto *LookupRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
4019       if (!AllowInjectedClassName && SS.isSet() && LookupRD &&
4020           Name.getKind() == UnqualifiedId::IK_Identifier && Name.Identifier &&
4021           LookupRD->getIdentifier() == Name.Identifier) {
4022         // C++14 [class.qual]p2:
4023         //   In a lookup in which function names are not ignored and the
4024         //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
4025         //   [...] is the injected-class-name of C, [...] the name is instead
4026         //   considered to name the constructor
4027         //
4028         // We don't get here if naming the constructor would be valid, so we
4029         // just reject immediately and recover by treating the
4030         // injected-class-name as naming the template.
4031         Diag(Name.getLocStart(),
4032              diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
4033           << Name.Identifier << 0 /*injected-class-name used as template name*/
4034           << 1 /*'template' keyword was used*/;
4035       }
4036       return TNK;
4037     }
4038   }
4039
4040   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
4041
4042   switch (Name.getKind()) {
4043   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
4044     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4045                                                               Name.Identifier));
4046     return TNK_Dependent_template_name;
4047
4048   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
4049     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4050                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
4051     return TNK_Function_template;
4052
4053   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
4054     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
4055
4056   default:
4057     break;
4058   }
4059
4060   Diag(Name.getLocStart(),
4061        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4062     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
4063     << Name.getSourceRange()
4064     << TemplateKWLoc;
4065   return TNK_Non_template;
4066 }
4067
4068 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4069                                      TemplateArgumentLoc &AL,
4070                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4071   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
4072   QualType ArgType;
4073   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
4074
4075   // Check template type parameter.
4076   switch(Arg.getKind()) {
4077   case TemplateArgument::Type:
4078     // C++ [temp.arg.type]p1:
4079     //   A template-argument for a template-parameter which is a
4080     //   type shall be a type-id.
4081     ArgType = Arg.getAsType();
4082     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
4083     break;
4084   case TemplateArgument::Template: {
4085     // We have a template type parameter but the template argument
4086     // is a template without any arguments.
4087     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4088     TemplateName Name = Arg.getAsTemplate();
4089     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_missing_args)
4090       << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(Name) << Name << SR;
4091     if (TemplateDecl *Decl = Name.getAsTemplateDecl())
4092       Diag(Decl->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
4093
4094     return true;
4095   }
4096   case TemplateArgument::Expression: {
4097     // We have a template type parameter but the template argument is an
4098     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
4099     CXXScopeSpec SS;
4100     DeclarationNameInfo NameInfo;
4101
4102     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4103       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4104       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4105     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
4106                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4107       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4108       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4109     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
4110                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4111       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
4112         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4113         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
4114       }
4115     }
4116
4117     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
4118       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4119       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
4120
4121       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
4122           Result.getResultKind() ==
4123               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
4124         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
4125         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
4126         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
4127                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
4128                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
4129             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
4130         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4131
4132         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
4133         // already have.
4134         ArgType =
4135             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
4136         TypeLocBuilder TLB;
4137         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
4138         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
4139         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
4140         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
4141         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
4142
4143         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
4144         // properly.
4145         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
4146                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
4147
4148         break;
4149       }
4150     }
4151     // fallthrough
4152     LLVM_FALLTHROUGH;
4153   }
4154   default: {
4155     // We have a template type parameter but the template argument
4156     // is not a type.
4157     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4158     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
4159     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4160
4161     return true;
4162   }
4163   }
4164
4165   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
4166     return true;
4167
4168   // Add the converted template type argument.
4169   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
4170
4171   // Objective-C ARC:
4172   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
4173   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
4174   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
4175       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
4176       !ArgType.getObjCLifetime()) {
4177     Qualifiers Qs;
4178     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
4179     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
4180   }
4181
4182   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
4183   return false;
4184 }
4185
4186 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4187 /// the given template type parameter.
4188 ///
4189 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4190 /// the substitution.
4191 ///
4192 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4193 /// for.
4194 ///
4195 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4196 /// template-id we are checking.
4197 ///
4198 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4199 /// terminates the template-id.
4200 ///
4201 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4202 /// substituting into.
4203 ///
4204 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4205 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4206 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4207 static TypeSourceInfo *
4208 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4209                              TemplateDecl *Template,
4210                              SourceLocation TemplateLoc,
4211                              SourceLocation RAngleLoc,
4212                              TemplateTypeParmDecl *Param,
4213                              SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4214   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
4215
4216   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
4217   // on the previously-computed template arguments.
4218   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
4219     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4220                                      Param, Template, Converted,
4221                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4222     if (Inst.isInvalid())
4223       return nullptr;
4224
4225     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4226
4227     // Only substitute for the innermost template argument list.
4228     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4229     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4230     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4231       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4232
4233     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4234     ArgType =
4235         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
4236                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
4237   }
4238
4239   return ArgType;
4240 }
4241
4242 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4243 /// the given non-type template parameter.
4244 ///
4245 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4246 /// the substitution.
4247 ///
4248 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4249 /// for.
4250 ///
4251 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4252 /// template-id we are checking.
4253 ///
4254 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4255 /// terminates the template-id.
4256 ///
4257 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
4258 /// substituting into.
4259 ///
4260 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4261 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4262 ///
4263 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4264 static ExprResult
4265 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4266                              TemplateDecl *Template,
4267                              SourceLocation TemplateLoc,
4268                              SourceLocation RAngleLoc,
4269                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4270                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4271   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4272                                    Param, Template, Converted,
4273                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4274   if (Inst.isInvalid())
4275     return ExprError();
4276
4277   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4278
4279   // Only substitute for the innermost template argument list.
4280   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4281   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4282   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4283     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4284
4285   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
4286       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
4287   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
4288 }
4289
4290 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
4291 /// the given template template parameter.
4292 ///
4293 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4294 /// the substitution.
4295 ///
4296 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4297 /// for.
4298 ///
4299 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4300 /// template-id we are checking.
4301 ///
4302 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4303 /// terminates the template-id.
4304 ///
4305 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4306 /// substituting into.
4307 ///
4308 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4309 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4310 ///
4311 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
4312 /// source-location information) that precedes the template name.
4313 ///
4314 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4315 static TemplateName
4316 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4317                              TemplateDecl *Template,
4318                              SourceLocation TemplateLoc,
4319                              SourceLocation RAngleLoc,
4320                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
4321                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4322                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
4323   Sema::InstantiatingTemplate Inst(
4324       SemaRef, TemplateLoc, TemplateParameter(Param), Template, Converted,
4325       SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4326   if (Inst.isInvalid())
4327     return TemplateName();
4328
4329   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4330
4331   // Only substitute for the innermost template argument list.
4332   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4333   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4334   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4335     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4336
4337   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4338   // Substitute into the nested-name-specifier first,
4339   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
4340   if (QualifierLoc) {
4341     QualifierLoc =
4342         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
4343     if (!QualifierLoc)
4344       return TemplateName();
4345   }
4346
4347   return SemaRef.SubstTemplateName(
4348              QualifierLoc,
4349              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
4350              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
4351              TemplateArgLists);
4352 }
4353
4354 /// \brief If the given template parameter has a default template
4355 /// argument, substitute into that default template argument and
4356 /// return the corresponding template argument.
4357 TemplateArgumentLoc
4358 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
4359                                               SourceLocation TemplateLoc,
4360                                               SourceLocation RAngleLoc,
4361                                               Decl *Param,
4362                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
4363                                                 &Converted,
4364                                               bool &HasDefaultArg) {
4365   HasDefaultArg = false;
4366
4367   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
4368     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
4369       return TemplateArgumentLoc();
4370
4371     HasDefaultArg = true;
4372     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4373                                                       TemplateLoc,
4374                                                       RAngleLoc,
4375                                                       TypeParm,
4376                                                       Converted);
4377     if (DI)
4378       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
4379
4380     return TemplateArgumentLoc();
4381   }
4382
4383   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
4384         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4385     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
4386       return TemplateArgumentLoc();
4387
4388     HasDefaultArg = true;
4389     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4390                                                   TemplateLoc,
4391                                                   RAngleLoc,
4392                                                   NonTypeParm,
4393                                                   Converted);
4394     if (Arg.isInvalid())
4395       return TemplateArgumentLoc();
4396
4397     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
4398     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
4399   }
4400
4401   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
4402     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4403   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
4404     return TemplateArgumentLoc();
4405
4406   HasDefaultArg = true;
4407   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4408   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4409                                                     TemplateLoc,
4410                                                     RAngleLoc,
4411                                                     TempTempParm,
4412                                                     Converted,
4413                                                     QualifierLoc);
4414   if (TName.isNull())
4415     return TemplateArgumentLoc();
4416
4417   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
4418                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
4419                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4420 }
4421
4422 /// Convert a template-argument that we parsed as a type into a template, if
4423 /// possible. C++ permits injected-class-names to perform dual service as
4424 /// template template arguments and as template type arguments.
4425 static TemplateArgumentLoc convertTypeTemplateArgumentToTemplate(TypeLoc TLoc) {
4426   // Extract and step over any surrounding nested-name-specifier.
4427   NestedNameSpecifierLoc QualLoc;
4428   if (auto ETLoc = TLoc.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
4429     if (ETLoc.getTypePtr()->getKeyword() != ETK_None)
4430       return TemplateArgumentLoc();
4431
4432     QualLoc = ETLoc.getQualifierLoc();
4433     TLoc = ETLoc.getNamedTypeLoc();
4434   }
4435
4436   // If this type was written as an injected-class-name, it can be used as a
4437   // template template argument.
4438   if (auto InjLoc = TLoc.getAs<InjectedClassNameTypeLoc>())
4439     return TemplateArgumentLoc(InjLoc.getTypePtr()->getTemplateName(),
4440                                QualLoc, InjLoc.getNameLoc());
4441
4442   // If this type was written as an injected-class-name, it may have been
4443   // converted to a RecordType during instantiation. If the RecordType is
4444   // *not* wrapped in a TemplateSpecializationType and denotes a class
4445   // template specialization, it must have come from an injected-class-name.
4446   if (auto RecLoc = TLoc.getAs<RecordTypeLoc>())
4447     if (auto *CTSD =
4448             dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RecLoc.getDecl()))
4449       return TemplateArgumentLoc(TemplateName(CTSD->getSpecializedTemplate()),
4450                                  QualLoc, RecLoc.getNameLoc());
4451
4452   return TemplateArgumentLoc();
4453 }
4454
4455 /// \brief Check that the given template argument corresponds to the given
4456 /// template parameter.
4457 ///
4458 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
4459 /// checked.
4460 ///
4461 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
4462 ///
4463 /// \param Template The template in which the template argument resides.
4464 ///
4465 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
4466 /// whose argument list we're matching.
4467 ///
4468 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
4469 /// the template argument list.
4470 ///
4471 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
4472 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
4473 ///
4474 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
4475 /// end of this small vector.
4476 ///
4477 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
4478 /// explicitly written, deduced, etc.
4479 ///
4480 /// \returns true on error, false otherwise.
4481 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
4482                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
4483                                  NamedDecl *Template,
4484                                  SourceLocation TemplateLoc,
4485                                  SourceLocation RAngleLoc,
4486                                  unsigned ArgumentPackIndex,
4487                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4488                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4489   // Check template type parameters.
4490   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
4491     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
4492
4493   // Check non-type template parameters.
4494   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4495     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
4496     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
4497     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
4498     QualType NTTPType = NTTP->getType();
4499     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
4500       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
4501
4502     if (NTTPType->isDependentType() &&
4503         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
4504         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
4505       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
4506       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4507                                  NTTP, Converted,
4508                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4509       if (Inst.isInvalid())
4510         return true;
4511
4512       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
4513                                         Converted);
4514       NTTPType = SubstType(NTTPType,
4515                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
4516                            NTTP->getLocation(),
4517                            NTTP->getDeclName());
4518       // If that worked, check the non-type template parameter type
4519       // for validity.
4520       if (!NTTPType.isNull())
4521         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
4522                                                      NTTP->getLocation());
4523       if (NTTPType.isNull())
4524         return true;
4525     }
4526
4527     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4528     case TemplateArgument::Null:
4529       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4530
4531     case TemplateArgument::Expression: {
4532       TemplateArgument Result;
4533       ExprResult Res =
4534         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
4535                               Result, CTAK);
4536       if (Res.isInvalid())
4537         return true;
4538
4539       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
4540       // old expression in the template argument.
4541       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
4542         TemplateArgument TA(Res.get());
4543         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
4544       }
4545
4546       Converted.push_back(Result);
4547       break;
4548     }
4549
4550     case TemplateArgument::Declaration:
4551     case TemplateArgument::Integral:
4552     case TemplateArgument::NullPtr:
4553       // We've already checked this template argument, so just copy
4554       // it to the list of converted arguments.
4555       Converted.push_back(Arg.getArgument());
4556       break;
4557
4558     case TemplateArgument::Template:
4559     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4560       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
4561       // see below.
4562       if (DependentTemplateName *DTN
4563             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
4564                                               .getAsDependentTemplateName()) {
4565         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
4566         // parsed as a template template argument. However, since we now
4567         // know that we need a non-type template argument, convert this
4568         // template name into an expression.
4569
4570         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
4571                                      Arg.getTemplateNameLoc());
4572
4573         CXXScopeSpec SS;
4574         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
4575         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
4576         // so it was provided with a template keyword. However, its source
4577         // location is not stored in the template argument structure.
4578         SourceLocation TemplateKWLoc;
4579         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
4580             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
4581             nullptr);
4582
4583         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
4584         // pack expansion expression.
4585         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
4586           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
4587           if (E.isInvalid())
4588             return true;
4589         }
4590
4591         TemplateArgument Result;
4592         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
4593         if (E.isInvalid())
4594           return true;
4595
4596         Converted.push_back(Result);
4597         break;
4598       }
4599
4600       // We have a template argument that actually does refer to a class
4601       // template, alias template, or template template parameter, and
4602       // therefore cannot be a non-type template argument.
4603       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
4604         << Arg.getSourceRange();
4605
4606       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4607       return true;
4608
4609     case TemplateArgument::Type: {
4610       // We have a non-type template parameter but the template
4611       // argument is a type.
4612
4613       // C++ [temp.arg]p2:
4614       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
4615       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
4616       //   form of the corresponding template-parameter.
4617       //
4618       // We warn specifically about this case, since it can be rather
4619       // confusing for users.
4620       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
4621       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
4622       if (T->isFunctionType())
4623         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
4624       else
4625         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
4626       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4627       return true;
4628     }
4629
4630     case TemplateArgument::Pack:
4631       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4632     }
4633
4634     return false;
4635   }
4636
4637
4638   // Check template template parameters.
4639   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4640
4641   // Substitute into the template parameter list of the template
4642   // template parameter, since previously-supplied template arguments
4643   // may appear within the template template parameter.
4644   {
4645     // Set up a template instantiation context.
4646     LocalInstantiationScope Scope(*this);
4647     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4648                                TempParm, Converted,
4649                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4650     if (Inst.isInvalid())
4651       return true;
4652
4653     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4654     TempParm = cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
4655                       SubstDecl(TempParm, CurContext,
4656                                 MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs)));
4657     if (!TempParm)
4658       return true;
4659   }
4660
4661   // C++1z [temp.local]p1: (DR1004)
4662   //   When [the injected-class-name] is used [...] as a template-argument for
4663   //   a template template-parameter [...] it refers to the class template
4664   //   itself.
4665   if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::Type) {
4666     TemplateArgumentLoc ConvertedArg = convertTypeTemplateArgumentToTemplate(
4667         Arg.getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
4668     if (!ConvertedArg.getArgument().isNull())
4669       Arg = ConvertedArg;
4670   }
4671
4672   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4673   case TemplateArgument::Null:
4674     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4675
4676   case TemplateArgument::Template:
4677   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4678     if (CheckTemplateArgument(TempParm, Arg, ArgumentPackIndex))
4679       return true;
4680
4681     Converted.push_back(Arg.getArgument());
4682     break;
4683
4684   case TemplateArgument::Expression:
4685   case TemplateArgument::Type:
4686     // We have a template template parameter but the template
4687     // argument does not refer to a template.
4688     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
4689       << getLangOpts().CPlusPlus11;
4690     return true;
4691
4692   case TemplateArgument::Declaration:
4693     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
4694   case TemplateArgument::Integral:
4695     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
4696   case TemplateArgument::NullPtr:
4697     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
4698
4699   case TemplateArgument::Pack:
4700     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
4701   }
4702
4703   return false;
4704 }
4705
4706 /// \brief Diagnose an arity mismatch in the
4707 static bool diagnoseArityMismatch(Sema &S, TemplateDecl *Template,
4708                                   SourceLocation TemplateLoc,
4709                                   TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
4710   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
4711   unsigned NumParams = Params->size();
4712   unsigned NumArgs = TemplateArgs.size();
4713
4714   SourceRange Range;
4715   if (NumArgs > NumParams)
4716     Range = SourceRange(TemplateArgs[NumParams].getLocation(),
4717                         TemplateArgs.getRAngleLoc());
4718   S.Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4719     << (NumArgs > NumParams)
4720     << (int)S.getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4721     << Template << Range;
4722   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4723     << Params->getSourceRange();
4724   return true;
4725 }
4726
4727 /// \brief Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
4728 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
4729 ///
4730 /// \code
4731 /// template<typename ...Ts> struct A {
4732 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
4733 /// };
4734 /// \endcode
4735 ///
4736 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
4737 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
4738 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
4739   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4740         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4741     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
4742       return NTTP->getNumExpansionTypes();
4743   }
4744
4745   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
4746         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
4747     if (TTP->isExpandedParameterPack())
4748       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
4749   }
4750
4751   return None;
4752 }
4753
4754 /// Diagnose a missing template argument.
4755 template<typename TemplateParmDecl>
4756 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
4757                                     TemplateDecl *TD,
4758                                     const TemplateParmDecl *D,
4759                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
4760   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
4761   // declarations of the template that are more recent than TD.
4762   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
4763                                  ->getTemplateParameters()
4764                                  ->getParam(D->getIndex()));
4765
4766   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
4767   // missing a module import.
4768   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
4769   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
4770     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
4771                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
4772                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
4773                             /*Recover*/true);
4774     return true;
4775   }
4776
4777   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
4778   // diagnose that it was declared too late.
4779
4780   return diagnoseArityMismatch(S, TD, Loc, Args);
4781 }
4782
4783 /// \brief Check that the given template argument list is well-formed
4784 /// for specializing the given template.
4785 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(
4786     TemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4787     TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs, bool PartialTemplateArgs,
4788     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4789     bool UpdateArgsWithConversions) {
4790   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
4791   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
4792   // template.
4793   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
4794
4795   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
4796
4797   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
4798
4799   // C++ [temp.arg]p1:
4800   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
4801   //   a template-id shall match the type and form specified for the
4802   //   corresponding parameter declared by the template in its
4803   //   template-parameter-list.
4804   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
4805   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
4806   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
4807   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
4808   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
4809                                        ParamEnd = Params->end();
4810        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
4811     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
4812     // many arguments.
4813     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
4814       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
4815         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
4816         // them to the list.
4817         Converted.push_back(
4818             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4819         ArgumentPack.clear();
4820
4821         // This argument is assigned to the next parameter.
4822         ++Param;
4823         continue;
4824       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
4825         // Not enough arguments for this parameter pack.
4826         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
4827           << false
4828           << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
4829           << Template;
4830         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4831           << Params->getSourceRange();
4832         return true;
4833       }
4834     }
4835
4836     if (ArgIdx < NumArgs) {
4837       // Check the template argument we were given.
4838       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
4839                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
4840                                 ArgumentPack.size(), Converted))
4841         return true;
4842
4843       bool PackExpansionIntoNonPack =
4844           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
4845           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
4846       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
4847         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
4848         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
4849         // can't be canonicalized, so reject it now.
4850         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
4851              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
4852           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
4853         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4854         return true;
4855       }
4856
4857       // We're now done with this argument.
4858       ++ArgIdx;
4859
4860       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4861         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
4862         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
4863         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
4864         // arguments.
4865         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
4866       } else {
4867         // Move to the next template parameter.
4868         ++Param;
4869       }
4870
4871       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
4872       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
4873       // match up with.
4874       if (PackExpansionIntoNonPack) {
4875         if (!ArgumentPack.empty()) {
4876           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
4877           // fall back to just producing individual arguments.
4878           Converted.insert(Converted.end(),
4879                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
4880           ArgumentPack.clear();
4881         }
4882
4883         while (ArgIdx < NumArgs) {
4884           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
4885           ++ArgIdx;
4886         }
4887
4888         return false;
4889       }
4890
4891       continue;
4892     }
4893
4894     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
4895     if (PartialTemplateArgs) {
4896       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
4897         Converted.push_back(
4898             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4899
4900       return false;
4901     }
4902
4903     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
4904     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
4905     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
4906       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
4907              "Should have dealt with this already");
4908
4909       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
4910       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
4911       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
4912       if (Param + 1 != ParamEnd)
4913         return true;
4914
4915       Converted.push_back(
4916           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
4917       ArgumentPack.clear();
4918
4919       ++Param;
4920       continue;
4921     }
4922
4923     // Check whether we have a default argument.
4924     TemplateArgumentLoc Arg;
4925
4926     // Retrieve the default template argument from the template
4927     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
4928     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
4929     // (when the template parameter was part of a nested template) into
4930     // the default argument.
4931     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
4932       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
4933         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
4934                                        NewArgs);
4935
4936       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
4937                                                              Template,
4938                                                              TemplateLoc,
4939                                                              RAngleLoc,
4940                                                              TTP,
4941                                                              Converted);
4942       if (!ArgType)
4943         return true;
4944
4945       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
4946                                 ArgType);
4947     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4948                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
4949       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
4950         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
4951                                        NewArgs);
4952
4953       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4954                                                               TemplateLoc,
4955                                                               RAngleLoc,
4956                                                               NTTP,
4957                                                               Converted);
4958       if (E.isInvalid())
4959         return true;
4960
4961       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
4962       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
4963     } else {
4964       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
4965         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
4966
4967       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
4968         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
4969                                        NewArgs);
4970
4971       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4972       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4973                                                        TemplateLoc,
4974                                                        RAngleLoc,
4975                                                        TempParm,
4976                                                        Converted,
4977                                                        QualifierLoc);
4978       if (Name.isNull())
4979         return true;
4980
4981       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
4982                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4983     }
4984
4985     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
4986     // the default template argument. We're not actually instantiating a
4987     // template here, we just create this object to put a note into the
4988     // context stack.
4989     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
4990                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4991     if (Inst.isInvalid())
4992       return true;
4993
4994     // Check the default template argument.
4995     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
4996                               RAngleLoc, 0, Converted))
4997       return true;
4998
4999     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
5000     // parameter, keep track of the default template arguments from the
5001     // template definition.
5002     if (isTemplateTemplateParameter)
5003       NewArgs.addArgument(Arg);
5004
5005     // Move to the next template parameter and argument.
5006     ++Param;
5007     ++ArgIdx;
5008   }
5009
5010   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
5011   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
5012   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
5013   // still dependent).
5014   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
5015       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
5016     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
5017       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
5018   }
5019
5020   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
5021   // Complain and fail.
5022   if (ArgIdx < NumArgs)
5023     return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc, NewArgs);
5024
5025   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
5026   // to caller.
5027   if (UpdateArgsWithConversions)
5028     TemplateArgs = std::move(NewArgs);
5029
5030   return false;
5031 }
5032
5033 namespace {
5034   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
5035     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
5036   {
5037     Sema &S;
5038     SourceRange SR;
5039
5040     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
5041
5042   public:
5043     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
5044
5045     bool Visit(QualType T) {
5046       return T.isNull() ? false : inherited::Visit(T.getTypePtr());
5047     }
5048
5049 #define TYPE(Class, Parent) \
5050     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
5051 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
5052     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5053 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
5054     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5055 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
5056
5057     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
5058     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
5059   };
5060 } // end anonymous namespace
5061
5062 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
5063   return false;
5064 }
5065
5066 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
5067   return Visit(T->getElementType());
5068 }
5069
5070 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
5071   return Visit(T->getPointeeType());
5072 }
5073
5074 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
5075                                                     const BlockPointerType* T) {
5076   return Visit(T->getPointeeType());
5077 }
5078
5079 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
5080                                                 const LValueReferenceType* T) {
5081   return Visit(T->getPointeeType());
5082 }
5083
5084 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
5085                                                 const RValueReferenceType* T) {
5086   return Visit(T->getPointeeType());
5087 }
5088
5089 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
5090                                                   const MemberPointerType* T) {
5091   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
5092 }
5093
5094 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
5095                                                   const ConstantArrayType* T) {
5096   return Visit(T->getElementType());
5097 }
5098
5099 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
5100                                                  const IncompleteArrayType* T) {
5101   return Visit(T->getElementType());
5102 }
5103
5104 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
5105                                                    const VariableArrayType* T) {
5106   return Visit(T->getElementType());
5107 }
5108
5109 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
5110                                             const DependentSizedArrayType* T) {
5111   return Visit(T->getElementType());
5112 }
5113
5114 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
5115                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
5116   return Visit(T->getElementType());
5117 }
5118
5119 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
5120   return Visit(T->getElementType());
5121 }
5122
5123 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
5124   return Visit(T->getElementType());
5125 }
5126
5127 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
5128                                                   const FunctionProtoType* T) {
5129   for (const auto &A : T->param_types()) {
5130     if (Visit(A))
5131       return true;
5132   }
5133
5134   return Visit(T->getReturnType());
5135 }
5136
5137 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
5138                                                const FunctionNoProtoType* T) {
5139   return Visit(T->getReturnType());
5140 }
5141
5142 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
5143                                                   const UnresolvedUsingType*) {
5144   return false;
5145 }
5146
5147 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
5148   return false;
5149 }
5150
5151 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
5152   return Visit(T->getUnderlyingType());
5153 }
5154
5155 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
5156   return false;
5157 }
5158
5159 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
5160                                                     const UnaryTransformType*) {
5161   return false;
5162 }
5163
5164 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
5165   return Visit(T->getDeducedType());
5166 }
5167
5168 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDeducedTemplateSpecializationType(
5169     const DeducedTemplateSpecializationType *T) {
5170   return Visit(T->getDeducedType());
5171 }
5172
5173 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
5174   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5175 }
5176
5177 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
5178   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5179 }
5180
5181 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
5182                                                  const TemplateTypeParmType*) {
5183   return false;
5184 }
5185
5186 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
5187                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
5188   return false;
5189 }
5190
5191 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
5192                                             const TemplateSpecializationType*) {
5193   return false;
5194 }
5195
5196 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
5197                                               const InjectedClassNameType* T) {
5198   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5199 }
5200
5201 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
5202                                                    const DependentNameType* T) {
5203   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5204 }
5205
5206 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
5207                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
5208   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5209 }
5210
5211 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
5212                                                    const PackExpansionType* T) {
5213   return Visit(T->getPattern());
5214 }
5215
5216 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
5217   return false;
5218 }
5219
5220 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
5221                                                    const ObjCInterfaceType *) {
5222   return false;
5223 }
5224
5225 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
5226                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
5227   return false;
5228 }
5229
5230 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
5231   return Visit(T->getValueType());
5232 }
5233
5234 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
5235   return false;
5236 }
5237
5238 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
5239   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5240     S.Diag(SR.getBegin(),
5241            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5242              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
5243              diag::ext_template_arg_local_type)
5244       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
5245     return true;
5246   }
5247
5248   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
5249     S.Diag(SR.getBegin(),
5250            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5251              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
5252              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
5253     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
5254     return true;
5255   }
5256
5257   return false;
5258 }
5259
5260 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
5261                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
5262   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
5263     return true;
5264
5265   switch (NNS->getKind()) {
5266   case NestedNameSpecifier::Identifier:
5267   case NestedNameSpecifier::Namespace:
5268   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
5269   case NestedNameSpecifier::Global:
5270   case NestedNameSpecifier::Super:
5271     return false;
5272
5273   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
5274   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
5275     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
5276   }
5277   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
5278 }
5279
5280 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5281 /// template type parameter.
5282 ///
5283 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
5284 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
5285 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
5286                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
5287   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
5288   QualType Arg = ArgInfo->getType();
5289   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
5290
5291   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
5292     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
5293   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
5294     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
5295   }
5296
5297   // C++03 [temp.arg.type]p2:
5298   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
5299   //   compounded from any of these types shall not be used as a
5300   //   template-argument for a template type-parameter.
5301   //
5302   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
5303   // a warning.
5304   if (LangOpts.CPlusPlus11 || Arg->hasUnnamedOrLocalType()) {
5305     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
5306     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
5307   }
5308
5309   return false;
5310 }
5311
5312 enum NullPointerValueKind {
5313   NPV_NotNullPointer,
5314   NPV_NullPointer,
5315   NPV_Error
5316 };
5317
5318 /// \brief Determine whether the given template argument is a null pointer
5319 /// value of the appropriate type.
5320 static NullPointerValueKind
5321 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5322                                    QualType ParamType, Expr *Arg,
5323                                    Decl *Entity = nullptr) {
5324   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
5325     return NPV_NotNullPointer;
5326
5327   // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
5328   // arguments.
5329   if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
5330     return NPV_NotNullPointer;
5331
5332   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
5333     llvm_unreachable(
5334         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
5335
5336   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5337     return NPV_NotNullPointer;
5338
5339   // Determine whether we have a constant expression.
5340   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
5341   if (ArgRV.isInvalid())
5342     return NPV_Error;
5343   Arg = ArgRV.get();
5344
5345   Expr::EvalResult EvalResult;
5346   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
5347   EvalResult.Diag = &Notes;
5348   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
5349       EvalResult.HasSideEffects) {
5350     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
5351
5352     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
5353     // the caret at its location rather than producing an essentially
5354     // redundant note.
5355     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
5356         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
5357       DiagLoc = Notes[0].first;
5358       Notes.clear();
5359     }
5360
5361     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
5362       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5363     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
5364       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
5365
5366     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5367     return NPV_Error;
5368   }
5369
5370   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
5371   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
5372   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
5373     return NPV_NullPointer;
5374
5375   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
5376   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
5377   //     (4.11); or
5378   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
5379       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
5380        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
5381     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
5382     bool ObjCLifetimeConversion;
5383     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
5384         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
5385                                      ObjCLifetimeConversion))
5386       return NPV_NullPointer;
5387
5388     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
5389     // then recover as if the types were correct.
5390     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
5391       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5392     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5393     return NPV_NullPointer;
5394   }
5395
5396   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
5397   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
5398   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
5399     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
5400     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
5401         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
5402         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
5403                                       ")");
5404     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5405     return NPV_NullPointer;
5406   }
5407
5408   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
5409   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
5410   // be interpreted by the caller.
5411   return NPV_NotNullPointer;
5412 }
5413
5414 /// \brief Checks whether the given template argument is compatible with its
5415 /// template parameter.
5416 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
5417     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
5418     Expr *Arg, QualType ArgType) {
5419   bool ObjCLifetimeConversion;
5420   if (ParamType->isPointerType() &&
5421       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
5422       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
5423                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5424     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
5425     // permitted.
5426   } else {
5427     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5428       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
5429         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
5430         //   For a non-type template-parameter of type reference to
5431         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
5432         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5433         //   identical) type of the template- argument. The
5434         //   template-parameter is bound directly to the
5435         //   template-argument, which shall be an lvalue.
5436
5437         // FIXME: Other qualifiers?
5438         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
5439         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
5440
5441         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
5442           S.Diag(Arg->getLocStart(),
5443                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
5444             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5445           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5446           return true;
5447         }
5448       }
5449     }
5450
5451     // At this point, the template argument refers to an object or
5452     // function with external linkage. We now need to check whether the
5453     // argument and parameter types are compatible.
5454     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
5455                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
5456       // We can't perform this conversion or binding.
5457       if (ParamType->isReferenceType())
5458         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
5459           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
5460       else
5461         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
5462           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5463       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5464       return true;
5465     }
5466   }
5467
5468   return false;
5469 }
5470
5471 /// \brief Checks whether the given template argument is the address
5472 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5473 static bool
5474 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
5475                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5476                                                QualType ParamType,
5477                                                Expr *ArgIn,
5478                                                TemplateArgument &Converted) {
5479   bool Invalid = false;
5480   Expr *Arg = ArgIn;
5481   QualType ArgType = Arg->getType();
5482
5483   bool AddressTaken = false;
5484   SourceLocation AddrOpLoc;
5485   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5486     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
5487     // dereference and address-of operators.
5488     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
5489
5490     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
5491     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
5492     SourceLocation FirstOpLoc;
5493     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5494       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
5495       if (UnOpKind == UO_Deref)
5496         ExtWarnMSTemplateArg = true;
5497       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
5498         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
5499         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
5500           FirstOpKind = UnOpKind;
5501           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5502         }
5503       } else
5504         break;
5505     }
5506     if (FirstOpLoc.isValid()) {
5507       if (ExtWarnMSTemplateArg)
5508         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
5509           << ArgIn->getSourceRange();
5510
5511       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
5512         AddressTaken = true;
5513       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
5514         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
5515         // constant expression.
5516         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
5517         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5518           << Arg->getSourceRange();
5519       }
5520     }
5521   } else {
5522     // See through any implicit casts we added to fix the type.
5523     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
5524
5525     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5526     //
5527     //   A template-argument for a non-type, non-template
5528     //   template-parameter shall be one of: [...]
5529     //
5530     //     -- the address of an object or function with external
5531     //        linkage, including function templates and function
5532     //        template-ids but excluding non-static class members,
5533     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
5534     //        the name refers to a function or array, or if the
5535     //        corresponding template-parameter is a reference; or
5536
5537     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5538     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5539     bool ExtraParens = false;
5540     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5541       if (!Invalid && !ExtraParens) {
5542         S.Diag(Arg->getLocStart(),
5543                S.getLangOpts().CPlusPlus11
5544                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
5545                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
5546             << Arg->getSourceRange();
5547         ExtraParens = true;
5548       }
5549
5550       Arg = Parens->getSubExpr();
5551     }
5552
5553     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5554                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5555       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5556
5557     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5558       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5559         Arg = UnOp->getSubExpr();
5560         AddressTaken = true;
5561         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5562       }
5563     }
5564
5565     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5566                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5567       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5568   }
5569
5570   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
5571   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5572
5573   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
5574   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
5575     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn,
5576                                                Entity)) {
5577     case NPV_NullPointer:
5578       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5579       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5580                                    /*isNullPtr=*/true);
5581       return false;
5582
5583     case NPV_Error:
5584       return true;
5585
5586     case NPV_NotNullPointer:
5587       break;
5588     }
5589   }
5590
5591   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
5592   // it should be checked when instantiated.
5593   if (Arg->isValueDependent()) {
5594     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5595     return false;
5596   }
5597
5598   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
5599     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
5600                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
5601       return true;
5602
5603     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
5604     return false;
5605   }
5606
5607   if (!DRE) {
5608     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5609     << Arg->getSourceRange();
5610     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5611     return true;
5612   }
5613
5614   // Cannot refer to non-static data members
5615   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
5616     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
5617       << Entity << Arg->getSourceRange();
5618     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5619     return true;
5620   }
5621
5622   // Cannot refer to non-static member functions
5623   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
5624     if (!Method->isStatic()) {
5625       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
5626         << Method << Arg->getSourceRange();
5627       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5628       return true;
5629     }
5630   }
5631
5632   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
5633   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
5634
5635   // A non-type template argument must refer to an object or function.
5636   if (!Func && !Var) {
5637     // We found something, but we don't know specifically what it is.
5638     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
5639       << Arg->getSourceRange();
5640     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5641     return true;
5642   }
5643
5644   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
5645   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
5646     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5647              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
5648              diag::ext_template_arg_object_internal)
5649       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5650     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5651       << !Func;
5652   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
5653     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
5654       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
5655     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
5656       << !Func;
5657     return true;
5658   }
5659
5660   if (Func) {
5661     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
5662     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
5663       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
5664     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
5665       // If we originally had an address-of operator, but the
5666       // parameter has reference type, complain and (if things look
5667       // like they will work) drop the address-of operator.
5668       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
5669                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5670         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5671           << ParamType;
5672         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5673         return true;
5674       }
5675
5676       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5677         << ParamType
5678         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5679       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5680
5681       ArgType = Func->getType();
5682     }
5683   } else {
5684     // A value of reference type is not an object.
5685     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
5686       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5687              diag::err_template_arg_reference_var)
5688         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
5689       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5690       return true;
5691     }
5692
5693     // A template argument must have static storage duration.
5694     if (Var->getTLSKind()) {
5695       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
5696         << Arg->getSourceRange();
5697       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5698       return true;
5699     }
5700
5701     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
5702     // the address of this object.
5703     if (ParamType->isReferenceType()) {
5704       if (AddressTaken) {
5705         // If we originally had an address-of operator, but the
5706         // parameter has reference type, complain and (if things look
5707         // like they will work) drop the address-of operator.
5708         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
5709                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
5710           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5711             << ParamType;
5712           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5713           return true;
5714         }
5715
5716         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
5717           << ParamType
5718           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
5719         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5720
5721         ArgType = Var->getType();
5722       }
5723     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
5724       if (Var->getType()->isArrayType()) {
5725         // Array-to-pointer decay.
5726         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
5727       } else {
5728         // If the template parameter has pointer type but the address of
5729         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
5730         // taking the address of the entity.
5731         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
5732         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
5733           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5734             << ParamType;
5735           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5736           return true;
5737         }
5738
5739         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
5740           << ParamType
5741           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
5742
5743         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5744       }
5745     }
5746   }
5747
5748   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
5749                                                      Arg, ArgType))
5750     return true;
5751
5752   // Create the template argument.
5753   Converted =
5754       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
5755   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
5756   return false;
5757 }
5758
5759 /// \brief Checks whether the given template argument is a pointer to
5760 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5761 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
5762                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5763                                                  QualType ParamType,
5764                                                  Expr *&ResultArg,
5765                                                  TemplateArgument &Converted) {
5766   bool Invalid = false;
5767
5768   Expr *Arg = ResultArg;
5769   bool ObjCLifetimeConversion;
5770
5771   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5772   //
5773   //   A template-argument for a non-type, non-template
5774   //   template-parameter shall be one of: [...]
5775   //
5776   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
5777   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
5778
5779   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5780   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5781   bool ExtraParens = false;
5782   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5783     if (!Invalid && !ExtraParens) {
5784       S.Diag(Arg->getLocStart(),
5785              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5786                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
5787                diag::ext_template_arg_extra_parens)
5788         << Arg->getSourceRange();
5789       ExtraParens = true;
5790     }
5791
5792     Arg = Parens->getSubExpr();
5793   }
5794
5795   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5796            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5797     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
5798
5799   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
5800   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5801     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
5802       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
5803       if (DRE && !DRE->getQualifier())
5804         DRE = nullptr;
5805     }
5806   }
5807   // A constant of pointer-to-member type.
5808   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
5809     if (ValueDecl *VD = dyn_cast<ValueDecl>(DRE->getDecl())) {
5810       if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
5811         if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
5812           if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5813             Converted = TemplateArgument(Arg);
5814           } else {
5815             VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
5816             Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
5817           }
5818           return Invalid;
5819         }
5820       }
5821     }
5822
5823     DRE = nullptr;
5824   }
5825
5826   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
5827
5828   // Check for a null pointer value.
5829   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ResultArg,
5830                                              Entity)) {
5831   case NPV_Error:
5832     return true;
5833   case NPV_NullPointer:
5834     S.Diag(ResultArg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5835     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
5836                                  /*isNullPtr*/true);
5837     return false;
5838   case NPV_NotNullPointer:
5839     break;
5840   }
5841
5842   if (S.IsQualificationConversion(ResultArg->getType(),
5843                                   ParamType.getNonReferenceType(), false,
5844                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5845     ResultArg = S.ImpCastExprToType(ResultArg, ParamType, CK_NoOp,
5846                                     ResultArg->getValueKind())
5847                     .get();
5848   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(
5849                  ResultArg->getType(), ParamType.getNonReferenceType())) {
5850     // We can't perform this conversion.
5851     S.Diag(ResultArg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5852         << ResultArg->getType() << ParamType << ResultArg->getSourceRange();
5853     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5854     return true;
5855   }
5856
5857   if (!DRE)
5858     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
5859                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5860       << Arg->getSourceRange();
5861
5862   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5863       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5864       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
5865     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5866             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
5867             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
5868            "Only non-static member pointers can make it here");
5869
5870     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
5871     // a member pointer constant.
5872     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5873       Converted = TemplateArgument(Arg);
5874     } else {
5875       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
5876       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
5877     }
5878     return Invalid;
5879   }
5880
5881   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
5882   S.Diag(Arg->getLocStart(),
5883          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
5884     << Arg->getSourceRange();
5885   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
5886   return true;
5887 }
5888
5889 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5890 /// non-type template parameter.
5891 ///
5892 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
5893 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
5894 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
5895 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
5896 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5897                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
5898                                        TemplateArgument &Converted,
5899                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
5900   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
5901
5902   // If the parameter type somehow involves auto, deduce the type now.
5903   if (getLangOpts().CPlusPlus1z && ParamType->isUndeducedType()) {
5904     // During template argument deduction, we allow 'decltype(auto)' to
5905     // match an arbitrary dependent argument.
5906     // FIXME: The language rules don't say what happens in this case.
5907     // FIXME: We get an opaque dependent type out of decltype(auto) if the
5908     // expression is merely instantiation-dependent; is this enough?
5909     if (CTAK == CTAK_Deduced && Arg->isTypeDependent()) {
5910       auto *AT = dyn_cast<AutoType>(ParamType);
5911       if (AT && AT->isDecltypeAuto()) {
5912         Converted = TemplateArgument(Arg);
5913         return Arg;
5914       }
5915     }
5916
5917     // When checking a deduced template argument, deduce from its type even if
5918     // the type is dependent, in order to check the types of non-type template
5919     // arguments line up properly in partial ordering.
5920     Optional<unsigned> Depth;
5921     if (CTAK != CTAK_Specified)
5922       Depth = Param->getDepth() + 1;
5923     if (DeduceAutoType(
5924             Context.getTrivialTypeSourceInfo(ParamType, Param->getLocation()),
5925             Arg, ParamType, Depth) == DAR_Failed) {
5926       Diag(Arg->getExprLoc(),
5927            diag::err_non_type_template_parm_type_deduction_failure)
5928         << Param->getDeclName() << Param->getType() << Arg->getType()
5929         << Arg->getSourceRange();
5930       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5931       return ExprError();
5932     }
5933     // CheckNonTypeTemplateParameterType will produce a diagnostic if there's
5934     // an error. The error message normally references the parameter
5935     // declaration, but here we'll pass the argument location because that's
5936     // where the parameter type is deduced.
5937     ParamType = CheckNonTypeTemplateParameterType(ParamType, Arg->getExprLoc());
5938     if (ParamType.isNull()) {
5939       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5940       return ExprError();
5941     }
5942   }
5943
5944   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
5945   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
5946          "non-type template parameter type cannot be qualified");
5947
5948   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
5949       !Context.hasSameType(ParamType.getNonLValueExprType(Context),
5950                            Arg->getType())) {
5951     // FIXME: If either type is dependent, we skip the check. This isn't
5952     // correct, since during deduction we're supposed to have replaced each
5953     // template parameter with some unique (non-dependent) placeholder.
5954     // FIXME: If the argument type contains 'auto', we carry on and fail the
5955     // type check in order to force specific types to be more specialized than
5956     // 'auto'. It's not clear how partial ordering with 'auto' is supposed to
5957     // work.
5958     if ((ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) &&
5959         !Arg->getType()->getContainedAutoType()) {
5960       Converted = TemplateArgument(Arg);
5961       return Arg;
5962     }
5963     // FIXME: This attempts to implement C++ [temp.deduct.type]p17. Per DR1770,
5964     // we should actually be checking the type of the template argument in P,
5965     // not the type of the template argument deduced from A, against the
5966     // template parameter type.
5967     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
5968       << Arg->getType()
5969       << ParamType.getUnqualifiedType();
5970     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5971     return ExprError();
5972   }
5973
5974   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
5975   // type-dependent, there's nothing we can check now.
5976   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
5977     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
5978     Converted = TemplateArgument(Arg);
5979     return Arg;
5980   }
5981
5982   // The initialization of the parameter from the argument is
5983   // a constant-evaluated context.
5984   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
5985       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
5986
5987   if (getLangOpts().CPlusPlus1z) {
5988     // C++1z [temp.arg.nontype]p1:
5989     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
5990     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
5991     APValue Value;
5992     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
5993         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
5994     if (ArgResult.isInvalid())
5995       return ExprError();
5996
5997     // For a value-dependent argument, CheckConvertedConstantExpression is
5998     // permitted (and expected) to be unable to determine a value.
5999     if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6000       Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6001       return ArgResult;
6002     }
6003
6004     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6005
6006     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
6007     switch (Value.getKind()) {
6008     case APValue::Uninitialized:
6009       assert(ParamType->isNullPtrType());
6010       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6011       break;
6012     case APValue::Int:
6013       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
6014       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
6015       break;
6016     case APValue::MemberPointer: {
6017       assert(ParamType->isMemberPointerType());
6018
6019       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
6020       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
6021         Diag(Arg->getLocStart(),
6022              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
6023             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
6024             << Arg->getSourceRange();
6025         return ExprError();
6026       }
6027
6028       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
6029       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6030                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6031       break;
6032     }
6033     case APValue::LValue: {
6034       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
6035       //   the value of the constant expression shall not refer to
6036       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
6037              ParamType->isNullPtrType());
6038       // -- a temporary object
6039       // -- a string literal
6040       // -- the result of a typeid expression, or
6041       // -- a predefined __func__ variable
6042       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
6043         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
6044           Converted = TemplateArgument(const_cast<Expr*>(E));
6045           break;
6046         }
6047         Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
6048           << Arg->getSourceRange();
6049         return ExprError();
6050       }
6051       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
6052           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
6053       // -- a subobject
6054       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
6055           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
6056           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
6057           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
6058         // Per defect report (no number yet):
6059         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
6060         //       object.
6061       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
6062                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
6063         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
6064           << Value.getAsString(Context, ParamType);
6065         return ExprError();
6066       }
6067       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
6068              "null reference should not be a constant expression");
6069       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
6070              "non-null value of type nullptr_t?");
6071       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6072                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6073       break;
6074     }
6075     case APValue::AddrLabelDiff:
6076       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
6077     case APValue::Float:
6078     case APValue::ComplexInt:
6079     case APValue::ComplexFloat:
6080     case APValue::Vector:
6081     case APValue::Array:
6082     case APValue::Struct:
6083     case APValue::Union:
6084       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
6085     }
6086
6087     return ArgResult.get();
6088   }
6089
6090   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
6091   //   The following conversions are performed on each expression used
6092   //   as a non-type template-argument. If a non-type
6093   //   template-argument cannot be converted to the type of the
6094   //   corresponding template-parameter then the program is
6095   //   ill-formed.
6096   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6097     // C++11:
6098     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6099     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
6100     //      constant expression are applied.
6101     //
6102     // C++98:
6103     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6104     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
6105     //      conversions (4.7) are applied.
6106
6107     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
6108       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6109       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
6110       //   shall be one of:
6111       //
6112       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
6113       //        type, a converted constant expression of the type of the
6114       //        template-parameter; or
6115       llvm::APSInt Value;
6116       ExprResult ArgResult =
6117         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
6118                                          CCEK_TemplateArg);
6119       if (ArgResult.isInvalid())
6120         return ExprError();
6121
6122       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
6123       if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6124         Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6125         return ArgResult;
6126       }
6127
6128       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
6129       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
6130       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
6131       QualType IntegerType = ParamType;
6132       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6133         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
6134       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
6135
6136       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6137                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
6138       return ArgResult;
6139     }
6140
6141     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
6142     if (ArgResult.isInvalid())
6143       return ExprError();
6144     Arg = ArgResult.get();
6145
6146     QualType ArgType = Arg->getType();
6147
6148     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6149     //   A template-argument for a non-type, non-template
6150     //   template-parameter shall be one of:
6151     //
6152     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
6153     //        type; or
6154     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
6155     SourceLocation NonConstantLoc;
6156     llvm::APSInt Value;
6157     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6158       Diag(Arg->getLocStart(),
6159            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
6160         << ArgType << Arg->getSourceRange();
6161       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6162       return ExprError();
6163     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
6164       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
6165         QualType T;
6166
6167       public:
6168         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
6169
6170         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
6171                             SourceRange SR) override {
6172           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
6173         }
6174       } Diagnoser(ArgType);
6175
6176       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
6177                                             false).get();
6178       if (!Arg)
6179         return ExprError();
6180     }
6181
6182     // From here on out, all we care about is the unqualified form
6183     // of the argument type.
6184     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
6185
6186     // Try to convert the argument to the parameter's type.
6187     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
6188       // Okay: no conversion necessary
6189     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
6190       // This is an integral-to-boolean conversion.
6191       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
6192     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
6193                !ParamType->isEnumeralType()) {
6194       // This is an integral promotion or conversion.
6195       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
6196     } else {
6197       // We can't perform this conversion.
6198       Diag(Arg->getLocStart(),
6199            diag::err_template_arg_not_convertible)
6200         << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
6201       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6202       return ExprError();
6203     }
6204
6205     // Add the value of this argument to the list of converted
6206     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
6207     // parameter.
6208     if (Arg->isValueDependent()) {
6209       // The argument is value-dependent. Create a new
6210       // TemplateArgument with the converted expression.
6211       Converted = TemplateArgument(Arg);
6212       return Arg;
6213     }
6214
6215     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6216     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6217       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
6218
6219     if (ParamType->isBooleanType()) {
6220       // Value must be zero or one.
6221       Value = Value != 0;
6222       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6223       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6224         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6225       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6226     } else {
6227       llvm::APSInt OldValue = Value;
6228
6229       // Coerce the template argument's value to the value it will have
6230       // based on the template parameter's type.
6231       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6232       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6233         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6234       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6235
6236       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
6237       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
6238                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
6239         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
6240           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6241           << Arg->getSourceRange();
6242         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6243       }
6244
6245       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
6246       unsigned RequiredBits;
6247       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
6248         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
6249       else if (OldValue.isUnsigned())
6250         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
6251       else
6252         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
6253       if (RequiredBits > AllowedBits) {
6254         Diag(Arg->getLocStart(),
6255              diag::warn_template_arg_too_large)
6256           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6257           << Arg->getSourceRange();
6258         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6259       }
6260     }
6261
6262     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6263                                  ParamType->isEnumeralType()
6264                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
6265                                    : IntegerType);
6266     return Arg;
6267   }
6268
6269   QualType ArgType = Arg->getType();
6270   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
6271
6272   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
6273   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
6274   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6275       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
6276       //    applied. If the template-argument represents a set of
6277       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
6278       //    function is selected from the set (13.4).
6279       (ParamType->isPointerType() &&
6280        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6281       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
6282       //    function, no conversions apply. If the template-argument
6283       //    represents a set of overloaded functions, the matching
6284       //    function is selected from the set (13.4).
6285       (ParamType->isReferenceType() &&
6286        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6287       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6288       //    member function, no conversions apply. If the
6289       //    template-argument represents a set of overloaded member
6290       //    functions, the matching member function is selected from
6291       //    the set (13.4).
6292       (ParamType->isMemberPointerType() &&
6293        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
6294          ->isFunctionType())) {
6295
6296     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6297       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
6298                                                                 true,
6299                                                                 FoundResult)) {
6300         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6301           return ExprError();
6302
6303         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6304         ArgType = Arg->getType();
6305       } else
6306         return ExprError();
6307     }
6308
6309     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
6310       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6311                                                          ParamType,
6312                                                          Arg, Converted))
6313         return ExprError();
6314       return Arg;
6315     }
6316
6317     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6318                                              Converted))
6319       return ExprError();
6320     return Arg;
6321   }
6322
6323   if (ParamType->isPointerType()) {
6324     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
6325     //      object, qualification conversions (4.4) and the
6326     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
6327     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
6328     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6329            "Only object pointers allowed here");
6330
6331     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6332                                                        ParamType,
6333                                                        Arg, Converted))
6334       return ExprError();
6335     return Arg;
6336   }
6337
6338   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6339     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
6340     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
6341     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
6342     //      identical) type of the template-argument. The
6343     //      template-parameter is bound directly to the
6344     //      template-argument, which must be an lvalue.
6345     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6346            "Only object references allowed here");
6347
6348     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6349       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
6350                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
6351                                                                 true,
6352                                                                 FoundResult)) {
6353         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
6354           return ExprError();
6355
6356         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6357         ArgType = Arg->getType();
6358       } else
6359         return ExprError();
6360     }
6361
6362     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6363                                                        ParamType,
6364                                                        Arg, Converted))
6365       return ExprError();
6366     return Arg;
6367   }
6368
6369   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
6370   if (ParamType->isNullPtrType()) {
6371     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6372       Converted = TemplateArgument(Arg);
6373       return Arg;
6374     }
6375
6376     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
6377     case NPV_NotNullPointer:
6378       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6379         << Arg->getType() << ParamType;
6380       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6381       return ExprError();
6382
6383     case NPV_Error:
6384       return ExprError();
6385
6386     case NPV_NullPointer:
6387       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6388       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
6389                                    /*isNullPtr*/true);
6390       return Arg;
6391     }
6392   }
6393
6394   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
6395   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
6396   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
6397
6398   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6399                                            Converted))
6400     return ExprError();
6401   return Arg;
6402 }
6403
6404 static void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(
6405     Sema &S, TemplateParameterList *New, TemplateParameterList *Old,
6406     Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind, SourceLocation TemplateArgLoc);
6407
6408 /// \brief Check a template argument against its corresponding
6409 /// template template parameter.
6410 ///
6411 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
6412 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
6413 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTemplateParmDecl *Param,
6414                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
6415                                  unsigned ArgumentPackIndex) {
6416   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
6417   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
6418   if (!Template) {
6419     // Any dependent template name is fine.
6420     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
6421     return false;
6422   }
6423
6424   if (Template->isInvalidDecl())
6425     return true;
6426
6427   // C++0x [temp.arg.template]p1:
6428   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
6429   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
6430   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
6431   //   primary class templates are considered when matching the
6432   //   template template argument with the corresponding parameter;
6433   //   partial specializations are not considered even if their
6434   //   parameter lists match that of the template template parameter.
6435   //
6436   // Note that we also allow template template parameters here, which
6437   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
6438   // partial specializations.
6439   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
6440       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
6441       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) &&
6442       !isa<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
6443     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
6444            "Only function templates are possible here");
6445     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template);
6446     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
6447       << Template;
6448   }
6449
6450   TemplateParameterList *Params = Param->getTemplateParameters();
6451   if (Param->isExpandedParameterPack())
6452     Params = Param->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
6453
6454   // C++1z [temp.arg.template]p3: (DR 150)
6455   //   A template-argument matches a template template-parameter P when P
6456   //   is at least as specialized as the template-argument A.
6457   if (getLangOpts().RelaxedTemplateTemplateArgs) {
6458     // Quick check for the common case:
6459     //   If P contains a parameter pack, then A [...] matches P if each of A's
6460     //   template parameters matches the corresponding template parameter in
6461     //   the template-parameter-list of P.
6462     if (TemplateParameterListsAreEqual(
6463             Template->getTemplateParameters(), Params, false,
6464             TPL_TemplateTemplateArgumentMatch, Arg.getLocation()))
6465       return false;
6466
6467     if (isTemplateTemplateParameterAtLeastAsSpecializedAs(Params, Template,
6468                                                           Arg.getLocation()))
6469       return false;
6470     // FIXME: Produce better diagnostics for deduction failures.
6471   }
6472
6473   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
6474                                          Params,
6475                                          true,
6476                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
6477                                          Arg.getLocation());
6478 }
6479
6480 /// \brief Given a non-type template argument that refers to a
6481 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
6482 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
6483 /// declaration.
6484 ExprResult
6485 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6486                                               QualType ParamType,
6487                                               SourceLocation Loc) {
6488   // C++ [temp.param]p8:
6489   //
6490   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
6491   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
6492   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
6493   if (ParamType->isArrayType())
6494     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
6495   else if (ParamType->isFunctionType())
6496     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
6497
6498   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
6499   // parameter's type.
6500   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
6501     return ImpCastExprToType(
6502              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
6503                              ParamType,
6504                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
6505                                ? CK_NullToMemberPointer
6506                                : CK_NullToPointer);
6507   }
6508   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
6509          "Only declaration template arguments permitted here");
6510
6511   ValueDecl *VD = cast<ValueDecl>(Arg.getAsDecl());
6512
6513   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
6514       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
6515        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
6516     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
6517     // Determine whether the non-type template template parameter is of
6518     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
6519     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
6520     // would refer to the member itself.
6521     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
6522       QualType ClassType
6523         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
6524       NestedNameSpecifier *Qualifier
6525         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
6526                                       ClassType.getTypePtr());
6527       CXXScopeSpec SS;
6528       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
6529
6530       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
6531       // internal consistency's sake, references to instance methods
6532       // are r-values.
6533       ExprValueKind VK = VK_LValue;
6534       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
6535         VK = VK_RValue;
6536
6537       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
6538                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
6539                                             VK,
6540                                             Loc,
6541                                             &SS);
6542       if (RefExpr.isInvalid())
6543         return ExprError();
6544
6545       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6546
6547       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
6548       // the element type on the parameter could be more qualified than the
6549       // element type in the expression we constructed.
6550       bool ObjCLifetimeConversion;
6551       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6552                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
6553                                     ObjCLifetimeConversion))
6554         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
6555
6556       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
6557              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
6558                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
6559       return RefExpr;
6560     }
6561   }
6562
6563   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
6564
6565   if (ParamType->isPointerType()) {
6566     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
6567     // address of the declaration.
6568     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
6569     if (RefExpr.isInvalid())
6570       return ExprError();
6571
6572     if (!Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType->getPointeeType(), T) &&
6573         (T->isFunctionType() || T->isArrayType())) {
6574       // Decay functions and arrays unless we're forming a pointer to array.
6575       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
6576       if (RefExpr.isInvalid())
6577         return ExprError();
6578
6579       return RefExpr;
6580     }
6581
6582     // Take the address of everything else
6583     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6584   }
6585
6586   ExprValueKind VK = VK_RValue;
6587
6588   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
6589   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
6590   // type that the reference refers to.
6591   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6592     VK = VK_LValue;
6593     T = Context.getQualifiedType(T,
6594                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
6595   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
6596     // References to functions are always lvalues.
6597     VK = VK_LValue;
6598   }
6599
6600   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
6601 }
6602
6603 /// \brief Construct a new expression that refers to the given
6604 /// integral template argument with the given source-location
6605 /// information.
6606 ///
6607 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
6608 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
6609 /// literal value.
6610 ExprResult
6611 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6612                                                   SourceLocation Loc) {
6613   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
6614          "Operation is only valid for integral template arguments");
6615   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
6616
6617   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
6618   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
6619   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
6620   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
6621   // type of literal for it.
6622   QualType T = OrigT;
6623   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
6624     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
6625
6626   Expr *E;
6627   if (T->isAnyCharacterType()) {
6628     // This does not need to handle u8 character literals because those are
6629     // of type char, and so can also be covered by an ASCII character literal.
6630     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
6631     if (T->isWideCharType())
6632       Kind = CharacterLiteral::Wide;
6633     else if (T->isChar16Type())
6634       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
6635     else if (T->isChar32Type())
6636       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
6637     else
6638       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
6639
6640     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
6641                                        Kind, T, Loc);
6642   } else if (T->isBooleanType()) {
6643     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
6644                                          T, Loc);
6645   } else if (T->isNullPtrType()) {
6646     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
6647   } else {
6648     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
6649   }
6650
6651   if (OrigT->isEnumeralType()) {
6652     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
6653     // non-type template parameters.
6654     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
6655                                nullptr,
6656                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
6657                                Loc, Loc);
6658   }
6659
6660   return E;
6661 }
6662
6663 /// \brief Match two template parameters within template parameter lists.
6664 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
6665                                        bool Complain,
6666                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6667                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
6668   // Check the actual kind (type, non-type, template).
6669   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
6670     if (Complain) {
6671       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
6672       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6673         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6674         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
6675       }
6676       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6677         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6678       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
6679         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6680     }
6681
6682     return false;
6683   }
6684
6685   // Check that both are parameter packs or neither are parameter packs.
6686   // However, if we are matching a template template argument to a
6687   // template template parameter, the template template parameter can have
6688   // a parameter pack where the template template argument does not.
6689   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
6690       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6691         Old->isTemplateParameterPack())) {
6692     if (Complain) {
6693       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
6694       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6695         S.Diag(TemplateArgLoc,
6696              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6697         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
6698       }
6699
6700       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
6701                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
6702                       : 2;
6703       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
6704         << ParamKind << New->isParameterPack();
6705       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
6706         << ParamKind << Old->isParameterPack();
6707     }
6708
6709     return false;
6710   }
6711
6712   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
6713   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
6714                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
6715     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
6716
6717     // If we are matching a template template argument to a template
6718     // template parameter and one of the non-type template parameter types
6719     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
6720     // to actually compare the arguments.
6721     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
6722         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
6723          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
6724       return true;
6725
6726     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
6727       if (Complain) {
6728         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
6729         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6730           S.Diag(TemplateArgLoc,
6731                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6732           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
6733         }
6734         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
6735           << NewNTTP->getType()
6736           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
6737         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
6738                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
6739           << OldNTTP->getType();
6740       }
6741
6742       return false;
6743     }
6744
6745     return true;
6746   }
6747
6748   // For template template parameters, check the template parameter types.
6749   // The template parameter lists of template template
6750   // parameters must agree.
6751   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
6752                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
6753     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
6754     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
6755                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
6756                                             Complain,
6757                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
6758                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
6759                                            : Kind),
6760                                             TemplateArgLoc);
6761   }
6762
6763   return true;
6764 }
6765
6766 /// \brief Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
6767 /// lists.
6768 static
6769 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
6770                                                 TemplateParameterList *New,
6771                                                 TemplateParameterList *Old,
6772                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
6773                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
6774   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
6775   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
6776     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
6777     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
6778   }
6779   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
6780     << (New->size() > Old->size())
6781     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6782     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
6783   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
6784     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
6785     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
6786 }
6787
6788 /// \brief Determine whether the given template parameter lists are
6789 /// equivalent.
6790 ///
6791 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
6792 /// source code as part of a new template declaration.
6793 ///
6794 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
6795 /// name lookup of the template declared with this template parameter
6796 /// list.
6797 ///
6798 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
6799 /// the template parameter lists are not equivalent.
6800 ///
6801 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
6802 ///
6803 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
6804 /// are actually checking the template parameter list of a template
6805 /// argument (New) against the template parameter list of its
6806 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
6807 /// slightly different diagnostics in this scenario.
6808 ///
6809 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
6810 /// otherwise.
6811 bool
6812 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
6813                                      TemplateParameterList *Old,
6814                                      bool Complain,
6815                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
6816                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
6817   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
6818     if (Complain)
6819       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6820                                                  TemplateArgLoc);
6821
6822     return false;
6823   }
6824
6825   // C++0x [temp.arg.template]p3:
6826   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
6827   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
6828   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
6829   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
6830   //   template-parameter-list of P. [...]
6831   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
6832   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
6833   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
6834                                     OldParmEnd = Old->end();
6835        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
6836     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
6837         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
6838       if (NewParm == NewParmEnd) {
6839         if (Complain)
6840           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6841                                                      TemplateArgLoc);
6842
6843         return false;
6844       }
6845
6846       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6847                                       Kind, TemplateArgLoc))
6848         return false;
6849
6850       ++NewParm;
6851       continue;
6852     }
6853
6854     // C++0x [temp.arg.template]p3:
6855     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
6856     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
6857     //   template parameters or template parameter packs in the
6858     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
6859     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
6860     //   parameters are template parameter packs).
6861     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
6862       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
6863                                       Kind, TemplateArgLoc))
6864         return false;
6865     }
6866   }
6867
6868   // Make sure we exhausted all of the arguments.
6869   if (NewParm != NewParmEnd) {
6870     if (Complain)
6871       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
6872                                                  TemplateArgLoc);
6873
6874     return false;
6875   }
6876
6877   return true;
6878 }
6879
6880 /// \brief Check whether a template can be declared within this scope.
6881 ///
6882 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
6883 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
6884 bool
6885 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
6886   if (!S)
6887     return false;
6888
6889   // Find the nearest enclosing declaration scope.
6890   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
6891          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
6892     S = S->getParent();
6893
6894   // C++ [temp]p4:
6895   //   A template [...] shall not have C linkage.
6896   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
6897   if (Ctx && Ctx->isExternCContext()) {
6898     Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
6899         << TemplateParams->getSourceRange();
6900     if (const LinkageSpecDecl *LSD = Ctx->getExternCContext())
6901       Diag(LSD->getExternLoc(), diag::note_extern_c_begins_here);
6902     return true;
6903   }
6904   Ctx = Ctx->getRedeclContext();
6905
6906   // C++ [temp]p2:
6907   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
6908   //   class scope declaration.
6909   if (Ctx) {
6910     if (Ctx->isFileContext())
6911       return false;
6912     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
6913       // C++ [temp.mem]p2:
6914       //   A local class shall not have member templates.
6915       if (RD->isLocalClass())
6916         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6917                     diag::err_template_inside_local_class)
6918           << TemplateParams->getSourceRange();
6919       else
6920         return false;
6921     }
6922   }
6923
6924   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6925               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
6926     << TemplateParams->getSourceRange();
6927 }
6928
6929 /// \brief Determine what kind of template specialization the given declaration
6930 /// is.
6931 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
6932   if (!D)
6933     return TSK_Undeclared;
6934
6935   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
6936     return Record->getTemplateSpecializationKind();
6937   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
6938     return Function->getTemplateSpecializationKind();
6939   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
6940     return Var->getTemplateSpecializationKind();
6941
6942   return TSK_Undeclared;
6943 }
6944
6945 /// \brief Check whether a specialization is well-formed in the current
6946 /// context.
6947 ///
6948 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
6949 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
6950 ///
6951 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
6952 /// performed.
6953 ///
6954 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
6955 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
6956 /// a member of a class template (member function, static data member,
6957 /// member class).
6958 ///
6959 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
6960 ///
6961 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
6962 /// this entity.
6963 ///
6964 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
6965 /// a class template.
6966 ///
6967 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
6968 /// otherwise.
6969 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
6970                                              NamedDecl *Specialized,
6971                                              NamedDecl *PrevDecl,
6972                                              SourceLocation Loc,
6973                                              bool IsPartialSpecialization) {
6974   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
6975   // various diagnostics emitted by this routine.
6976   int EntityKind = 0;
6977   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
6978     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
6979   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
6980     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
6981   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
6982     EntityKind = 4;
6983   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
6984     EntityKind = 5;
6985   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
6986     EntityKind = 6;
6987   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
6988     EntityKind = 7;
6989   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
6990     EntityKind = 8;
6991   else {
6992     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
6993       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
6994     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
6995     return true;
6996   }
6997
6998   // C++ [temp.expl.spec]p2:
6999   //   An explicit specialization shall be declared in the namespace
7000   //   of which the template is a member, or, for member templates, in
7001   //   the namespace of which the enclosing class or enclosing class
7002   //   template is a member. An explicit specialization of a member
7003   //   function, member class or static data member of a class
7004   //   template shall be declared in the namespace of which the class
7005   //   template is a member. Such a declaration may also be a
7006   //   definition. If the declaration is not a definition, the
7007   //   specialization may be defined later in the name- space in which
7008   //   the explicit specialization was declared, or in a namespace
7009   //   that encloses the one in which the explicit specialization was
7010   //   declared.
7011   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
7012     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
7013       << Specialized;
7014     return true;
7015   }
7016
7017   if (S.CurContext->isRecord() && !IsPartialSpecialization) {
7018     if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
7019       // Do not warn for class scope explicit specialization during
7020       // instantiation, warning was already emitted during pattern
7021       // semantic analysis.
7022       if (!S.inTemplateInstantiation())
7023         S.Diag(Loc, diag::ext_function_specialization_in_class)
7024           << Specialized;
7025     } else {
7026       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
7027         << Specialized;
7028       return true;
7029     }
7030   }
7031
7032   if (S.CurContext->isRecord() &&
7033       !S.CurContext->Equals(Specialized->getDeclContext())) {
7034     // Make sure that we're specializing in the right record context.
7035     // Otherwise, things can go horribly wrong.
7036     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
7037       << Specialized;
7038     return true;
7039   }
7040
7041   // C++ [temp.class.spec]p6:
7042   //   A class template partial specialization may be declared or redeclared
7043   //   in any namespace scope in which its definition may be defined (14.5.1
7044   //   and 14.5.2).
7045   DeclContext *SpecializedContext
7046     = Specialized->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
7047   DeclContext *DC = S.CurContext->getEnclosingNamespaceContext();
7048
7049   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in an enclosing
7050   // namespace.
7051   // Note that HandleDeclarator() performs this check for explicit
7052   // specializations of function templates, static data members, and member
7053   // functions, so we skip the check here for those kinds of entities.
7054   // FIXME: HandleDeclarator's diagnostics aren't quite as good, though.
7055   // Should we refactor that check, so that it occurs later?
7056   if (!DC->Encloses(SpecializedContext) &&
7057       !(isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized) ||
7058         isa<FunctionDecl>(Specialized) ||
7059         isa<VarTemplateDecl>(Specialized) ||
7060         isa<VarDecl>(Specialized))) {
7061     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
7062       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
7063         << EntityKind << Specialized;
7064     else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
7065       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
7066       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt)
7067         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
7068       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
7069                         << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
7070     } else
7071       llvm_unreachable("unexpected namespace context for specialization");
7072
7073     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7074   } else if ((!PrevDecl ||
7075               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) == TSK_Undeclared ||
7076               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) ==
7077                   TSK_ImplicitInstantiation)) {
7078     // C++ [temp.exp.spec]p2:
7079     //   An explicit specialization shall be declared in the namespace of which
7080     //   the template is a member, or, for member templates, in the namespace
7081     //   of which the enclosing class or enclosing class template is a member.
7082     //   An explicit specialization of a member function, member class or
7083     //   static data member of a class template shall be declared in the
7084     //   namespace of which the class template is a member.
7085     //
7086     // C++11 [temp.expl.spec]p2:
7087     //   An explicit specialization shall be declared in a namespace enclosing
7088     //   the specialized template.
7089     // C++11 [temp.explicit]p3:
7090     //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
7091     //   template.
7092     if (!DC->InEnclosingNamespaceSetOf(SpecializedContext)) {
7093       bool IsCPlusPlus11Extension = DC->Encloses(SpecializedContext);
7094       if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext)) {
7095         assert(!IsCPlusPlus11Extension &&
7096                "DC encloses TU but isn't in enclosing namespace set");
7097         S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_out_of_scope_global)
7098           << EntityKind << Specialized;
7099       } else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
7100         int Diag;
7101         if (!IsCPlusPlus11Extension)
7102           Diag = diag::err_template_spec_decl_out_of_scope;
7103         else if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
7104           Diag = diag::ext_template_spec_decl_out_of_scope;
7105         else
7106           Diag = diag::warn_cxx98_compat_template_spec_decl_out_of_scope;
7107         S.Diag(Loc, Diag)
7108           << EntityKind << Specialized << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
7109       }
7110
7111       S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7112     }
7113   }
7114
7115   return false;
7116 }
7117
7118 static SourceRange findTemplateParameterInType(unsigned Depth, Expr *E) {
7119   if (!E->isTypeDependent())
7120     return SourceLocation();
7121   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7122   Checker.TraverseStmt(E);
7123   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7124     return E->getSourceRange();
7125   return Checker.MatchLoc;
7126 }
7127
7128 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
7129   if (!TL.getType()->isDependentType())
7130     return SourceLocation();
7131   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7132   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
7133   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7134     return TL.getSourceRange();
7135   return Checker.MatchLoc;
7136 }
7137
7138 /// \brief Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
7139 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
7140 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7141     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
7142     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
7143   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
7144     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
7145       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7146               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
7147               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
7148         return true;
7149
7150       continue;
7151     }
7152
7153     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
7154       continue;
7155
7156     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
7157
7158     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
7159     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
7160       ArgExpr = Expansion->getPattern();
7161
7162     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
7163     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
7164       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
7165
7166     // C++ [temp.class.spec]p8:
7167     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
7168     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
7169     //   specialized.
7170     //
7171     // Below, we check the two conditions that only apply to
7172     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
7173     // arguments.
7174     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
7175       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
7176         continue;
7177
7178     // C++ [temp.class.spec]p9:
7179     //   Within the argument list of a class template partial
7180     //   specialization, the following restrictions apply:
7181     //     -- A partially specialized non-type argument expression
7182     //        shall not involve a template parameter of the partial
7183     //        specialization except when the argument expression is a
7184     //        simple identifier.
7185     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
7186     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
7187     //        parameter of the specialization.
7188     // DR1315 removes the first bullet, leaving an incoherent set of rules.
7189     // We implement a compromise between the original rules and DR1315:
7190     //     --  A specialized non-type template argument shall not be
7191     //         type-dependent and the corresponding template parameter
7192     //         shall have a non-dependent type.
7193     SourceRange ParamUseRange =
7194         findTemplateParameterInType(Param->getDepth(), ArgExpr);
7195     if (ParamUseRange.isValid()) {
7196       if (IsDefaultArgument) {
7197         S.Diag(TemplateNameLoc,
7198                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
7199         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7200                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
7201           << ParamUseRange;
7202       } else {
7203         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7204                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
7205           << ParamUseRange;
7206       }
7207       return true;
7208     }
7209
7210     ParamUseRange = findTemplateParameter(
7211         Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
7212     if (ParamUseRange.isValid()) {
7213       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
7214              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
7215         << Param->getType();
7216       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
7217         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange())
7218         << ParamUseRange;
7219       return true;
7220     }
7221   }
7222
7223   return false;
7224 }
7225
7226 /// \brief Check the non-type template arguments of a class template
7227 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
7228 ///
7229 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
7230 /// \param PrimaryTemplate the template parameters of the primary class
7231 ///        template.
7232 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
7233 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
7234 ///        partial specialization.
7235 ///
7236 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
7237 bool Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
7238     SourceLocation TemplateNameLoc, TemplateDecl *PrimaryTemplate,
7239     unsigned NumExplicit, ArrayRef<TemplateArgument> TemplateArgs) {
7240   // We have to be conservative when checking a template in a dependent
7241   // context.
7242   if (PrimaryTemplate->getDeclContext()->isDependentContext())
7243     return false;
7244
7245   TemplateParameterList *TemplateParams =
7246       PrimaryTemplate->getTemplateParameters();
7247   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7248     NonTypeTemplateParmDecl *Param
7249       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
7250     if (!Param)
7251       continue;
7252
7253     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(*this, TemplateNameLoc,
7254                                                       Param, &TemplateArgs[I],
7255                                                       1, I >= NumExplicit))
7256       return true;
7257   }
7258
7259   return false;
7260 }
7261
7262 DeclResult
7263 Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(Scope *S, unsigned TagSpec,
7264                                        TagUseKind TUK,
7265                                        SourceLocation KWLoc,
7266                                        SourceLocation ModulePrivateLoc,
7267                                        TemplateIdAnnotation &TemplateId,
7268                                        AttributeList *Attr,
7269                                        MultiTemplateParamsArg
7270                                            TemplateParameterLists,
7271                                        SkipBodyInfo *SkipBody) {
7272   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
7273
7274   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
7275
7276   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
7277   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
7278   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
7279     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
7280   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
7281   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
7282   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
7283
7284   // Find the class template we're specializing
7285   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
7286   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
7287     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
7288
7289   if (!ClassTemplate) {
7290     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
7291       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
7292           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
7293     return true;
7294   }
7295
7296   bool isMemberSpecialization = false;
7297   bool isPartialSpecialization = false;
7298
7299   // Check the validity of the template headers that introduce this
7300   // template.
7301   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
7302   // friend declarations.
7303   bool Invalid = false;
7304   TemplateParameterList *TemplateParams =
7305       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
7306           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
7307           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isMemberSpecialization,
7308           Invalid);
7309   if (Invalid)
7310     return true;
7311
7312   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
7313     isPartialSpecialization = true;
7314
7315     if (TUK == TUK_Friend) {
7316       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
7317         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7318       return true;
7319     }
7320
7321     // C++ [temp.class.spec]p10:
7322     //   The template parameter list of a specialization shall not
7323     //   contain default template argument values.
7324     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7325       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
7326       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
7327         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7328           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
7329                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
7330           TTP->removeDefaultArgument();
7331         }
7332       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
7333                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
7334         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
7335           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
7336                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7337             << DefArg->getSourceRange();
7338           NTTP->removeDefaultArgument();
7339         }
7340       } else {
7341         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
7342         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7343           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
7344                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7345             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
7346           TTP->removeDefaultArgument();
7347         }
7348       }
7349     }
7350   } else if (TemplateParams) {
7351     if (TUK == TUK_Friend)
7352       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
7353         << FixItHint::CreateRemoval(
7354                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7355                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
7356         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7357   } else {
7358     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
7359   }
7360
7361   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7362   // original template.
7363   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7364   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
7365   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7366                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
7367                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7368     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7369       << ClassTemplate
7370       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7371                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7372     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7373          diag::note_previous_use);
7374     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7375   }
7376
7377   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7378   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7379       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
7380
7381   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
7382   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7383     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
7384                                         UPPC_PartialSpecialization))
7385       return true;
7386
7387   // Check that the template argument list is well-formed for this
7388   // template.
7389   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7390   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7391                                 TemplateArgs, false, Converted))
7392     return true;
7393
7394   // Find the class template (partial) specialization declaration that
7395   // corresponds to these arguments.
7396   if (isPartialSpecialization) {
7397     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, ClassTemplate,
7398                                                TemplateArgs.size(), Converted))
7399       return true;
7400
7401     // FIXME: Move this to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
7402     // also do it during instantiation.
7403     bool InstantiationDependent;
7404     if (!Name.isDependent() &&
7405         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
7406             TemplateArgs.arguments(), InstantiationDependent)) {
7407       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
7408         << ClassTemplate->getDeclName();
7409       isPartialSpecialization = false;
7410     }
7411   }
7412
7413   void *InsertPos = nullptr;
7414   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
7415
7416   if (isPartialSpecialization)
7417     // FIXME: Template parameter list matters, too
7418     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
7419   else
7420     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7421
7422   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7423
7424   // Check whether we can declare a class template specialization in
7425   // the current scope.
7426   if (TUK != TUK_Friend &&
7427       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
7428                                        TemplateNameLoc,
7429                                        isPartialSpecialization))
7430     return true;
7431
7432   // The canonical type
7433   QualType CanonType;
7434   if (isPartialSpecialization) {
7435     // Build the canonical type that describes the converted template
7436     // arguments of the class template partial specialization.
7437     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7438     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
7439                                                       Converted);
7440
7441     if (Context.hasSameType(CanonType,
7442                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
7443       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
7444       //
7445       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
7446       //      to the implicit argument list of the primary template.
7447       //
7448       // This rule has since been removed, because it's redundant given DR1495,
7449       // but we keep it because it produces better diagnostics and recovery.
7450       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
7451         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
7452         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
7453       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
7454                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
7455                                 TemplateNameLoc,
7456                                 Attr,
7457                                 TemplateParams,
7458                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7459                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
7460                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
7461                                 TemplateParameterLists.data());
7462     }
7463
7464     // Create a new class template partial specialization declaration node.
7465     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
7466       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
7467     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
7468       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7469                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7470                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
7471                                                        TemplateParams,
7472                                                        ClassTemplate,
7473                                                        Converted,
7474                                                        TemplateArgs,
7475                                                        CanonType,
7476                                                        PrevPartial);
7477     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
7478     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
7479       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
7480           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
7481     }
7482
7483     if (!PrevPartial)
7484       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
7485     Specialization = Partial;
7486
7487     // If we are providing an explicit specialization of a member class
7488     // template specialization, make a note of that.
7489     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
7490       PrevPartial->setMemberSpecialization();
7491
7492     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
7493   } else {
7494     // Create a new class template specialization declaration node for
7495     // this explicit specialization or friend declaration.
7496     Specialization
7497       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7498                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7499                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7500                                                 ClassTemplate,
7501                                                 Converted,
7502                                                 PrevDecl);
7503     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7504     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
7505       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
7506                                                     TemplateParameterLists);
7507     }
7508
7509     if (!PrevDecl)
7510       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7511
7512     if (CurContext->isDependentContext()) {
7513       // -fms-extensions permits specialization of nested classes without
7514       // fully specializing the outer class(es).
7515       assert(getLangOpts().MicrosoftExt &&
7516              "Only possible with -fms-extensions!");
7517       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7518       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
7519           CanonTemplate, Converted);
7520     } else {
7521       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
7522     }
7523   }
7524
7525   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7526   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7527   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7528   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7529   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7530   //   use occurs; no diagnostic is required.
7531   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
7532     bool Okay = false;
7533     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7534       // Is there any previous explicit specialization declaration?
7535       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7536         Okay = true;
7537         break;
7538       }
7539     }
7540
7541     if (!Okay) {
7542       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7543       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7544         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
7545
7546       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7547            diag::note_instantiation_required_here)
7548         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
7549                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
7550       return true;
7551     }
7552   }
7553
7554   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
7555   if (TUK != TUK_Friend)
7556     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7557
7558   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
7559   if (TUK == TUK_Definition) {
7560     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
7561     NamedDecl *Hidden = nullptr;
7562     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
7563       SkipBody->ShouldSkip = true;
7564       makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
7565       // From here on out, treat this as just a redeclaration.
7566       TUK = TUK_Declaration;
7567     } else if (Def) {
7568       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7569       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition) << Specialization << Range;
7570       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
7571       Specialization->setInvalidDecl();
7572       return true;
7573     }
7574   }
7575
7576   if (Attr)
7577     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7578
7579   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
7580   // the ASTContext lays out the structure.
7581   if (TUK == TUK_Definition) {
7582     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
7583     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
7584   }
7585
7586   if (ModulePrivateLoc.isValid())
7587     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
7588       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
7589       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
7590
7591   // Build the fully-sugared type for this class template
7592   // specialization as the user wrote in the specialization
7593   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
7594   // from the specialization's declaration the way that the user
7595   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
7596   // name based on the "canonical" representation used to store the
7597   // template arguments in the specialization.
7598   TypeSourceInfo *WrittenTy
7599     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7600                                                 TemplateArgs, CanonType);
7601   if (TUK != TUK_Friend) {
7602     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7603     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7604   }
7605
7606   // C++ [temp.expl.spec]p9:
7607   //   A template explicit specialization is in the scope of the
7608   //   namespace in which the template was defined.
7609   //
7610   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
7611   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
7612   // but we also maintain the lexical context where the actual
7613   // definition occurs.
7614   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7615
7616   // We may be starting the definition of this specialization.
7617   if (TUK == TUK_Definition)
7618     Specialization->startDefinition();
7619
7620   if (TUK == TUK_Friend) {
7621     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
7622                                             TemplateNameLoc,
7623                                             WrittenTy,
7624                                             /*FIXME:*/KWLoc);
7625     Friend->setAccess(AS_public);
7626     CurContext->addDecl(Friend);
7627   } else {
7628     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
7629     // be seen when iterating through the list of declarations in that
7630     // context. However, specializations are not found by name lookup.
7631     CurContext->addDecl(Specialization);
7632   }
7633   return Specialization;
7634 }
7635
7636 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
7637                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
7638                                     Declarator &D) {
7639   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
7640   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
7641   return NewDecl;
7642 }
7643
7644 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
7645 /// that has just been explicitly specialized.
7646 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
7647   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
7648   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
7649
7650   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7651     FD->setInlineSpecified(false);
7652 }
7653
7654 /// \brief Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
7655 //  declaration or definition.
7656 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
7657     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
7658   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7659   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7660   // until a valid name loc is found.
7661   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
7662   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
7663        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7664     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
7665   }
7666   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
7667          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7668   return PrevDiagLoc;
7669 }
7670
7671 /// \brief Diagnose cases where we have an explicit template specialization
7672 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
7673 /// for those cases where they are required and determining whether the
7674 /// new specialization/instantiation will have any effect.
7675 ///
7676 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
7677 /// instantiation.
7678 ///
7679 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
7680 ///
7681 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
7682 ///
7683 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
7684 ///
7685 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
7686 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
7687 ///
7688 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
7689 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
7690 ///
7691 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
7692 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
7693 bool
7694 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
7695                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
7696                                              NamedDecl *PrevDecl,
7697                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
7698                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
7699                                              bool &HasNoEffect) {
7700   HasNoEffect = false;
7701
7702   switch (NewTSK) {
7703   case TSK_Undeclared:
7704   case TSK_ImplicitInstantiation:
7705     assert(
7706         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
7707         "previous declaration must be implicit!");
7708     return false;
7709
7710   case TSK_ExplicitSpecialization:
7711     switch (PrevTSK) {
7712     case TSK_Undeclared:
7713     case TSK_ExplicitSpecialization:
7714       // Okay, we're just specializing something that is either already
7715       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
7716       // instantiation.
7717       return false;
7718
7719     case TSK_ImplicitInstantiation:
7720       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
7721         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
7722         // still okay to specialize it.
7723         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
7724         return false;
7725       }
7726       // Fall through
7727       LLVM_FALLTHROUGH;
7728
7729     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7730     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7731       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7732               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
7733              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
7734
7735       // C++ [temp.expl.spec]p6:
7736       //   If a template, a member template or the member of a class template
7737       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
7738       //   before the first use of that specialization that would cause an
7739       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
7740       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
7741       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7742         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7743         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
7744           return false;
7745       }
7746
7747       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7748         << PrevDecl;
7749       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
7750         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
7751
7752       return true;
7753     }
7754     llvm_unreachable("The switch over PrevTSK must be exhaustive.");
7755
7756   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7757     switch (PrevTSK) {
7758     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7759       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
7760       HasNoEffect = true;
7761       return false;
7762
7763     case TSK_Undeclared:
7764     case TSK_ImplicitInstantiation:
7765       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7766       // implicitly instantiated; that's fine.
7767       return false;
7768
7769     case TSK_ExplicitSpecialization:
7770       // C++0x [temp.explicit]p4:
7771       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7772       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7773       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7774       //   effect.
7775       HasNoEffect = true;
7776       return false;
7777
7778     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7779       // C++0x [temp.explicit]p10:
7780       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
7781       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
7782       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
7783       Diag(NewLoc,
7784            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
7785
7786       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
7787       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
7788       // until a valid name loc is found.
7789       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7790            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
7791       HasNoEffect = true;
7792       return false;
7793     }
7794
7795   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7796     switch (PrevTSK) {
7797     case TSK_Undeclared:
7798     case TSK_ImplicitInstantiation:
7799       // We're explicitly instantiating something that may have already been
7800       // implicitly instantiated; that's fine.
7801       return false;
7802
7803     case TSK_ExplicitSpecialization:
7804       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
7805       //   For a given set of template parameters, if an explicit
7806       //   instantiation of a template appears after a declaration of
7807       //   an explicit specialization for that template, the explicit
7808       //   instantiation has no effect.
7809       Diag(NewLoc, diag::warn_explicit_instantiation_after_specialization)
7810         << PrevDecl;
7811       Diag(PrevDecl->getLocation(),
7812            diag::note_previous_template_specialization);
7813       HasNoEffect = true;
7814       return false;
7815
7816     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
7817       // We're explicity instantiating a definition for something for which we
7818       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
7819
7820       // C++0x [temp.explicit]p4:
7821       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
7822       //   of a template appears after a declaration of an explicit
7823       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
7824       //   effect.
7825       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7826         // Is there any previous explicit specialization declaration?
7827         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7828           HasNoEffect = true;
7829           break;
7830         }
7831       }
7832
7833       return false;
7834
7835     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
7836       // C++0x [temp.spec]p5:
7837       //   For a given template and a given set of template-arguments,
7838       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
7839       //       in a program,
7840
7841       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
7842       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
7843                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
7844                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
7845           << PrevDecl;
7846       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
7847            diag::note_previous_explicit_instantiation);
7848       HasNoEffect = true;
7849       return false;
7850     }
7851   }
7852
7853   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
7854 }
7855
7856 /// \brief Perform semantic analysis for the given dependent function
7857 /// template specialization.
7858 ///
7859 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
7860 /// is with a friend declaration, like so:
7861 ///
7862 /// \code
7863 ///   template \<class T> void foo(T);
7864 ///   template \<class T> class A {
7865 ///     friend void foo<>(T);
7866 ///   };
7867 /// \endcode
7868 ///
7869 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
7870 /// just store the information.
7871 bool
7872 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
7873                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
7874                                                    LookupResult &Previous) {
7875   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
7876   // the correct context.
7877   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
7878   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
7879   while (F.hasNext()) {
7880     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
7881     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D) ||
7882         !FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
7883                               D->getDeclContext()->getRedeclContext()))
7884       F.erase();
7885   }
7886   F.done();
7887
7888   // Should this be diagnosed here?
7889   if (Previous.empty()) return true;
7890
7891   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
7892                                          ExplicitTemplateArgs);
7893   return false;
7894 }
7895
7896 /// \brief Perform semantic analysis for the given function template
7897 /// specialization.
7898 ///
7899 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
7900 /// explicit function template specialization. On successful completion,
7901 /// the function declaration \p FD will become a function template
7902 /// specialization.
7903 ///
7904 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
7905 /// function template specialization.
7906 ///
7907 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
7908 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
7909 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
7910 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
7911 ///
7912 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
7913 /// this function specialization.
7914 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
7915     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
7916     LookupResult &Previous) {
7917   // The set of function template specializations that could match this
7918   // explicit function template specialization.
7919   UnresolvedSet<8> Candidates;
7920   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
7921                                             /*ForTakingAddress=*/false);
7922
7923   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
7924       ConvertedTemplateArgs;
7925
7926   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
7927   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
7928          I != E; ++I) {
7929     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
7930     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
7931       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
7932       // FD.
7933       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
7934                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
7935         continue;
7936
7937       // When matching a constexpr member function template specialization
7938       // against the primary template, we don't yet know whether the
7939       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
7940       // it will be a static member function until we know which template it
7941       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
7942       QualType FT = FD->getType();
7943       if (FD->isConstexpr()) {
7944         CXXMethodDecl *OldMD =
7945           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
7946         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
7947           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
7948           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
7949           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
7950           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
7951                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
7952         }
7953       }
7954
7955       TemplateArgumentListInfo Args;
7956       if (ExplicitTemplateArgs)
7957         Args = *ExplicitTemplateArgs;
7958
7959       // C++ [temp.expl.spec]p11:
7960       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
7961       //   template-id naming an explicit function template specialization
7962       //   provided it can be deduced from the function argument type.
7963       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
7964       // specializing this template.
7965       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
7966       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
7967       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
7968       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
7969               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
7970               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization,
7971               Info)) {
7972         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
7973         // that we can provide nifty diagnostics.
7974         FailedCandidates.addCandidate().set(
7975             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7976             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
7977         (void)TDK;
7978         continue;
7979       }
7980
7981       // Target attributes are part of the cuda function signature, so
7982       // the deduced template's cuda target must match that of the
7983       // specialization.  Given that C++ template deduction does not
7984       // take target attributes into account, we reject candidates
7985       // here that have a different target.
7986       if (LangOpts.CUDA &&
7987           IdentifyCUDATarget(Specialization,
7988                              /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
7989               IdentifyCUDATarget(FD, /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true)) {
7990         FailedCandidates.addCandidate().set(
7991             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7992             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
7993         continue;
7994       }
7995
7996       // Record this candidate.
7997       if (ExplicitTemplateArgs)
7998         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
7999       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
8000     }
8001   }
8002
8003   // Find the most specialized function template.
8004   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
8005       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
8006       FD->getLocation(),
8007       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
8008       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
8009           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
8010       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
8011
8012   if (Result == Candidates.end())
8013     return true;
8014
8015   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
8016   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
8017
8018   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare [...]
8019   // an explicit specialization (14.8.3) [...] of a concept definition.
8020   if (Specialization->getPrimaryTemplate()->isConcept()) {
8021     Diag(FD->getLocation(), diag::err_concept_specialized)
8022         << 0 /*function*/ << 1 /*explicitly specialized*/;
8023     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
8024     return true;
8025   }
8026
8027   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
8028     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
8029   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
8030
8031   // Note: do not overwrite location info if previous template
8032   // specialization kind was explicit.
8033   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
8034   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
8035     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
8036     Specialization->setLexicalDeclContext(FD->getLexicalDeclContext());
8037     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
8038     // function can differ from the template declaration with respect to
8039     // the constexpr specifier.
8040     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8041     // FIXME: What if there are multiple such prior declarations (for instance,
8042     // from different modules)?
8043     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
8044   }
8045
8046   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
8047   // If so, we have run afoul of .
8048
8049   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
8050   // an explicit specialization.
8051   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
8052
8053   // Check the scope of this explicit specialization.
8054   if (!isFriend &&
8055       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8056                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
8057                                        Specialization, FD->getLocation(),
8058                                        false))
8059     return true;
8060
8061   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8062   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8063   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8064   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8065   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8066   //   use occurs; no diagnostic is required.
8067   bool HasNoEffect = false;
8068   if (!isFriend &&
8069       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
8070                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8071                                              Specialization,
8072                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8073                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
8074                                              HasNoEffect))
8075     return true;
8076
8077   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
8078   // clients know that this is an explicit specialization.
8079   if (!isFriend) {
8080     // Since explicit specializations do not inherit '=delete' from their
8081     // primary function template - check if the 'specialization' that was
8082     // implicitly generated (during template argument deduction for partial
8083     // ordering) from the most specialized of all the function templates that
8084     // 'FD' could have been specializing, has a 'deleted' definition.  If so,
8085     // first check that it was implicitly generated during template argument
8086     // deduction by making sure it wasn't referenced, and then reset the deleted
8087     // flag to not-deleted, so that we can inherit that information from 'FD'.
8088     if (Specialization->isDeleted() && !SpecInfo->isExplicitSpecialization() &&
8089         !Specialization->getCanonicalDecl()->isReferenced()) {
8090       // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8091       assert(
8092           Specialization->getCanonicalDecl() == Specialization &&
8093           "This must be the only existing declaration of this specialization");
8094       // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8095       Specialization->setDeletedAsWritten(false);
8096     }
8097     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8098     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8099     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
8100   }
8101
8102   // Turn the given function declaration into a function template
8103   // specialization, with the template arguments from the previous
8104   // specialization.
8105   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
8106   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
8107     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
8108   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
8109       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
8110       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8111       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
8112
8113   // A function template specialization inherits the target attributes
8114   // of its template.  (We require the attributes explicitly in the
8115   // code to match, but a template may have implicit attributes by
8116   // virtue e.g. of being constexpr, and it passes these implicit
8117   // attributes on to its specializations.)
8118   if (LangOpts.CUDA)
8119     inheritCUDATargetAttrs(FD, *Specialization->getPrimaryTemplate());
8120
8121   // The "previous declaration" for this function template specialization is
8122   // the prior function template specialization.
8123   Previous.clear();
8124   Previous.addDecl(Specialization);
8125   return false;
8126 }
8127
8128 /// \brief Perform semantic analysis for the given non-template member
8129 /// specialization.
8130 ///
8131 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8132 /// explicit member function specialization. On successful completion,
8133 /// the function declaration \p FD will become a member function
8134 /// specialization.
8135 ///
8136 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
8137 /// specialization.
8138 ///
8139 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
8140 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
8141 /// redeclared member.
8142 bool
8143 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
8144   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
8145
8146   // Try to find the member we are instantiating.
8147   NamedDecl *FoundInstantiation = nullptr;
8148   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
8149   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
8150   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
8151
8152   if (Previous.empty()) {
8153     // Nowhere to look anyway.
8154   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8155     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8156            I != E; ++I) {
8157       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
8158       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
8159         QualType Adjusted = Function->getType();
8160         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
8161           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
8162         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
8163           FoundInstantiation = *I;
8164           Instantiation = Method;
8165           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
8166           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
8167           break;
8168         }
8169       }
8170     }
8171   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
8172     VarDecl *PrevVar;
8173     if (Previous.isSingleResult() &&
8174         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
8175       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
8176         FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8177         Instantiation = PrevVar;
8178         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
8179         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
8180       }
8181   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
8182     CXXRecordDecl *PrevRecord;
8183     if (Previous.isSingleResult() &&
8184         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8185       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8186       Instantiation = PrevRecord;
8187       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
8188       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
8189     }
8190   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
8191     EnumDecl *PrevEnum;
8192     if (Previous.isSingleResult() &&
8193         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8194       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8195       Instantiation = PrevEnum;
8196       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
8197       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
8198     }
8199   }
8200
8201   if (!Instantiation) {
8202     // There is no previous declaration that matches. Since member
8203     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
8204     // this mismatch later.
8205     return false;
8206   }
8207
8208   // A member specialization in a friend declaration isn't really declaring
8209   // an explicit specialization, just identifying a specific (possibly implicit)
8210   // specialization. Don't change the template specialization kind.
8211   //
8212   // FIXME: Is this really valid? Other compilers reject.
8213   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
8214     // Preserve instantiation information.
8215     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
8216       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
8217                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
8218         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8219     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
8220       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
8221                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
8222         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8223     }
8224
8225     Previous.clear();
8226     Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8227     return false;
8228   }
8229
8230   // Make sure that this is a specialization of a member.
8231   if (!InstantiatedFrom) {
8232     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
8233       << Member;
8234     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
8235     return true;
8236   }
8237
8238   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8239   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8240   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8241   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8242   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8243   //   use occurs; no diagnostic is required.
8244   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
8245
8246   bool HasNoEffect = false;
8247   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
8248                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8249                                              Instantiation,
8250                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8251                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8252                                              HasNoEffect))
8253     return true;
8254
8255   // Check the scope of this explicit specialization.
8256   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8257                                        InstantiatedFrom,
8258                                        Instantiation, Member->getLocation(),
8259                                        false))
8260     return true;
8261
8262   // Note that this member specialization is an "instantiation of" the
8263   // corresponding member of the original template.
8264   if (auto *MemberFunction = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8265     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
8266     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
8267           TSK_ImplicitInstantiation) {
8268       // Explicit specializations of member functions of class templates do not
8269       // inherit '=delete' from the member function they are specializing.
8270       if (InstantiationFunction->isDeleted()) {
8271         // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8272         assert(InstantiationFunction->getCanonicalDecl() ==
8273                InstantiationFunction);
8274         // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8275         InstantiationFunction->setDeletedAsWritten(false);
8276       }
8277     }
8278
8279     MemberFunction->setInstantiationOfMemberFunction(
8280         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8281   } else if (auto *MemberVar = dyn_cast<VarDecl>(Member)) {
8282     MemberVar->setInstantiationOfStaticDataMember(
8283         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8284   } else if (auto *MemberClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Member)) {
8285     MemberClass->setInstantiationOfMemberClass(
8286         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8287   } else if (auto *MemberEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Member)) {
8288     MemberEnum->setInstantiationOfMemberEnum(
8289         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8290   } else {
8291     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8292   }
8293
8294   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
8295   // this specialization matches.
8296   Previous.clear();
8297   Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8298   return false;
8299 }
8300
8301 /// Complete the explicit specialization of a member of a class template by
8302 /// updating the instantiated member to be marked as an explicit specialization.
8303 ///
8304 /// \param OrigD The member declaration instantiated from the template.
8305 /// \param Loc The location of the explicit specialization of the member.
8306 template<typename DeclT>
8307 static void completeMemberSpecializationImpl(Sema &S, DeclT *OrigD,
8308                                              SourceLocation Loc) {
8309   if (OrigD->getTemplateSpecializationKind() != TSK_ImplicitInstantiation)
8310     return;
8311
8312   // FIXME: Inform AST mutation listeners of this AST mutation.
8313   // FIXME: If there are multiple in-class declarations of the member (from
8314   // multiple modules, or a declaration and later definition of a member type),
8315   // should we update all of them?
8316   OrigD->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8317   OrigD->setLocation(Loc);
8318 }
8319
8320 void Sema::CompleteMemberSpecialization(NamedDecl *Member,
8321                                         LookupResult &Previous) {
8322   NamedDecl *Instantiation = cast<NamedDecl>(Member->getCanonicalDecl());
8323   if (Instantiation == Member)
8324     return;
8325
8326   if (auto *Function = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Instantiation))
8327     completeMemberSpecializationImpl(*this, Function, Member->getLocation());
8328   else if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Instantiation))
8329     completeMemberSpecializationImpl(*this, Var, Member->getLocation());
8330   else if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Instantiation))
8331     completeMemberSpecializationImpl(*this, Record, Member->getLocation());
8332   else if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Instantiation))
8333     completeMemberSpecializationImpl(*this, Enum, Member->getLocation());
8334   else
8335     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8336 }
8337
8338 /// \brief Check the scope of an explicit instantiation.
8339 ///
8340 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
8341 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
8342                                             SourceLocation InstLoc,
8343                                             bool WasQualifiedName) {
8344   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
8345   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
8346
8347   if (CurContext->isRecord()) {
8348     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
8349       << D;
8350     return true;
8351   }
8352
8353   // C++11 [temp.explicit]p3:
8354   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
8355   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
8356   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
8357   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
8358   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
8359   //
8360   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
8361   if (WasQualifiedName) {
8362     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
8363       return false;
8364   } else {
8365     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
8366       return false;
8367   }
8368
8369   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
8370     if (WasQualifiedName)
8371       S.Diag(InstLoc,
8372              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8373                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
8374                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
8375         << D << NS;
8376     else
8377       S.Diag(InstLoc,
8378              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8379                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
8380                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
8381         << D << NS;
8382   } else
8383     S.Diag(InstLoc,
8384            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8385              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
8386              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
8387       << D;
8388   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8389   return false;
8390 }
8391
8392 /// \brief Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
8393 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
8394   if (!SS.isSet())
8395     return false;
8396
8397   // C++11 [temp.explicit]p3:
8398   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8399   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8400   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8401   //   name shall be a simple-template-id.
8402   //
8403   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8404   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
8405        NNS = NNS->getPrefix())
8406     if (const Type *T = NNS->getAsType())
8407       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
8408         return true;
8409
8410   return false;
8411 }
8412
8413 /// Make a dllexport or dllimport attr on a class template specialization take
8414 /// effect.
8415 static void dllExportImportClassTemplateSpecialization(
8416     Sema &S, ClassTemplateSpecializationDecl *Def) {
8417   auto *A = cast_or_null<InheritableAttr>(getDLLAttr(Def));
8418   assert(A && "dllExportImportClassTemplateSpecialization called "
8419               "on Def without dllexport or dllimport");
8420
8421   // We reject explicit instantiations in class scope, so there should
8422   // never be any delayed exported classes to worry about.
8423   assert(S.DelayedDllExportClasses.empty() &&
8424          "delayed exports present at explicit instantiation");
8425   S.checkClassLevelDLLAttribute(Def);
8426
8427   // Propagate attribute to base class templates.
8428   for (auto &B : Def->bases()) {
8429     if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8430             B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
8431       S.propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getLocStart());
8432   }
8433
8434   S.referenceDLLExportedClassMethods();
8435 }
8436
8437 // Explicit instantiation of a class template specialization
8438 DeclResult
8439 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8440                                  SourceLocation ExternLoc,
8441                                  SourceLocation TemplateLoc,
8442                                  unsigned TagSpec,
8443                                  SourceLocation KWLoc,
8444                                  const CXXScopeSpec &SS,
8445                                  TemplateTy TemplateD,
8446                                  SourceLocation TemplateNameLoc,
8447                                  SourceLocation LAngleLoc,
8448                                  ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8449                                  SourceLocation RAngleLoc,
8450                                  AttributeList *Attr) {
8451   // Find the class template we're specializing
8452   TemplateName Name = TemplateD.get();
8453   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
8454   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
8455   // original template.
8456   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
8457   assert(Kind != TTK_Enum &&
8458          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
8459
8460   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(TD);
8461
8462   if (!ClassTemplate) {
8463     NonTagKind NTK = getNonTagTypeDeclKind(TD, Kind);
8464     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << TD << NTK << Kind;
8465     Diag(TD->getLocation(), diag::note_previous_use);
8466     return true;
8467   }
8468
8469   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
8470                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
8471                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
8472     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
8473       << ClassTemplate
8474       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
8475                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
8476     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
8477          diag::note_previous_use);
8478     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
8479   }
8480
8481   // C++0x [temp.explicit]p2:
8482   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8483   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8484   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8485   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
8486                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8487                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8488
8489   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
8490     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
8491     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8492       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8493         Diag(ExternLoc,
8494              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8495         Diag(A->getLoc(), diag::note_attribute);
8496         break;
8497       }
8498     }
8499
8500     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
8501       Diag(ExternLoc,
8502            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8503       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
8504     }
8505   }
8506
8507   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
8508   // instantiation declarations for most purposes.
8509   bool DLLImportExplicitInstantiationDef = false;
8510   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
8511       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
8512     // Check for dllimport class template instantiation definitions.
8513     bool DLLImport =
8514         ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLImportAttr>();
8515     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
8516       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLImport)
8517         DLLImport = true;
8518       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
8519         // dllexport trumps dllimport here.
8520         DLLImport = false;
8521         break;
8522       }
8523     }
8524     if (DLLImport) {
8525       TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8526       DLLImportExplicitInstantiationDef = true;
8527     }
8528   }
8529
8530   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8531   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8532   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8533
8534   // Check that the template argument list is well-formed for this
8535   // template.
8536   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
8537   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8538                                 TemplateArgs, false, Converted))
8539     return true;
8540
8541   // Find the class template specialization declaration that
8542   // corresponds to these arguments.
8543   void *InsertPos = nullptr;
8544   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
8545     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
8546
8547   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
8548     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
8549
8550   // C++0x [temp.explicit]p2:
8551   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8552   //   namespace of its template. [...]
8553   //
8554   // This is C++ DR 275.
8555   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
8556                                       SS.isSet()))
8557     return true;
8558
8559   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
8560
8561   bool HasNoEffect = false;
8562   if (PrevDecl) {
8563     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
8564                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
8565                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
8566                                                HasNoEffect))
8567       return PrevDecl;
8568
8569     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
8570     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
8571
8572     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
8573         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
8574       // Since the only prior class template specialization with these
8575       // arguments was referenced but not declared, reuse that
8576       // declaration node as our own, updating the source location
8577       // for the template name to reflect our new declaration.
8578       // (Other source locations will be updated later.)
8579       Specialization = PrevDecl;
8580       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
8581       PrevDecl = nullptr;
8582     }
8583
8584     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8585         DLLImportExplicitInstantiationDef) {
8586       // The new specialization might add a dllimport attribute.
8587       HasNoEffect = false;
8588     }
8589   }
8590
8591   if (!Specialization) {
8592     // Create a new class template specialization declaration node for
8593     // this explicit specialization.
8594     Specialization
8595       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
8596                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
8597                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
8598                                                 ClassTemplate,
8599                                                 Converted,
8600                                                 PrevDecl);
8601     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
8602
8603     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
8604       // Insert the new specialization.
8605       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
8606     }
8607   }
8608
8609   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
8610   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
8611   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
8612   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
8613   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
8614   // on the "canonical" representation used to store the template
8615   // arguments in the specialization.
8616   TypeSourceInfo *WrittenTy
8617     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
8618                                                 TemplateArgs,
8619                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
8620   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
8621
8622   // Set source locations for keywords.
8623   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
8624   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
8625   Specialization->setBraceRange(SourceRange());
8626
8627   bool PreviouslyDLLExported = Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8628   if (Attr)
8629     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
8630
8631   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
8632   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
8633   // just put it into the declaration context directly.
8634   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
8635   CurContext->addDecl(Specialization);
8636
8637   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
8638   if (HasNoEffect) {
8639     // Set the template specialization kind.
8640     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8641     return Specialization;
8642   }
8643
8644   // C++ [temp.explicit]p3:
8645   //   A definition of a class template or class member template
8646   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
8647   //   the class template or class member template.
8648   //
8649   // This check comes when we actually try to perform the
8650   // instantiation.
8651   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
8652     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8653                                               Specialization->getDefinition());
8654   if (!Def)
8655     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
8656   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
8657     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
8658     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
8659   }
8660
8661   // Instantiate the members of this class template specialization.
8662   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8663                                        Specialization->getDefinition());
8664   if (Def) {
8665     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
8666     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
8667     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8668     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8669         (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition ||
8670          DLLImportExplicitInstantiationDef)) {
8671       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
8672       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8673
8674       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
8675           (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8676            Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8677         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8678         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
8679         // MinGW doesn't allow this.
8680         auto *A = cast<InheritableAttr>(
8681             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
8682         A->setInherited(true);
8683         Def->addAttr(A);
8684         dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8685       }
8686     }
8687
8688     // Fix a TSK_ImplicitInstantiation followed by a
8689     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8690     bool NewlyDLLExported =
8691         !PreviouslyDLLExported && Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
8692     if (Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation && NewlyDLLExported &&
8693         (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
8694          Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
8695       // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
8696       // attribute to a template with a previous implicit instantiation.
8697       // MinGW doesn't allow this. We limit clang to only adding dllexport, to
8698       // avoid potentially strange codegen behavior.  For example, if we extend
8699       // this conditional to dllimport, and we have a source file calling a
8700       // method on an implicitly instantiated template class instance and then
8701       // declaring a dllimport explicit instantiation definition for the same
8702       // template class, the codegen for the method call will not respect the
8703       // dllimport, while it will with cl. The Def will already have the DLL
8704       // attribute, since the Def and Specialization will be the same in the
8705       // case of Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation, and we already added the
8706       // attribute to the Specialization; we just need to make it take effect.
8707       assert(Def == Specialization &&
8708              "Def and Specialization should match for implicit instantiation");
8709       dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
8710     }
8711
8712     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
8713     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
8714     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8715     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
8716   } else {
8717
8718     // Set the template specialization kind.
8719     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
8720   }
8721
8722   return Specialization;
8723 }
8724
8725 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
8726 DeclResult
8727 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8728                                  SourceLocation ExternLoc,
8729                                  SourceLocation TemplateLoc,
8730                                  unsigned TagSpec,
8731                                  SourceLocation KWLoc,
8732                                  CXXScopeSpec &SS,
8733                                  IdentifierInfo *Name,
8734                                  SourceLocation NameLoc,
8735                                  AttributeList *Attr) {
8736
8737   bool Owned = false;
8738   bool IsDependent = false;
8739   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
8740                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
8741                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
8742                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
8743                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
8744                         /*IsTypeSpecifier*/false,
8745                         /*IsTemplateParamOrArg*/false);
8746   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
8747
8748   if (!TagD)
8749     return true;
8750
8751   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
8752   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
8753
8754   if (Tag->isInvalidDecl())
8755     return true;
8756
8757   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
8758   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
8759   if (!Pattern) {
8760     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
8761       << Context.getTypeDeclType(Record);
8762     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
8763     return true;
8764   }
8765
8766   // C++0x [temp.explicit]p2:
8767   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
8768   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
8769   //   simple-template-id.
8770   //
8771   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8772   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
8773     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8774       << Record << SS.getRange();
8775
8776   // C++0x [temp.explicit]p2:
8777   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8778   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8779   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8780   TemplateSpecializationKind TSK
8781     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8782                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8783
8784   // C++0x [temp.explicit]p2:
8785   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
8786   //   namespace of its template. [...]
8787   //
8788   // This is C++ DR 275.
8789   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
8790
8791   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
8792   CXXRecordDecl *PrevDecl
8793     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
8794   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
8795     PrevDecl = Record;
8796   if (PrevDecl) {
8797     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
8798     bool HasNoEffect = false;
8799     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
8800     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
8801                                                PrevDecl,
8802                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8803                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8804                                                HasNoEffect))
8805       return true;
8806     if (HasNoEffect)
8807       return TagD;
8808   }
8809
8810   CXXRecordDecl *RecordDef
8811     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8812   if (!RecordDef) {
8813     // C++ [temp.explicit]p3:
8814     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
8815     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
8816     CXXRecordDecl *Def
8817       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
8818     if (!Def) {
8819       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
8820         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
8821       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
8822         << Pattern;
8823       return true;
8824     } else {
8825       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
8826                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
8827                            TSK))
8828         return true;
8829
8830       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
8831       if (!RecordDef)
8832         return true;
8833     }
8834   }
8835
8836   // Instantiate all of the members of the class.
8837   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
8838                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
8839
8840   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
8841     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
8842
8843   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
8844   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
8845   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
8846   // the source code.
8847   return TagD;
8848 }
8849
8850 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
8851                                             SourceLocation ExternLoc,
8852                                             SourceLocation TemplateLoc,
8853                                             Declarator &D) {
8854   // Explicit instantiations always require a name.
8855   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
8856   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
8857   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
8858   if (!Name) {
8859     if (!D.isInvalidType())
8860       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
8861            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
8862         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
8863         << D.getSourceRange();
8864
8865     return true;
8866   }
8867
8868   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
8869   // we find one that is.
8870   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
8871          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
8872     S = S->getParent();
8873
8874   // Determine the type of the declaration.
8875   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
8876   QualType R = T->getType();
8877   if (R.isNull())
8878     return true;
8879
8880   // C++ [dcl.stc]p1:
8881   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
8882   //   instantiation (14.7.2) directive.
8883   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
8884     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
8885       << Name;
8886     return true;
8887   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
8888                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
8889     // Complain about then remove the storage class specifier.
8890     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
8891       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
8892
8893     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
8894   }
8895
8896   // C++0x [temp.explicit]p1:
8897   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
8898   //   inline or constexpr specifiers.
8899   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
8900   // well.
8901   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
8902     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
8903          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8904            diag::err_explicit_instantiation_inline :
8905            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
8906       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
8907   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
8908     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
8909     // not already specified.
8910     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
8911          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
8912
8913   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p1: The concept specifier shall be
8914   // applied only to the definition of a function template or variable template,
8915   // declared in namespace scope.
8916   if (D.getDeclSpec().isConceptSpecified()) {
8917     Diag(D.getDeclSpec().getConceptSpecLoc(),
8918          diag::err_concept_specified_specialization) << 0;
8919     return true;
8920   }
8921
8922   // A deduction guide is not on the list of entities that can be explicitly
8923   // instantiated.
8924   if (Name.getNameKind() == DeclarationName::CXXDeductionGuideName) {
8925     Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(), diag::err_deduction_guide_specialized)
8926       << /*explicit instantiation*/ 0;
8927     return true;
8928   }
8929
8930   // C++0x [temp.explicit]p2:
8931   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8932   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8933   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8934   TemplateSpecializationKind TSK
8935     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8936                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8937
8938   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
8939   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
8940
8941   if (!R->isFunctionType()) {
8942     // C++ [temp.explicit]p1:
8943     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
8944     //   instantiated from the member definition associated with its class
8945     //   template.
8946     // C++1y [temp.explicit]p1:
8947     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
8948     //   instantiated from its template.
8949     if (Previous.isAmbiguous())
8950       return true;
8951
8952     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
8953     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
8954
8955     if (!PrevTemplate) {
8956       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
8957         // We expect to see a data data member here.
8958         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
8959             << Name;
8960         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
8961              P != PEnd; ++P)
8962           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8963         return true;
8964       }
8965
8966       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
8967         // FIXME: Check for explicit specialization?
8968         Diag(D.getIdentifierLoc(),
8969              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
8970             << Prev;
8971         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8972         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
8973         return true;
8974       }
8975     } else {
8976       // Explicitly instantiate a variable template.
8977
8978       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
8979       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
8980       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
8981       //
8982       // This includes auto-typed variable template instantiations.
8983       if (R->isUndeducedType()) {
8984         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
8985              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
8986         return true;
8987       }
8988
8989       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
8990         // C++1y [temp.explicit]p3:
8991         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
8992         //   in the declaration shall be a template-id.
8993         Diag(D.getIdentifierLoc(),
8994              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
8995           << PrevTemplate;
8996         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
8997              diag::note_explicit_instantiation_here);
8998         return true;
8999       }
9000
9001       // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare an
9002       // explicit instantiation (14.8.2) [...] of a concept definition.
9003       if (PrevTemplate->isConcept()) {
9004         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_concept_specialized)
9005             << 1 /*variable*/ << 0 /*explicitly instantiated*/;
9006         Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
9007         return true;
9008       }
9009
9010       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
9011       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
9012           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9013
9014       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
9015                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
9016       if (Res.isInvalid())
9017         return true;
9018
9019       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
9020       // checking.
9021       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
9022     }
9023
9024     // C++0x [temp.explicit]p2:
9025     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9026     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9027     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9028     //   name shall be a simple-template-id.
9029     //
9030     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9031     //
9032     // This does not apply to variable template specializations, where the
9033     // template-id is in the unqualified-id instead.
9034     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
9035       Diag(D.getIdentifierLoc(),
9036            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9037         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9038
9039     // Check the scope of this explicit instantiation.
9040     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
9041
9042     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
9043     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
9044     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
9045     bool HasNoEffect = false;
9046     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
9047                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
9048       return true;
9049
9050     if (!HasNoEffect) {
9051       // Instantiate static data member or variable template.
9052
9053       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9054       if (PrevTemplate) {
9055         // Merge attributes.
9056         if (AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList())
9057           ProcessDeclAttributeList(S, Prev, Attr);
9058       }
9059       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9060         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
9061     }
9062
9063     // Check the new variable specialization against the parsed input.
9064     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
9065       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
9066            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
9067           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
9068       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
9069           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
9070       return true;
9071     }
9072
9073     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
9074     return (Decl*) nullptr;
9075   }
9076
9077   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
9078   // argument list into our AST format.
9079   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
9080   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
9081   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
9082     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9083     HasExplicitTemplateArgs = true;
9084   }
9085
9086   // C++ [temp.explicit]p1:
9087   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
9088   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
9089   //  instantiated from the member definition associated with its class
9090   //  template.
9091   UnresolvedSet<8> TemplateMatches;
9092   FunctionDecl *NonTemplateMatch = nullptr;
9093   AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList();
9094   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
9095   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9096        P != PEnd; ++P) {
9097     NamedDecl *Prev = *P;
9098     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
9099       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
9100         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType(),
9101                                                 /*AdjustExceptionSpec*/true);
9102         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
9103           if (Method->getPrimaryTemplate()) {
9104             TemplateMatches.addDecl(Method, P.getAccess());
9105           } else {
9106             // FIXME: Can this assert ever happen?  Needs a test.
9107             assert(!NonTemplateMatch && "Multiple NonTemplateMatches");
9108             NonTemplateMatch = Method;
9109           }
9110         }
9111       }
9112     }
9113
9114     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
9115     if (!FunTmpl)
9116       continue;
9117
9118     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
9119     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
9120     if (TemplateDeductionResult TDK
9121           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
9122                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
9123                                                         : nullptr),
9124                                     R, Specialization, Info)) {
9125       // Keep track of almost-matches.
9126       FailedCandidates.addCandidate()
9127           .set(P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9128                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
9129       (void)TDK;
9130       continue;
9131     }
9132
9133     // Target attributes are part of the cuda function signature, so
9134     // the cuda target of the instantiated function must match that of its
9135     // template.  Given that C++ template deduction does not take
9136     // target attributes into account, we reject candidates here that
9137     // have a different target.
9138     if (LangOpts.CUDA &&
9139         IdentifyCUDATarget(Specialization,
9140                            /* IgnoreImplicitHDAttributes = */ true) !=
9141             IdentifyCUDATarget(Attr)) {
9142       FailedCandidates.addCandidate().set(
9143           P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9144           MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
9145       continue;
9146     }
9147
9148     TemplateMatches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
9149   }
9150
9151   FunctionDecl *Specialization = NonTemplateMatch;
9152   if (!Specialization) {
9153     // Find the most specialized function template specialization.
9154     UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
9155         TemplateMatches.begin(), TemplateMatches.end(), FailedCandidates,
9156         D.getIdentifierLoc(),
9157         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
9158         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
9159         PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
9160
9161     if (Result == TemplateMatches.end())
9162       return true;
9163
9164     // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
9165     Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
9166   }
9167
9168   // C++11 [except.spec]p4
9169   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
9170   // but is not required.
9171   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
9172   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
9173   // other declarations of that function.
9174   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
9175     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
9176       unsigned DiagID =
9177           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9178       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
9179         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9180       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
9181           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
9182           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
9183           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
9184           Specialization->getLocation(), FPT, D.getLocStart());
9185       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
9186       // warning.
9187       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
9188         return true;
9189     }
9190
9191   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
9192     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9193          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
9194       << Specialization
9195       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
9196           TSK_ExplicitSpecialization);
9197     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9198     return true;
9199   }
9200
9201   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
9202   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
9203     PrevDecl = Specialization;
9204
9205   if (PrevDecl) {
9206     bool HasNoEffect = false;
9207     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
9208                                                PrevDecl,
9209                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
9210                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
9211                                                HasNoEffect))
9212       return true;
9213
9214     // FIXME: We may still want to build some representation of this
9215     // explicit specialization.
9216     if (HasNoEffect)
9217       return (Decl*) nullptr;
9218   }
9219
9220   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9221   if (Attr)
9222     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
9223
9224   if (Specialization->isDefined()) {
9225     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
9226     // instantiated now, and its linkage might have changed.
9227     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
9228   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9229     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
9230
9231   // C++0x [temp.explicit]p2:
9232   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9233   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9234   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9235   //   name shall be a simple-template-id.
9236   //
9237   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9238   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
9239   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
9240       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
9241       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
9242     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9243          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9244     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9245
9246   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare an
9247   // explicit instantiation (14.8.2) [...] of a concept definition.
9248   if (FunTmpl && FunTmpl->isConcept() &&
9249       !D.getDeclSpec().isConceptSpecified()) {
9250     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_concept_specialized)
9251         << 0 /*function*/ << 0 /*explicitly instantiated*/;
9252     Diag(FunTmpl->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
9253     return true;
9254   }
9255
9256   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
9257                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
9258                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
9259                                   D.getIdentifierLoc(),
9260                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
9261
9262   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
9263   return (Decl*) nullptr;
9264 }
9265
9266 TypeResult
9267 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
9268                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
9269                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
9270   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
9271   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
9272
9273   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
9274   if (!NNS)
9275     return true;
9276
9277   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
9278
9279   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
9280     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
9281       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
9282     return true;
9283   }
9284
9285   // Create the resulting type.
9286   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
9287   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
9288
9289   // Create type-source location information for this type.
9290   TypeLocBuilder TLB;
9291   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
9292   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
9293   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9294   TL.setNameLoc(NameLoc);
9295   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
9296 }
9297
9298 TypeResult
9299 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
9300                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
9301                         SourceLocation IdLoc) {
9302   if (SS.isInvalid())
9303     return true;
9304
9305   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9306     Diag(TypenameLoc,
9307          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9308            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9309            diag::ext_typename_outside_of_template)
9310       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9311
9312   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9313   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
9314                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
9315   if (T.isNull())
9316     return true;
9317
9318   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
9319   if (isa<DependentNameType>(T)) {
9320     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
9321     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9322     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9323     TL.setNameLoc(IdLoc);
9324   } else {
9325     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
9326     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9327     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9328     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
9329   }
9330
9331   return CreateParsedType(T, TSI);
9332 }
9333
9334 TypeResult
9335 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
9336                         SourceLocation TypenameLoc,
9337                         const CXXScopeSpec &SS,
9338                         SourceLocation TemplateKWLoc,
9339                         TemplateTy TemplateIn,
9340                         IdentifierInfo *TemplateII,
9341                         SourceLocation TemplateIILoc,
9342                         SourceLocation LAngleLoc,
9343                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
9344                         SourceLocation RAngleLoc) {
9345   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9346     Diag(TypenameLoc,
9347          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9348            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9349            diag::ext_typename_outside_of_template)
9350       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9351
9352   // Strangely, non-type results are not ignored by this lookup, so the
9353   // program is ill-formed if it finds an injected-class-name.
9354   if (TypenameLoc.isValid()) {
9355     auto *LookupRD =
9356         dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, false));
9357     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
9358       Diag(TemplateIILoc,
9359            diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9360         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
9361         << (TemplateKWLoc.isValid() ? 1 : 0 /*'template'/'typename' keyword*/);
9362     }
9363   }
9364
9365   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
9366   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
9367   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
9368
9369   TemplateName Template = TemplateIn.get();
9370   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
9371     // Construct a dependent template specialization type.
9372     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
9373     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
9374     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
9375                                                           DTN->getQualifier(),
9376                                                           DTN->getIdentifier(),
9377                                                                 TemplateArgs);
9378
9379     // Create source-location information for this type.
9380     TypeLocBuilder Builder;
9381     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9382     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9383     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9384     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9385     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9386     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9387     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9388     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9389     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9390       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9391     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
9392   }
9393
9394   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
9395   if (T.isNull())
9396     return true;
9397
9398   // Provide source-location information for the template specialization type.
9399   TypeLocBuilder Builder;
9400   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9401     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9402   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9403   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9404   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9405   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9406   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9407     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9408
9409   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
9410   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
9411   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9412   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9413
9414   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
9415   return CreateParsedType(T, TSI);
9416 }
9417
9418
9419 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
9420 /// disabled by a usage of std::enable_if.
9421 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
9422                        SourceRange &CondRange, Expr *&Cond) {
9423   // We must be looking for a ::type...
9424   if (!II.isStr("type"))
9425     return false;
9426
9427   // ... within an explicitly-written template specialization...
9428   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
9429     return false;
9430   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
9431   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
9432       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
9433   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
9434     return false;
9435   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST =
9436     cast<TemplateSpecializationType>(EnableIfTSTLoc.getTypePtr());
9437
9438   // ... which names a complete class template declaration...
9439   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
9440     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
9441   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
9442     return false;
9443
9444   // ... called "enable_if".
9445   const IdentifierInfo *EnableIfII =
9446     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
9447   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
9448     return false;
9449
9450   // Assume the first template argument is the condition.
9451   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
9452
9453   // Dig out the condition.
9454   Cond = nullptr;
9455   if (EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getArgument().getKind()
9456         != TemplateArgument::Expression)
9457     return true;
9458
9459   Cond = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceExpression();
9460
9461   // Ignore Boolean literals; they add no value.
9462   if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(Cond->IgnoreParenCasts()))
9463     Cond = nullptr;
9464
9465   return true;
9466 }
9467
9468 /// \brief Build the type that describes a C++ typename specifier,
9469 /// e.g., "typename T::type".
9470 QualType
9471 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
9472                         SourceLocation KeywordLoc,
9473                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
9474                         const IdentifierInfo &II,
9475                         SourceLocation IILoc) {
9476   CXXScopeSpec SS;
9477   SS.Adopt(QualifierLoc);
9478
9479   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
9480   if (!Ctx) {
9481     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
9482     // resolved to a type, build a typename type.
9483     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
9484     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9485                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9486                                         &II);
9487   }
9488
9489   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
9490   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
9491   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
9492   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
9493   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
9494
9495   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
9496     return QualType();
9497
9498   DeclarationName Name(&II);
9499   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
9500   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
9501   unsigned DiagID = 0;
9502   Decl *Referenced = nullptr;
9503   switch (Result.getResultKind()) {
9504   case LookupResult::NotFound: {
9505     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
9506     // a more specific diagnostic.
9507     SourceRange CondRange;
9508     Expr *Cond = nullptr;
9509     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange, Cond)) {
9510       // If we have a condition, narrow it down to the specific failed
9511       // condition.
9512       if (Cond) {
9513         Expr *FailedCond;
9514         std::string FailedDescription;
9515         std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
9516           findFailedEnableIfCondition(*this, Cond);
9517
9518         Diag(FailedCond->getExprLoc(),
9519              diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
9520           << FailedDescription
9521           << FailedCond->getSourceRange();
9522         return QualType();
9523       }
9524
9525       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
9526           << Ctx << CondRange;
9527       return QualType();
9528     }
9529
9530     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
9531     break;
9532   }
9533
9534   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
9535     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
9536     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
9537     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9538                           IILoc);
9539     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
9540       << Name << Ctx << FullRange;
9541     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
9542           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
9543       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
9544       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
9545         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
9546     }
9547   }
9548   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
9549   // better.
9550   LLVM_FALLTHROUGH;
9551
9552   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
9553     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
9554     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9555                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9556                                         &II);
9557
9558   case LookupResult::Found:
9559     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
9560       // C++ [class.qual]p2:
9561       //   In a lookup in which function names are not ignored and the
9562       //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
9563       //   after the nested-name-specifier, when looked up in C, is the
9564       //   injected-class-name of C [...] then the name is instead considered
9565       //   to name the constructor of class C.
9566       //
9567       // Unlike in an elaborated-type-specifier, function names are not ignored
9568       // in typename-specifier lookup. However, they are ignored in all the
9569       // contexts where we form a typename type with no keyword (that is, in
9570       // mem-initializer-ids, base-specifiers, and elaborated-type-specifiers).
9571       //
9572       // FIXME: That's not strictly true: mem-initializer-id lookup does not
9573       // ignore functions, but that appears to be an oversight.
9574       auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(Ctx);
9575       auto *FoundRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Type);
9576       if (Keyword == ETK_Typename && LookupRD && FoundRD &&
9577           FoundRD->isInjectedClassName() &&
9578           declaresSameEntity(LookupRD, cast<Decl>(FoundRD->getParent())))
9579         Diag(IILoc, diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9580             << &II << 1 << 0 /*'typename' keyword used*/;
9581
9582       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
9583       // typename-specifier was just sugar.
9584       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
9585       return Context.getElaboratedType(Keyword,
9586                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9587                                        Context.getTypeDeclType(Type));
9588     }
9589
9590     // C++ [dcl.type.simple]p2:
9591     //   A type-specifier of the form
9592     //     typename[opt] nested-name-specifier[opt] template-name
9593     //   is a placeholder for a deduced class type [...].
9594     if (getLangOpts().CPlusPlus1z) {
9595       if (auto *TD = getAsTypeTemplateDecl(Result.getFoundDecl())) {
9596         return Context.getElaboratedType(
9597             Keyword, QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9598             Context.getDeducedTemplateSpecializationType(TemplateName(TD),
9599                                                          QualType(), false));
9600       }
9601     }
9602
9603     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9604     Referenced = Result.getFoundDecl();
9605     break;
9606
9607   case LookupResult::FoundOverloaded:
9608     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
9609     Referenced = *Result.begin();
9610     break;
9611
9612   case LookupResult::Ambiguous:
9613     return QualType();
9614   }
9615
9616   // If we get here, it's because name lookup did not find a
9617   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
9618   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
9619                         IILoc);
9620   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
9621   if (Referenced)
9622     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
9623       << Name;
9624   return QualType();
9625 }
9626
9627 namespace {
9628   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
9629   class CurrentInstantiationRebuilder
9630     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
9631     SourceLocation Loc;
9632     DeclarationName Entity;
9633
9634   public:
9635     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
9636
9637     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
9638                                   SourceLocation Loc,
9639                                   DeclarationName Entity)
9640     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
9641       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
9642
9643     /// \brief Determine whether the given type \p T has already been
9644     /// transformed.
9645     ///
9646     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
9647     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
9648     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
9649       return T.isNull() || !T->isDependentType();
9650     }
9651
9652     /// \brief Returns the location of the entity whose type is being
9653     /// rebuilt.
9654     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
9655
9656     /// \brief Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
9657     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
9658
9659     /// \brief Sets the "base" location and entity when that
9660     /// information is known based on another transformation.
9661     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
9662       this->Loc = Loc;
9663       this->Entity = Entity;
9664     }
9665
9666     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
9667       // Lambdas never need to be transformed.
9668       return E;
9669     }
9670   };
9671 } // end anonymous namespace
9672
9673 /// \brief Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
9674 ///
9675 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
9676 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
9677 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
9678 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
9679 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
9680 /// canonical types, e.g.,
9681 ///
9682 /// \code
9683 /// template<typename T>
9684 /// struct X {
9685 ///   typedef T* pointer;
9686 ///   pointer data();
9687 /// };
9688 ///
9689 /// template<typename T>
9690 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
9691 /// \endcode
9692 ///
9693 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
9694 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
9695 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
9696 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
9697 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
9698 /// definition and the declaration to match.
9699 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
9700                                                         SourceLocation Loc,
9701                                                         DeclarationName Name) {
9702   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
9703     return T;
9704
9705   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
9706   return Rebuilder.TransformType(T);
9707 }
9708
9709 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
9710   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
9711                                           DeclarationName());
9712   return Rebuilder.TransformExpr(E);
9713 }
9714
9715 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
9716   if (SS.isInvalid())
9717     return true;
9718
9719   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9720   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
9721                                           DeclarationName());
9722   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
9723     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
9724   if (!Rebuilt)
9725     return true;
9726
9727   SS.Adopt(Rebuilt);
9728   return false;
9729 }
9730
9731 /// \brief Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
9732 /// instantiation.
9733 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9734                                                TemplateParameterList *Params) {
9735   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9736     Decl *Param = Params->getParam(I);
9737
9738     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
9739     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
9740       continue;
9741
9742     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
9743     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
9744         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
9745       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
9746             TTP->getTemplateParameters()))
9747         return true;
9748
9749       continue;
9750     }
9751
9752     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
9753     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
9754     TypeSourceInfo *NewTSI
9755       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
9756                                           NTTP->getLocation(),
9757                                           NTTP->getDeclName());
9758     if (!NewTSI)
9759       return true;
9760
9761     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
9762       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
9763       NTTP->setType(NewTSI->getType());
9764     }
9765   }
9766
9767   return false;
9768 }
9769
9770 /// \brief Produces a formatted string that describes the binding of
9771 /// template parameters to template arguments.
9772 std::string
9773 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9774                                       const TemplateArgumentList &Args) {
9775   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
9776 }
9777
9778 std::string
9779 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
9780                                       const TemplateArgument *Args,
9781                                       unsigned NumArgs) {
9782   SmallString<128> Str;
9783   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
9784
9785   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
9786     return std::string();
9787
9788   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
9789     if (I >= NumArgs)
9790       break;
9791
9792     if (I == 0)
9793       Out << "[with ";
9794     else
9795       Out << ", ";
9796
9797     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
9798       Out << Id->getName();
9799     } else {
9800       Out << '$' << I;
9801     }
9802
9803     Out << " = ";
9804     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
9805   }
9806
9807   Out << ']';
9808   return Out.str();
9809 }
9810
9811 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
9812                                     CachedTokens &Toks) {
9813   if (!FD)
9814     return;
9815
9816   auto LPT = llvm::make_unique<LateParsedTemplate>();
9817
9818   // Take tokens to avoid allocations
9819   LPT->Toks.swap(Toks);
9820   LPT->D = FnD;
9821   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, std::move(LPT)));
9822
9823   FD->setLateTemplateParsed(true);
9824 }
9825
9826 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
9827   if (!FD)
9828     return;
9829   FD->setLateTemplateParsed(false);
9830 }
9831
9832 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
9833   DeclContext *DC = CurContext;
9834
9835   while (DC) {
9836     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
9837       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
9838       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
9839     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
9840       return false;
9841
9842     DC = DC->getParent();
9843   }
9844   return false;
9845 }
9846
9847 namespace {
9848 /// \brief Walk the path from which a declaration was instantiated, and check
9849 /// that every explicit specialization along that path is visible. This enforces
9850 /// C++ [temp.expl.spec]/6:
9851 ///
9852 ///   If a template, a member template or a member of a class template is
9853 ///   explicitly specialized then that specialization shall be declared before
9854 ///   the first use of that specialization that would cause an implicit
9855 ///   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
9856 ///   use occurs; no diagnostic is required.
9857 ///
9858 /// and also C++ [temp.class.spec]/1:
9859 ///
9860 ///   A partial specialization shall be declared before the first use of a
9861 ///   class template specialization that would make use of the partial
9862 ///   specialization as the result of an implicit or explicit instantiation
9863 ///   in every translation unit in which such a use occurs; no diagnostic is
9864 ///   required.
9865 class ExplicitSpecializationVisibilityChecker {
9866   Sema &S;
9867   SourceLocation Loc;
9868   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9869
9870 public:
9871   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(Sema &S, SourceLocation Loc)
9872       : S(S), Loc(Loc) {}
9873
9874   void check(NamedDecl *ND) {
9875     if (auto *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(ND))
9876       return checkImpl(FD);
9877     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ND))
9878       return checkImpl(RD);
9879     if (auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND))
9880       return checkImpl(VD);
9881     if (auto *ED = dyn_cast<EnumDecl>(ND))
9882       return checkImpl(ED);
9883   }
9884
9885 private:
9886   void diagnose(NamedDecl *D, bool IsPartialSpec) {
9887     auto Kind = IsPartialSpec ? Sema::MissingImportKind::PartialSpecialization
9888                               : Sema::MissingImportKind::ExplicitSpecialization;
9889     const bool Recover = true;
9890
9891     // If we got a custom set of modules (because only a subset of the
9892     // declarations are interesting), use them, otherwise let
9893     // diagnoseMissingImport intelligently pick some.
9894     if (Modules.empty())
9895       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, Kind, Recover);
9896     else
9897       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, D->getLocation(), Modules, Kind, Recover);
9898   }
9899
9900   // Check a specific declaration. There are three problematic cases:
9901   //
9902   //  1) The declaration is an explicit specialization of a template
9903   //     specialization.
9904   //  2) The declaration is an explicit specialization of a member of an
9905   //     templated class.
9906   //  3) The declaration is an instantiation of a template, and that template
9907   //     is an explicit specialization of a member of a templated class.
9908   //
9909   // We don't need to go any deeper than that, as the instantiation of the
9910   // surrounding class / etc is not triggered by whatever triggered this
9911   // instantiation, and thus should be checked elsewhere.
9912   template<typename SpecDecl>
9913   void checkImpl(SpecDecl *Spec) {
9914     bool IsHiddenExplicitSpecialization = false;
9915     if (Spec->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
9916       IsHiddenExplicitSpecialization =
9917           Spec->getMemberSpecializationInfo()
9918               ? !S.hasVisibleMemberSpecialization(Spec, &Modules)
9919               : !S.hasVisibleExplicitSpecialization(Spec, &Modules);
9920     } else {
9921       checkInstantiated(Spec);
9922     }
9923
9924     if (IsHiddenExplicitSpecialization)
9925       diagnose(Spec->getMostRecentDecl(), false);
9926   }
9927
9928   void checkInstantiated(FunctionDecl *FD) {
9929     if (auto *TD = FD->getPrimaryTemplate())
9930       checkTemplate(TD);
9931   }
9932
9933   void checkInstantiated(CXXRecordDecl *RD) {
9934     auto *SD = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RD);
9935     if (!SD)
9936       return;
9937
9938     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
9939     if (auto *TD = From.dyn_cast<ClassTemplateDecl *>())
9940       checkTemplate(TD);
9941     else if (auto *TD =
9942                  From.dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
9943       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
9944         diagnose(TD, true);
9945       checkTemplate(TD);
9946     }
9947   }
9948
9949   void checkInstantiated(VarDecl *RD) {
9950     auto *SD = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(RD);
9951     if (!SD)
9952       return;
9953
9954     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
9955     if (auto *TD = From.dyn_cast<VarTemplateDecl *>())
9956       checkTemplate(TD);
9957     else if (auto *TD =
9958                  From.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
9959       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
9960         diagnose(TD, true);
9961       checkTemplate(TD);
9962     }
9963   }
9964
9965   void checkInstantiated(EnumDecl *FD) {}
9966
9967   template<typename TemplDecl>
9968   void checkTemplate(TemplDecl *TD) {
9969     if (TD->isMemberSpecialization()) {
9970       if (!S.hasVisibleMemberSpecialization(TD, &Modules))
9971         diagnose(TD->getMostRecentDecl(), false);
9972     }
9973   }
9974 };
9975 } // end anonymous namespace
9976
9977 void Sema::checkSpecializationVisibility(SourceLocation Loc, NamedDecl *Spec) {
9978   if (!getLangOpts().Modules)
9979     return;
9980
9981   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(*this, Loc).check(Spec);
9982 }
9983
9984 /// \brief Check whether a template partial specialization that we've discovered
9985 /// is hidden, and produce suitable diagnostics if so.
9986 void Sema::checkPartialSpecializationVisibility(SourceLocation Loc,
9987                                                 NamedDecl *Spec) {
9988   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
9989   if (!hasVisibleDeclaration(Spec, &Modules))
9990     diagnoseMissingImport(Loc, Spec, Spec->getLocation(), Modules,
9991                           MissingImportKind::PartialSpecialization,
9992                           /*Recover*/true);
9993 }